一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法

摘要

本发明公开了一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法，包括配电主站、终端设备、5G网络通信模块和线路杆塔，配电主站、区域型终端和单元型终端均设置有5G网络通信模块，配电主站与区域型终端之间设置通过5G网络通信模块无线连接，区域型终端与单元型终端之间设置通过5G网络通信模块无线连接。本发明有益效果：单元型终端和区域型终端间通过5G网络通信模块相互协作；可以提搞故障判断的准确率，减少故障隔离和恢复非故障区域供电的时间，减少运维人员的工作量；可以对线路和智能台区的运行状态实时监控，提醒运维人员线路运行存在的问题和风险点，减少线路故障的次数；减少线路短时停电的次数，增加设备使用时间和提高用户用电体验。

说明书

技术领域

本发明涉及配电线路故障处理技术领域,尤其是一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法。

背景技术

现有技术中10kV配电线路分布广、运行环境复杂，故障频发，针对配电线路发生短路故障后如何快速定位、隔离故障，恢复非故障区域供电问题，目前的解决方案采用是集中型馈线自动化和就地型馈线自动化方式进行解决，如中国专利：1、采用区域闭锁的配电网故障处理方法(公开号：CN105552858B；)；2、基于区域序号的自适应就地型馈线自动化故障处理方法(公开号：CN109245072B)；3、一种基于深度学习的配网接地故障分析方法(公开号：CN109324266A)的技术方案均采用的是集中型馈线自动化或就地型馈线自动化方式进行解决。

集中型馈线自动化灵活性高，适应性强，但如果配电线路都采用集中型馈线自动化的模式，不仅敷设光缆需要耗费大量的资源，配电主站也将承受巨大的压力。重合器式就地型馈线自动化需要变电站的出线开关多次重合来配合，导致一次网架感受到多次冲击，用户端感受到多次短时来电，容易给一次网架带来损坏，给用户带来糟糕的用电体验。

分布式就地型馈线自动化能快速处理故障，但对网络通信的要求高，需要敷设光缆，造价高，运维困难。

传统就地型馈线自动化需要与变电站的出线开关的跳闸延时和重合闸时限配合，能够自动完成故障的切除，但是在多分段开关线路中，开关间的定值配合难度大，时间级差配合不起来；传统就地型馈线自动化在处理故障时，以出线开关和线路分段开关的多次跳闸和重合为应用基础，一般需要两次重合才能完成故障隔离以及恢复非故障区域供电；传统馈线自动化功能启动后如果出现开关拒分和误跳时，馈线自动化功能逻辑便会停止，执行不下去，导致线路故障处理异常；馈线终端只具有提供配电系统运行情况和各种参数及监测控制所需信息的功能，只能将这些信息上传给配电主站来分析。

因此，对于上述问题有必要提出一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法。

发明内容

针对上述现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法，以解决上述问题。

一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法，包括配电主站、终端设备、5G网络通信模块和线路杆塔，所述终端设备包括用于负责边缘计算的区域型终端和用于实时对线路运行情况进行监测的单元型终端，所述区域型终端安装在线路杆塔上，所述单元型终端也安装在线路杆塔上，所述配电主站、区域型终端和单元型终端均设置有5G网络通信模块，所述配电主站与区域型终端之间设置通过5G网络通信模块无线连接，所述区域型终端与单元型终端之间设置通过5G网络通信模块无线连接；

其故障处理方法的线路拓扑建立方法：单元型终端在一上电时，便将自己所在杆塔位置的信息向进行边缘计算的区域型终端注册，进行边缘计算的区域终端每隔一段时间(6-12小时)向线路所有单元型终端同步一次所有区域型终端的注册信息，则每一个区域型终端都知道线路所有的单元型终端的位置；

如果设备长时间处于运行状态，则每隔一段时间(6-12小时)进行注册一次；进行边缘计算的区域型终端每一段时间(6-12小时)向单元型终端同步一次所有区域型终端的注册信息；

如果线路运行状态存在问题，则马上根据相应的问题做出应对措施，并通知线路上的单元型终端做出相应的反应，并将最终的处理结果上报配电主站。在线路新装和拆卸终端设备后，线路上的终端设备会自动更新拓扑结构数据信息，其中数据信息包括杆塔位置、设备编号和物联网卡IP信息。

一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法，还包括短路故障的处理方法、接地故障的处理方法、断线故障的处理方法、分布式电源管理故障的处理方法、对配电网线路管理故障的处理方法、通信异常故障的处理方法和开关拒跳故障的处理方法。

其中短路故障处理方法的方法步骤为：当故障发生之后，故障上游的终端设备检测到故障，如果线路开关的保护之间存在级差配合，则故障上游离故障点最近的开关跳闸，以最快的速度切除故障，如果线路开关的保护之间不存在级差配合，则故障上游的开关全部跳闸，以最快的速度切除故障；当故障被切除后，故障下游的终端会检测到线路处于失压状态；

