專利名稱：配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及線路故障定位技術(shù)，特別是涉及一種配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式主要有非有效直接接地系統(tǒng)。其中，非有效接地主要包括經(jīng)消弧線圈的接地方式。因此，經(jīng)消弧線圈接地方式的配電網(wǎng)故障診斷與定位技術(shù)越顯重要。故障診斷技術(shù)主要分為兩大類:故障選線與故障定位。所謂“故障選線”指故障發(fā)生后，在同一母線的眾多出線中選出實(shí)際發(fā)生故障的線路。“故障定位”是指故障發(fā)生后，指出發(fā)生故障的具體地點(diǎn)或某一區(qū)段，以方便進(jìn)行故障搶修。目前，故障定位技術(shù)根據(jù)工作方式主要分為信號注入法、行波法以及突變量法。信號注入法是指在故障發(fā)生后，通過利用額外的相關(guān)信號產(chǎn)生設(shè)備，主動向配電網(wǎng)母線主動注入故障檢測信號，依靠掛接在線路上面的故障指示器檢測該注入信號，從而判斷故障點(diǎn)所發(fā)生的區(qū)段。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，注入的故障檢測信號容易受到配電網(wǎng)線路的復(fù)雜程度的影響，例如，當(dāng)線路長度較長時(shí)，由于所注入的信號衰減較大，并不能保證整條線路都有注入的故障檢測信號通過，導(dǎo)致無法檢測到故障檢測信號。又如，在線路負(fù)荷較復(fù)雜、諧波分量較多時(shí)，所注入的故障檢測信號容易受到諧波或其他波形干擾，也會導(dǎo)致無法檢測到故障檢測信號。基于上述缺陷，現(xiàn)有的故障定位技術(shù)在故障定位過程中，需要配備額外的信號產(chǎn)生設(shè)備，輸出相應(yīng)的故障檢測信號，故障定位成本較高，而且，也容易受到配電網(wǎng)線路的復(fù)雜程度的影響，準(zhǔn)確度較低。

實(shí)用新型內(nèi)容基于此，有必要針對現(xiàn)有的故障定位技術(shù)定位的準(zhǔn)確度低、成本高的問題，提供一種配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)。一種配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，包括:設(shè)于配變電站的補(bǔ)償系數(shù)控制裝置，以及若干數(shù)量的電流檢測裝置；所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發(fā)生時(shí)輸出開關(guān)時(shí)序信號控制所述消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)；所述電流檢測裝置以設(shè)定距離安裝在單相線路上，用于檢測所述單相線路上的電流號。上述配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，在接地故障發(fā)生時(shí)，輸出開關(guān)時(shí)序信號控制消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)變壓器原理，消弧線圈可以在一次側(cè)產(chǎn)生強(qiáng)度較大的周期性的電流信號，通過消弧線圈的一次側(cè)注入連接的單相線路上，利用設(shè)于線路上的電流檢測裝置來檢測這些電流信號，根據(jù)接收到該電流信號的電流檢測裝置的位置來確定故障點(diǎn)區(qū)段。在故障定位過程中，無需配備額外的信號發(fā)生設(shè)備，成本低，根據(jù)自定義的周期特征來識別電流信號，降低了受配電網(wǎng)復(fù)雜線路的影響程度，可辨性高，故障定位的準(zhǔn)確性高。[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)還包括:分別與各個(gè)所述電流檢測裝置連接的數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)處理單元設(shè)于后臺監(jiān)控中心，接收各個(gè)所述電流檢測裝置發(fā)送的電流信號。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電流檢測裝置通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置與所述數(shù)據(jù)處理單元連接；所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置發(fā)送輸出開關(guān)時(shí)序信號的第一時(shí)刻至所述數(shù)據(jù)處理單元;所述電流檢測裝置還發(fā)送檢測到電流信號的第二時(shí)刻至所述數(shù)據(jù)處理單元。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置包括:相互連接的第一 MCU和第一GPRS通信模塊；所述第一 MCU通過I/O接口連接所述消弧線圈的反向并聯(lián)可控硅；所述第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電流檢測裝置包括:信息傳輸模塊，三個(gè)分別與所述信息傳輸模塊連接的電流采集模塊；所述電流采集模塊分別設(shè)于A相線路、B相線路和C相線路上；所述信息傳輸模塊通過短程無線通信方式與所述電流采集模塊進(jìn)行通信連接，通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電流采集模塊包括依次連接的傳感器、濾波電路、功率放大器、電流A/D采樣電路，第二 MCU以及無線發(fā)送模塊；所述傳感器連接在單相線路上；所述無線發(fā)送模塊連接所述信息傳輸模塊。在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述信息傳輸模塊包括依次連接無線接收模塊、第三MCU以及第二 GPRS通信模塊；所述無線接收模塊連接所述電流采集模塊；所述第二 GPRS通信模塊連接所述數(shù)據(jù)處理單元。

