[发明专利]基于Zigbee网络通信的馈线分段保护系统

权利要求书

1.基于Zigbee网络通信的馈线分段保护系统，其特征在于，在配电网线路上安装多组故障探测器和继电保护装置，所述故障探测器和继电保护装置均设置在配电网线路的分段开关处；

所述故障探测器包括ZigBee模块和信号发射器；所述分段开关处的ZigBee模块之间相互通信形成ZigBee传感网络；

故障探测器实时监测配电网线路上电气参数，当配电网线路发生故障时，故障探测器根据事先整定的电压值和电流值，判断线路是否发生故障并判断故障的类型，同时，通过信号发射器向邻近的故障探测器通过ZigBee模块发出信号，故障探测器之间通过数据比较判断故障是否在两个故障探测器之间的馈电线路上，如果故障在两个故障探测器之间，则故障探测器向本区段的继电保护装置发出跳闸信号，断开故障线路；否则，向继电保护装置发出闭锁信号，防止继电保护装置越级跳闸，减少停电范围。

2.根据权利要求1所述的基于Zigbee网络通信的馈线分段保护系统，其特征在于，所述ZigBee模块XBee PRO S2B模块；

所述故障探测器实时监测配电网线路上电气参数，具体包括监测电压、电流、零序电压和零序电流电气参数。

3.根据权利要求2所述的基于Zigbee网络通信的馈线分段保护系统，其特征在于，所述故障探测器为馈线终端装置FTU。

4.根据权利要求1-3任一项所述的基于Zigbee网络通信的馈线分段保护系统，其特征在于，所述ZigBee传感网络采用由协调器和路由器采用Mesh网络结构组建的ZigBee传感网络。

5.一种基于权利要求4所述系统的分段式检测相间短路故障的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：启动保护，馈线终端装置FTU检测线路信号；

步骤2：若检测到线路出现过电流，则判断是否满足相间短路故障判据，如果是则执行步骤4，否则，判断为非相间短路，执行步骤3；

步骤3：若判断为非相间短路，则返回步骤1；

步骤4：向下一级馈线终端装置FTU发出信号，下一级FTU反馈本节点电气信息；

步骤5：判断下一级FTU处电流突变是否大于整定值，如果是，则故障点不在本段线路，保护设备暂时不动作，返回步骤1，如果否，则故障点在本段线路，则执行步骤6；

步骤6：FTU向主站发出信号报告故障点；

线路两端FTU向各自继保护设备发出跳闸信号；线路；两端断路器跳闸，隔离故障线路；

线路首端FTU向上一级线路发出闭锁信号，防止误跳闸；

步骤7：结束。

6.基于权利要求4所述系统的分段式检测小电阻接地系统单相短路接地故障的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：启动保护；

步骤2：FTU检测线路零序电流，若线路出现零序电流，则判断零序电流持续时间是否满足条件，如果不满足，则继续执行步骤2，如果满足则执行步骤3；

步骤3：向下一级FTU发出信号，下一级FTU反馈本点电气信息，判断下一级FTU处零序电流是否大于整定值，如果是，则故障点不在本段线路，保护设备暂时不动作，继续执行步骤2，如果否，执行步骤4；

步骤4：故障点在本段线路上，执行步骤5；

步骤5：FTU向主站发出信号报告故障点；

线路两端FTU向各自继保护设备发出跳闸信号；线路:两端断路器跳闸，隔离故障线路；

线路首端FTU向上一级线路发出闭锁信号，防止误跳闸；

步骤6：结束。

7.基于权利要求4所述系统的分段式检测小电流接地系统单相短路接地故障的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：启动保护；

步骤2：FTU检测线路零序电流，若线路出现零序电流，则判断第一个半波零序电流、零序电压极性是否相反，如果是则执行步骤3，否则继续执行步骤2；

步骤3：向下一级FTU发出信号，下一级FTU反馈本点电气信息，判断下一级FTU处是否在故障点下游，如果是，则执行步骤4，否则，故障点不在本段线路，保护设备暂时不动作，返回步骤2；

步骤4：判断为故障点在本段线路，执行步骤5；

步骤5：FTU向主站发出信号报告故障点；

线路两端FTU向各自继保护设备发出跳闸信号；线路:两端断路器跳闸，隔离故障线路；

线路首端FTU向上一级线路发出闭锁信号，防止误跳闸；

步骤6：结束。