在故障上游的单元型终端设备检测到短路电流时，会向区域型终端上传检测到故障的信息；在故障下游的终端设备检测到线路处于失压状态时，会向区域型终端上传检测到线路失压的信息；

区域型终端在接收到线路故障或者线路失压的信息后，便会等待其余单元型终端继续上送信息，等开始判断故障区域的条件满足后便开始判断故障区域；开始判断故障区域的条件为：①区域型终端接收了线路上所有单元型终端上送的信息；②当区域型终端接收到的信息已经包含了故障点前后且和故障点直接相连所有终端设备检测到的信息；③设置一个延时，当区域型终端接收到第一个信息时开始计时，延时计时结束；当满足以上任意一个条件时，区域型终端开始故障分析和定位；

单元型终端在区域型终端故障定位完成后，位于故障点两端的单元型终端接受到区域型终端故障定位的信息，根据所接收到的信息，结合本身所检测到的信息和开关的分合位，对故障进行处理，如果是过流故障则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功，如果是分闸状态，则正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功；如果是线路失压，则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；如果是分闸状态，则反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；

如区域型终端定位到自己位于故障点某端，则先判断自己检测到的是过流故障还是线路失压，如果是过流故障则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功，如果是分闸状态，则正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功；如果是线路失压，则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；如果是分闸状态，则反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；

在区域型终端接收到故障点下游终端设备反向闭锁的信息后，向反向闭锁的终端设备后边、具备联络转供条件的联络开关通报故障已经隔离的信息，联络开关在接收到故障隔离的信息后开始联络转供。

其中接地故障处理方法为：当线路上的终端设备检测到零压突变时，开始进行零序有功功率积分计算，积分的时间为5个周波，并监测零序电流的方向；当零序有功功率积分完成后，单元型终端将计算的零序功率和监测的零序电流方向同时上送给区域型终端，区域型终端在搜集完单元型终端的信息后开始判断故障区域；其中区域型终端判断接地的过程分为两步：第一步为选线，第二步为选段；第一步选线过程：如果线路上所有终端监测到的零序电流方向相同，且零序有功功率均为正，则可判断本线路为非故障线路，如果不满足此条件，则判断接地故障位于本线路，第一步选线过程完成。第二步选段过程：如果确认接地故障位于本线路，则开始判断各个终端监测到的零序电流的方向，如果两个终端在拓扑关系上属于一前一后，且零序电流的方向相反，则可判断为接地故障位于这两个终端之间，如果各个终端监测到的零序电流的方向相同，则判断各个终端设备检测到的零序有功功率的正负，如果两个终端在拓扑关系上属于一前一后，且检测到的零序有功功率一正一负，则可判断为接地故障位于这两个终端设备之间。然后区域型终端使位于故障两侧的终端设备分闸，并闭锁合闸，并将分闸和闭锁合闸的信息上送给区域型终端，区域型终端确认故障区域隔离成功之后，如果接地点下游线路存在联络转供条件的，区域型终端通知联络开关合闸进行转供。

其中断线故障处理方法包括单相断线故障判断方法和两相断线故障判断方法；其中单相断线故障判断方法：在单相断线故障发生后，断线点上游设备监测到的故障特征为：故障相的相电流会减小，非故障相的相电流的夹角会增大；断线点下游设备监测到的故障特征为：故障相相电压减小，三个线电压的两个降低为0.5倍的额定线电压，一个保持不变；当拓扑相连的两个设备分别监测到单相断线点上下游的故障特征时，断线故障就发生在这两个设备之间；

两相断线故障判断方法：在双相断线故障发生后，断线点上游设备监测到的故障特征为：三相电流减小或者两相电流增大；断线点下游设备监测到的故障特征为：三相电压减小，相位相同，线电压减小为零；当拓扑相连的两个设备分别监测到两相断线点上下游的故障特征时，断线故障就发生在这两个设备之间。

断线故障区段判断出来之后，区域型终端给位于故障两端的终端设备下送故障区域判断的信息，位于故障两端的终端设备接受到信息后，开始分闸，并闭锁合闸，故障切除。然后位于故障两侧的终端设备给区域型终端上送故障已经隔离的信息，区域型终端判断断线点下游非故障区域是否需要联络转供和具不具备联络转供的条件，如果需要且具备联络转供的条件，区域型终端给对应的联络开关下送联络转供的信息，联络开关在接收到信息后，联络转供。

其中分布式电源的管理方法为：在一条拥有分布式电源的线路上，当发生短路故障时，流入故障点的故障电流为变电站和分布式电源两个电源点故障电流的叠加。当故障发生在变电站和分布式电源拓扑位置的中间时，故障点至两个电源点的故障电流的方向相反，非故障回路的终端设备检测不到故障电流，此时，故障区域就位于拓扑结构相连、检测到故障电流相反的两个终端设备之间。当故障发生在变电站和分布式电源拓扑位置同侧时，故障回路上的终端设备检测到的故障电流的方向一致，故障区域就位于拓扑结构相连、检测到故障电流和没检测到故障电流的两个终端设备之间。故障区段判断结束后，区域型终端向单元型终端下发故障区域的信息，位于故障两侧的终端接收到故障区域的信息后判断自己开关的分合闸信息，如果处于合位，则分闸，并闭锁合闸，如果是分位，则直接闭锁合闸，并将闭锁合闸的信息上送给区域型终端。区域型终端根据接收到的闭锁合闸的信息确认故障隔离的情况，当位于故障两侧的终端均分闸并闭锁合闸后，故障隔离完成。区域型终端向没有位于故障区域两侧的终端及联络开关发送故障隔离成功的信息，没有位于故障区域两侧的终端和具备联络转供条件的终端开始恢复非故障区域的供电。

其中配电网线路的管理方法为：单元型终端会将监测到的电压和电流信息定时上送给区域型终端，单元型终端的开关的分合闸信息也会上传给区域型终端，当区域型终端收到某个单元型终端上送的电压和电流发生了异常，而其他终端的并未发现异常，则说明此开关的电压或者电流传感器运行故障，需要对其进行检修和更换，并通知线路的负责人；

如果区域型终端经常会收到某单元型终端分合闸的信息，则证明此单元型终端或者对应的开关本体发生了故障，需要维修或更换，并通知线路负责人；

如果区域型终端和某个单元型终端经常断链，收不到单元型终端的信息，在排除信号因素的前提下，可以认为此单元型终端出现了故障，需对其进行检修和更换，并通知线路负责人员。

与现有技术相比，本发明有益效果：

(1)单元型终端和区域型终端间通过5G网络通信模块相互协作，自动更新变化的线路拓扑结构；可以提搞故障判断的准确率，减少故障隔离和恢复非故障区域供电的时间，减少运维人员的工作量；可以适用于具有分布式电源的线路，优化对分布式电源的管理；可以对线路和智能台区的运行状态实时监控，提醒运维人员线路运行存在的问题和风险点，减少线路故障的次数；(2)可以减少故障电流对电力系统冲击的次数，减少线路短时停电的次数，增加设备使用时间和提高用户用电体验。使较长线路多级分段成为可能，故障隔离时间更快；恢复非故障区域供电时间更短；(3)对变电站的冲击减少；定值的整定的个数要少于传统的馈线自动化，便于设备调试安装和维护；可以通过设备间的通信纠正设备误跳、拒分；(4)断线检测方便；接地故障检测更准确；可进行分布式电源的管理，可对本线路的监控。

附图说明

图1是本发明的基于5G通信模块配电线路的故障处理方法原理图；

图2是本发明的终端在塔杆上的布局图；

图3至图8是本发明的短路故障处理方式实施例结构图；

图9至图13是本发明的接地故障处理方法实施例结构图；

图14至图18是本发明的断线故障处理的方法实施例结构图；

图19至图24是本发明的分布式电源的管理处理方式实施例结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1并结合图2至图24所示，一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法，包括配电主站、终端设备、5G网络通信模块和线路杆塔，所述终端设备包括用于负责边缘计算的区域型终端和用于实时对线路运行情况进行监测的单元型终端，所述区域型终端和单元型终端安装在线路杆塔上，所述配电主站、区域型终端和单元型终端均设置有5G网络通信模块，所述配电主站与区域型终端之间设置通过5G网络通信模块无线连接，所述区域型终端与单元型终端之间设置通过5G网络通信模块无线连接；

其故障处理方法的拓扑结构建立的方法：单元型终端在一上电时，便将自己所在杆塔的位置信息向进行边缘计算的区域型终端注册，进行边缘计算的区域终端每隔6-12小时向线路所有单元型终端同步一次所有区域型终端的注册信息，则每一个区域型终端都知道线路所有的单元型终端的位置；

如果设备长时间处于运行状态，则每隔6-12小时进行注册一次；进行边缘计算的区域型终端每6-12小时向单元型终端同步一次所有区域型终端的注册信息；

如果线路运行状态存在问题，则马上根据相应的问题做出应对措施，并通知线路上的单元型终端做出相应的反应，并将最终的处理结果上报配电主站。

其中数据信息包括杆塔位置、设备编号和物联网卡IP信息。

一种基于5G通信模块配电线路的故障处理方法，包括短路故障处理方法、接地故障处理方法、断线故障处理方法、分布式电源的管理、对配电网线路的管理、通信异常的处理办法和开关拒跳的处理方法。

其中短路故障处理方法的方法步骤为：当故障发生之后，故障上游的终端设备检测到故障，如果线路开关的保护之间存在级差配合，则故障上游离故障点最近的开关跳闸，以最快的速度切除故障，如果线路开关的保护之间不存在级差配合，则故障上游的开关全部跳闸，以最快的速度切除故障；当故障被切除后，故障下游的终端设备会检测到线路处于失压状态；

在故障上游的单元型终端设备检测到短路电流时，会向区域型终端上传检测到故障的信息；在故障下游的终端设备检测到线路处于失压状态时，会向区域型终端上传检测到线路失压的信息；

区域型终端在接收到线路故障或者线路失压的信息后，便会等待其余单元型终端继续上送信息，等开始判断故障区域的条件满足后便开始判断故障区域；开始判断故障区域的条件为：①区域型终端接收了线路上所有单元型终端上送的信息；②当区域型终端接收到的信息已经包含了故障点前后且和故障点直接相连所有终端设备检测到的信息；③设置一个延时，当区域型终端接收到第一个信息时开始计时，延时计时结束；当满足以上任意一个条件时，区域型终端开始故障分析和定位；

单元型终端在区域型终端故障定位完成后，位于故障点两端的单元型终端接受到区域型终端故障定位的信息，根据所接收到的信息，结合本身所检测到的信息和开关的分合位，对故障进行处理，如果是过流故障则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功，如果是分闸状态，则正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功；如果是线路失压，则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；如果是分闸状态，则反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；

如区域型终端定位到自己位于故障点某端，则先判断自己检测到的是过流故障还是线路失压，如果是过流故障则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功，如果是分闸状态，则正向闭锁合闸，并确认故障点上游故障隔离成功；如果是线路失压，则先判断开关处于合闸状态还是分闸状态，如果是合闸状态则控制开关分闸，反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；如果是分闸状态，则反向闭锁合闸，并确认故障点下游故障隔离成功；

在区域型终端接收到故障点下游终端反向闭锁的信息后，向反向闭锁的终端后边、具备联络转供条件的联络开关通报故障已经隔离的信息，联络开关在接收到故障隔离的信息后开始联络转供。

其中接地故障处理方法为：当线路上的终端设备检测到零压突变时，开始进行零序有功功率积分计算，积分的时间为5个周波，并监测零序电流的方向；当零序有功功率积分完成后，单元型终端将计算的零序功率和监测的零序电流方向同时上送给区域型终端，区域型终端在搜集完单元型终端的信息后开始判断故障区域；其中区域型终端判断接地的过程分为两步：第一步为选线，第二步为选段；第一步选线过程：如果线路上所有终端监测到的零序电流方向相同，且零序有功功率均为正，则可判断本线路为非故障线路，如果不满足此条件，则判断接地故障位于本线路，第一步选线过程完成。第二步选段过程：如果确认接地故障位于本线路，则开始判断各个终端监测到的零序电流的方向，如果两个终端设备在拓扑关系上属于一前一后，且零序电流的方向相反，则可判断为接地故障位于这两个终端之间，如果各个终端监测到的零序电流的方向相同，则判断各个终端设备检测到的零序有功功率的正负，如果两个终端设备在拓扑关系上属于一前一后，且检测到的零序有功功率一正一负，则可判断为接地故障位于这两个终端设备之间。

当区域型终端判断到故障区域后，区域型终端使位于故障两侧的终端分闸，并闭锁合闸，并将分闸和闭锁合闸的信息上送给区域型终端，区域型终端确认故障区域隔离成功之后，如果接地点下游线路存在联络转供条件的，区域型终端通知联络开关合闸进行转供。

其中断线故障处理方法包括单相断线故障判断方法和两相断线故障判断方法；其中单相断线故障判断方法：在单相断线故障发生后，断线点上游设备监测到的故障特征为：故障相的相电流会减小，非故障相的相电流的夹角会增大；断线点下游设备监测到的故障特征为：故障相相电压减小，三个线电压的两个降低为0.5倍的额定线电压，一个保持不变；当拓扑相连的两个设备分别监测到单相断线点上下游的故障特征时，断线故障就发生在这两个设备之间；

两相断线故障判断方法：在双相断线故障发生后，断线点上游设备监测到的故障特征为：三相电流减小或者两相电流增大；断线点下游设备监测到的故障特征为：三相电压减小，相位相同，线电压减小为零；当拓扑相连的两个设备分别监测到两相断线点上下游的故障特征时，断线故障就发生在这两个设备之间。

当故障区段确认之后，区域型终端给位于故障两端的终端下送故障区域判断的信息，位于故障两端的终端接受到信息后，开始分闸，并闭锁合闸，故障切除。然后位于故障两侧的终端给区域型终端上送故障已经隔离的信息，区域型终端判断断线点下游非故障区域是否需要联络转供和具不具备联络转供的条件，如果需要且具备联络转供的条件，区域型终端给对应的联络开关下送联络转供的信息，联络开关在接收到信息后，联络转供。

其中分布式电源的管理方法为：在一条拥有分布式电源的线路上，当发生短路故障时，流入故障点的故障电流为变电站和分布式电源两个电源点故障电流的叠加。当故障发生在变电站和分布式电源拓扑位置的中间时，故障点至两个电源点的故障电流的方向相反，非故障回路的终端设备检测不到故障电流，此时，故障区域就位于拓扑结构相连、检测到故障电流相反的两个终端之间。当故障发生在变电站和分布式电源拓扑位置同侧时，故障回路上的终端设备检测到的故障电流的方向一致，故障区域就位于拓扑结构相连、检测到故障电流和没检测到故障电流的两个终端之间。

其中配电网线路的管理方法为：单元型终端会将监测到的电压和电流信息定时上送给区域型终端，单元型终端的开关的分合闸信息也会上传给区域型终端，当区域型终端收到某个单元型终端上送的电压和电流发生了异常，而其他终端的并未发现异常，则说明此开关的电压或者电流传感器运行故障，需要对其进行检修和更换，并通知线路的负责人；

如果区域型终端经常会收到某单元型终端分合闸的信息，则证明此单元型终端或者对应的开关本体发生了故障，需要维修或更换，并通知线路负责人；如果区域型终端和某个单元型终端经常断链，收不到单元型终端的信息，在排除信号因素的前提下，可以认为此单元型终端出现了故障，需对其进行检修和更换，并通知线路负责人员。

其中通信异常的处理办法包括单元型终端通信异常和区域型终端通信异常；

其中单元型终端通信异常处理方法为：在没有线路运行异常发生时，区域型终端给单元型终端会定时发送心跳包，如果在确定时间内一直收不到其中一个单元型终端的回复，则认为此单元型终端通信异常，并将异常信息上报配电主站。

当线路运行异常发生时，如果在确定时间内收不到线路某个单元型终端的心跳回复和故障上送的故障信息，则认为此单元型终端通信异常，如果开关位于故障上游的故障区域，则区域型终端让它上一级开关分闸，并正向闭锁合闸，如果开关位于故障上游但没有位于故障区域，则在处理过程中忽略此开关；如果开关位于故障下游的故障区域，则区域型终端让它下一级开关分闸，并反向闭锁合闸，如果开关位于故障下游但没有位于故障区域，则在处理过程中忽略此开关；如果是联络开关，则本次联络转供不涉及此联络开关。

其中区域型终端通信异常处理方法：设置一个区域型终端优先级，在线路正常运行时，如果单元型终端接收不到心跳包或者回复心跳失败，则可以向处于第二个优先级别的终端发送信息，第二个优先级别的终端在接收不到心跳包或者回复心跳失败或者接收到其他单元型终端的信息后，自动角色转换为区域型终端，将之前的区域型终端作为单元型终端进行对待，开始执行边计算，并将通信异常的信息上报配电主站；

在线路运行存在故障时，如果单元型终端接收不到心跳包、回复心跳或者上送故障信息失败，则可以向处于第二个优先级别的终端发送信息，第二个优先级别的终端在接收不到心跳包、回复心跳失败、上送故障信息失败或者接收到其他单元型终端的信息后，自动角色转换为区域型终端，开始执行边计算，按照既定的策略进行故障隔离和恢复非故障区域的供电。

其中开关拒跳的处理办法为如果是故障区域两侧的开关拒分，则通过它们上级(故障上游)或者下级(故障下游)开关的分闸来隔离故障。如果是故障上游非故障区域的开关拒分，在故障隔离和恢复非故障区域供电期间不会对本方案的逻辑造成影响，完全可以实现本方案隔离故障，恢复非故障区域的供电。

与现有技术相比，本发明有益效果：

(1)单元型终端和区域型终端间通过5G网络通信模块相互协作，自动更新变化的线路拓扑结构；可以提搞故障判断的准确率，减少故障隔离和恢复非故障区域供电的时间，减少运维人员的工作量；可以适用于具有分布式电源的线路，优化对分布式电源的管理；可以对线路和智能台区的运行状态实时监控，提醒运维人员线路运行存在的问题和风险点，减少线路故障的次数；可以减少故障电流对电力系统冲击的次数，减少线路短时停电的次数，增加设备使用时间和提高用户用电体验。

(2)使较长线路多级分段成为可能：只需要馈线中位于故障上游的故障信息和位于故障下游的非故障信息，所以只要故障上游的开关检测到故障，故障下游开关未检测到故障便可定位故障位置，不需要所有的开关有级差配合；

(3)故障隔离时间更快：通过终端之间的信息交互来隔离故障，基于5G通讯技术的终端与终端通信延时可以达到毫秒级别，定位故障快，隔离故障迅速，传统的就地型馈线自动化需要一级一级的重合来定位故障区域和隔离故障，开关越多，耗时越久；

(4)恢复非故障区域供电时间更短：本方案是通过单元型终端和区域型终端之间的通信来恢复非故障区域的供电，基于5G通讯技术的终端设备通信延时可以达到毫秒级别，隔离故障快，恢复非故障区域供电迅速，传统的就地型馈线自动化模式需要一级一级的重合来恢复非故障区域的供电，开关越多，耗时越久；

(5)对变电站的冲击减少：最多只需要故障时跳一次就可以隔离故障，下次重合便会恢复非故障区域供电，最多只会对系统有一次大电流冲击；在有级差配合时，只会在发生故障时对系统和变电站有大电流冲击，且不会引起变电站的出线开关跳闸，故障下游的非故障区域也只会感受到一次短时失电，在无级差配合时，在发生故障时对系统和变电站只有一次大电流冲击，变电站开关只需要重合一次，非故障区域也只会感受到一次短时失电；

(6)只需要终端物联网卡的IP和终端设备所在的位置的杆号就可以，大大减少了现场调试安装的工作量；

(7)可以通过设备间的通信纠正设备误跳、拒分：通过通信确认是不是有故障，如果有故障且开关拒分，则扩大一级停电，如果属于误跳则看是不是满足恢复供电的条件，满足则重合恢复供电，会有很好的容错措施；

(8)断线检测方便：终端设备可以将断线点前后的电气特征量上送给区域型终端，区域型终端根据接收到的信息，快速准确地定位故障，相比传统只靠断线点一侧电气特征量来判断故障的方法来说，准确度更高，算法更简易；

(9)接地故障检测更准确：单元型终端可以监测接地点前后的电气特征量，并上送给区域型终端，区域型终端根据接地点前后电气特征量的不同定位故障区域，速度快、准确度高；

(10)分布式电源的管理：分布式电源的出现会导致继电保护失去选择性，也不适合传统的就地型馈线自动化，本方案可以适用于存在分布式电源的线路，可以准确的定位故障区域，在恢复非故障区域供电时，在满足计划性孤岛运行时，可以使分布式电源孤岛运行，在不满足孤岛运行条件时，可以直接甩开分布式电源；

(11)对本线路的监控：将以线路为单元，线路上的终端设备可以自主的分析本线路的运行情况和各种参数及监测控制所需信息，直接将结果上送给配电主站，可以减轻主站的运行压力，提高效率。

其中塔杆的位置的表示为：杆塔位置表示的方式为：

1、如果终端在主干线上：杆塔位置为从主干线终端所在的杆号-0-0。

2、如果终端在分支线上：杆塔位置为：从主干线“T”接出来的杆号-分支线终端所在的杆号-0。

3、如果终端在次分支线上：杆塔位置为：从主干线“T”接出来的杆号-从分支线“T”接出来的杆号-次分支线终端所在的杆号；如图2所示：1号开关的杆塔位置表示为：5-0-0；2号开关的杆塔位置表示为：25-0-0；3号开关的杆塔位置表示为：55-0-0；4号开关的杆塔位置表示为：20-15-0；5号开关的杆塔位置表示为：20-40-15。

实施例1

短路故障处理的方式：

其故障判断原理：在线路发生短路故障时，短路故障点上游电流会增大，位于故障点下游的电流变化不大，所以位于故障点上游的终端设备会检测到故障大电流，位于故障点下游的终端设备检测到的还是线路正常运行时的负荷电流。如果在终端设备检测到故障大电流后保护动作，开关分闸，故障点下游的终端设备就能检测到线路处于失压状态，当拓扑相连的两个终端设备分别检测到故障大电流和线路失压时，故障点就位于这两个终端设备之间。

处理实施例如图3至图8所示:如果变电站保护无延时、且定值不可设置、CB保护范围较长时，保护无级差配合；(1)FS2和FS3之间发生永久性故障，变电站的出线开关CB和FS1和FS2检测到故障；(2)因为不存在级差，FS2，FS1，CB开关检测到故障跳闸，并向区域型终端FS1上送检测到故障的信息，然后FS3-FS5的开关检测到线路失压，同时向区域型终端FS1上送检测到线路失压的信息。联络开关LSW1向区域型终端FS1上送检测到单侧失压的信息；(3)区域型终端FS1接收到来自单元型终端的信息后，结合自己所检测到的故障信息，定位故障在开关FS2与开关FS3之间，然后给FS2和FS3发送位于故障区域的信息，开关FS2和FS3接收到信息后，FS2正向闭锁合闸，FS3先分闸，再反向闭锁合闸；(4)开关FS2和开关FS3闭锁合闸后成功隔离故障，然后向区域型终端FS1发送开关已经闭锁合闸，故障已经隔离的信息；(5)区域型终端FS1接收到故障两侧的开关FS2和FS3发送的故障已经隔离的信息；区域型终端FS1向判断出自己可以合闸恢复故障上游非故障区域供电，FS1合闸；区域型终端FS1向联络开关LSW1下发故障已清除，可以联络转供的信息，联络开关转供；(6)变电站的出线开关CB重合，线路非故障区域恢复供电。

实施例2；

接地故障处理的方式，其故障判断技术原理为：架空线路按照变电站中性点接地的方式可分为大电流接地系统和小电流接地系统，大电流接地系统指的是中性点直接接地系统和中性点经小电阻接地系统，小电流接地系统指的是中性点不接地系统和中性点经消弧线圈接地系统。在配电线路中应用最多是小电流接地系统，但是近年来，随着城区电缆线路的增多和增长，应用小电阻接地方式的案例越来越多。

在配电线路中，对于中性点不接地系统，在线路发生单相接地故障时，线路上的零序电压发生突变，接地点上游的零序电流方向为线路流向母线，接地点下游的零序电流为母线流向线路。所以在中性点不接地系统中，线路发生接地时，终端设备检测到线路存在零压突变和零序电流的方向为线路流向母线，则此接地为界内接地，如果终端设备检测到线路存在零压突变和零序电流的方向为母线流向线路，则此接地故障为界外故障。

在配电线路中，对于中性点经消弧线圈接地系统，在线路发生单相接地故障时，线路上的零序电压发生突变，接地点上游线路的零序有功功率为负，接地点下游线路的零序有功功率为正。所以在中性点经消弧线圈接地系统中，线路发生接地故障时，终端设备检测到线路存在零压突变和零序有功功率为负，则此接地故障为界内接地，如果终端设备检测到线路存在零压突变和零序有功功率为正，则此接地故障为界外故障。

在配电线路中，对于中性点经小电阻接地系统，在线路发生故障时，线路上的零序电压发生突变，接地点上游的线路的零序有功功率为负，接地点下游线路的零序有功功率为正。所以在中性点经小电阻接地系统中，线路发生接地故障时，终端设备检测到线路存在零压突变和零序有功功率为负，则此接地故障为界内接地，如果终端设备检测到线路存在零压突变和零序有功功率为正，则此接地故障为界外故障。

处理实施例如图9至图13所示:(1)FS2和FS3之间发生永久性接地故障，线路上的终端设备检测到零压突变，开始零序有功功率积分计算和零序电流方向监测；(2)在终端将零序有功功率积分计算完成后，单元型终端将计算好的零序有功功率和监测到的零序电流方向的信息上送给区域型终端；(3)区域型终端FS1接收到来自单元型终端的信息后，结合自己所检测到的故障信息，定位故障在开关FS2与开关FS3之间，然后给FS2和FS3发送位于故障区域的信息，开关FS2和FS3接收到信息后，开关先分闸，再闭锁合闸；(4)开关FS2和开关FS3闭锁合闸后成功隔离故障，然后向区域型终端FS1发送开关已经闭锁合闸，故障已经隔离的信息；(5)区域型终端FS1接收到故障两侧的开关FS2和FS3发送的故障已经隔离的信息。区域型终端FS1向联络开关LSW1下发故障已清除，可以联络转供的信息，联络开关转供，恢复非故障区域的供电。

实施例3：

断线故障处理的方式，其故障判断技术原理为：随着绝缘导线应用的越来越多，接地故障和短路故障在配电线路故障中的占比越来越少，断线故障的占比却越来多。配电线路中，单相断线可以分为三种类型：第一种为断点不接地；第二种为断点电源侧接地；第三种为断点负荷侧接地。断点不接地断线故障发生时，断点上游的三相电压依然处于平衡状态，三个线电压不变，但故障回路故障相的电流会减小，故障回路故障相的电流减小程度和断线故障发生的位置有关，故障发生的位置离变电站越近，则减小的越多，而且非故障相电流夹角会变大。断点下游的三相电压开始不平衡，故障相电压降低，三个线电压中的两个降低为0.8倍的额定线电压，一个保持在90％以上。断点靠近负荷侧接地断线故障发生时，断点上游三个线电压保持不变，故障回路故障相的电流会减小，故障回路故障相的电流减小程度和断线故障发生的位置有关，故障发生的位置离变电站越近，则减小的越多，而且非故障相电流夹角会变大，断点上游还会呈现高阻接地特征。断点下游的三相电压开始不平衡，故障相电压降低，三个线电压中其中两个降低为0.8倍的额定线电压，一个保持在90％以上。

断点靠近电源侧接地断线故障发生时，断点上游呈现单相接地故障特征，故障回路故障相的电流会减小，故障回路故障相的电流减小程度和断线故障发生的位置有关，故障发生的位置离变电站越近，则减小的越多，而且非故障相电流夹角会变大，三个线电压保持不变。断点下游的三相电压开始不平衡，故障相电压降低，三个线电压中其中两个降低为0.8倍的额定线电压，一个保持在90％以上。配电线路中，两相断线也可以分为三种类型：第一种为断点不接地；第二种为断点电源侧接地；第三种为断点负荷侧接地。

当线路发生两相断线，但断线后不接地时，断点上游三个线电压保持不变，三个相电流同时减小，且三相电流夹角仍为120°，此时断点下游，三相电压减小，相位相同，三个线电压为0，且具有较大的零序电压。

当两相断线负荷侧接地时，断点前端呈现单相高阻接地故障特征，三个相电流同时减小，断点下游，三相电压减小，相位相同，三个线电压为0，且具有较大的零序电压。

当两相断线电源侧接地时，断点前端呈现两相短路特征。断点下游，三相电压减小，相位相同，三个线电压为0，且具有较大的零序电压。

其处理实施例如图14至图18所示，(1)FS2和FS3之间发生A相断线故障；(2)断线点上游设备监测到A相的相电流减小，B相合C相的相电流的夹角增大；断线点下游设备监测到A相电压减小，A相和C相之间、A相和B相之间的线电压降低为0.5倍的额定线电压，B相和C相之间保持不变，单元型终端将检测到的信息上送区域型终端；(3)区域型终端FS1接收到来自单元型终端的信息后，结合自己所检测到的故障信息，定位故障在开关FS2与开关FS3之间，然后给FS2和FS3发送位于故障区域的信息，开关FS2和FS3接收到信息后，开关先分闸，再闭锁合闸；(4)开关FS2和开关FS3闭锁合闸后成功隔离故障，然后向区域型终端FS1发送开关已经闭锁合闸，故障已经隔离的信息；(5)区域型终端FS1接收到故障两侧的开关FS2和FS3发送的故障已经隔离的信息。区域型终端FS1向联络开关LSW1下发故障已清除，可以联络转供的信息，联络开关转供，恢复非故障区域的供电。

实施例4：

分布式电源管理，其处理技术原理为传统的配电网是一个向用户分配电力、功率单向流动的无源网络，而分布式电源的接入，使配电网成为一个功率双向流动的有源网络，同时也带来了电压波动、继电保护误动或拒动等问题。

根据叠加定理，当接入分布式电源的线路发生故障时，流向故障点的短路电流可以看成是分布式电源和变电站在短路点短路电流的叠加。如果故障点在变电站和分布式电源拓扑位置的中间，则故障点到两个电源点之间的终端设备检测到的故障电流的方向相反，即故障点两侧的故障电流方向相反，未故障区域检测不到故障电流。如果故障点在变电站和分布式电源拓扑位置的同一侧，则故障点到两个电源点的终端设备检测到的故障电流的方向相同，未故障区域检测不到故障电流。

其处理实施例如图19至图24所示，(1)FS1和FS2之间发生永久性故障，变电站的出线开关CB、FS1、FS4和FS5检测到故障电流；(2)因为不存在级差，FS1、FS4和FS5，CB开关检测到故障跳闸，并向区域型终端FS1上送检测到故障的信息，然后FS2和FS3的开关检测到线路失压，同时向区域型终端FS1上送检测到线路失压的信息。联络开关LSW1向区域型终端FS1上送检测到单侧失压的信息；(3)区域型终端FS1接收到来自单元型终端的信息后，结合自己所检测到的故障信息，定位故障在开关FS1与开关FS2和开关FS4之间，FS1正向闭锁，并给FS2和开关FS4发送位于故障区域的信息，开关FS2和FS4接收到信息后，FS4反向闭锁合闸，FS2先分闸，再反向闭锁合闸；(4)开关FS2和开关FS4闭锁合闸后成功隔离故障，然后向区域型终端FS1发送开关已经闭锁合闸，故障已经隔离的信息；(5)区域型终端FS1接收到故障两侧的开关FS2和FS4发送的故障已经隔离的信息；区域型终端FS1判断出FS5可以合闸恢复非故障区域供电，向FS5下发故障已隔离，可以恢复非故障区域供电的信息，FS5接收到信息后合闸；区域型终端FS1向联络开关LSW1下发故障已隔离，可以联络转供的信息，联络开关转供；(6)变电站的出线开关CB和FS5重合，线路非故障区域恢复供电。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。