圖1為實(shí)施例一的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實(shí)施例二的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為實(shí)施例三的補(bǔ)償系數(shù)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為實(shí)施例三的開關(guān)時(shí)序信號的控制時(shí)序示意圖；圖5示為實(shí)施例三的電流檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為故障區(qū)段定位示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)描述。實(shí)施例一:圖1示出了實(shí)施例一的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括:設(shè)于配變電站的補(bǔ)償系數(shù)控制裝置，若干數(shù)量的電流檢測裝置。其中，補(bǔ)償系數(shù)控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發(fā)生時(shí)輸出開關(guān)時(shí)序信號控制消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)，獲得周期性的電流信號。電流檢測裝置以設(shè)定距離安裝在單相線路上，用于檢測單相線路上的電流信號。本實(shí)施例的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，在接地故障發(fā)生時(shí)，輸出開關(guān)時(shí)序信號控制消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)，根據(jù)變壓器原理，消弧線圈可以在一次側(cè)產(chǎn)生強(qiáng)度較大的周期性的電流信號，通過消弧線圈的一次側(cè)注入連接的單相線路上，利用設(shè)于線路上的電流檢測裝置來檢測這些電流信號，根據(jù)接收到該電流信號的電流檢測裝置的位置來確定故障點(diǎn)區(qū)段。在故障定位過程中，無需額外配備專用的信號發(fā)生設(shè)備，成本低，根據(jù)自定義的周期特征來識別注入的電流信號，避免了受到配電網(wǎng)線路的復(fù)雜程度的影響，可辨性高，故障定位的準(zhǔn)確性高。實(shí)施例二:圖2示出了實(shí)施例二的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)分別與各個(gè)所述電流檢測裝置連接的數(shù)據(jù)處理單元；其中，數(shù)據(jù)處理單元設(shè)于后臺監(jiān)控中心，接收各個(gè)所述電流檢測裝置發(fā)送的電流信號。優(yōu)選的，各個(gè)電流檢測裝置通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。各個(gè)電流檢測裝置將檢測到的周期性電流信號的具體信息傳輸給后臺監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理單元，這樣在后臺監(jiān)控中心，通過數(shù)據(jù)處理單元對接收的電流信號進(jìn)行判斷分析，確定故障點(diǎn)區(qū)段，實(shí)現(xiàn)后臺監(jiān)控中心對故障線路的遠(yuǎn)程監(jiān)控。在本實(shí)施例中，由于消弧線圈注入的電流信號具有明顯的預(yù)定義特征，較為容易捕捉，可辨識性高，數(shù)據(jù)處理單元通過周期特征判斷可以確定接收到注入電流信號的電流檢測裝置，再根據(jù)電流檢測裝置的位置信息即可確定故障點(diǎn)區(qū)段。進(jìn)一步地，補(bǔ)償系數(shù)控制裝置與數(shù)據(jù)處理單元連接；其中，補(bǔ)償系數(shù)控制裝置發(fā)送輸出開關(guān)時(shí)序信號的第一時(shí)刻至數(shù)據(jù)處理單元；電流檢測裝置還發(fā)送檢測到電流信號的第二時(shí)刻至所述數(shù)據(jù)處理單元。優(yōu)選的，補(bǔ)償系數(shù)控制裝置通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。在本實(shí)施例中，在配變電站檢測到接地故障發(fā)生后，補(bǔ)償系數(shù)控制裝置記錄輸出開關(guān)時(shí)序信號控制消弧線圈注入電流信號的當(dāng)前第一時(shí)刻t1，各個(gè)檢測點(diǎn)處檢測到電流信號時(shí)記錄當(dāng)前的第二時(shí)刻t2。補(bǔ)償系數(shù)控制裝置將發(fā)送至后臺監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理單元，電流檢測裝置將檢測的電流信號及其對應(yīng)的t2信息發(fā)送至后臺監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)處理單元通過&判斷電流信號及其對應(yīng)的t2，若t1早于或等于t2，則從所接收的電流信號中選擇對應(yīng)的電流信號信息，否則，丟棄該條電流信號信息。通過上述處理過程，避免了配網(wǎng)線路負(fù)荷波動等干擾的影響，同時(shí)也可以進(jìn)一步減少數(shù)據(jù)處理單元對數(shù)據(jù)的處理量，提高處理效率。實(shí)施例三:[0050]在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，圖3示出了實(shí)施例三的補(bǔ)償系數(shù)控制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；主要包括相互連接的第一 MCU和第一 GPRS通信模塊。其中，第一 MCU通過I/O接口連接所述消弧線圈的反向并聯(lián)可控硅；第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。在本實(shí)施例中,第一MCUI/0接口輸出開關(guān)時(shí)序信號控制反向并聯(lián)可控娃(SCR)的開關(guān)時(shí)序來控制二次側(cè)電流，從而控制變壓器一次側(cè)電流，使得消弧線圈產(chǎn)生自定義的周期性特征的補(bǔ)償電流。如圖4所示，圖4為一個(gè)開關(guān)時(shí)序信號的控制時(shí)序示意圖，在周波時(shí)鐘信號中，每2個(gè)周波(一個(gè)周波為20ms)改變一次補(bǔ)償系數(shù)，每次持續(xù)2個(gè)周波，即得到周期信號。第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網(wǎng)絡(luò)將輸出開關(guān)時(shí)序信號的第一時(shí)刻\發(fā)送至后臺監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理單元。在實(shí)施例二的基礎(chǔ)上，圖5示出了實(shí)施例三的電流檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，主要包括信息傳輸模塊，三個(gè)分別與信息傳輸模塊連接的電流采集模塊。其中:電流采集模塊分別設(shè)于A相線路、B相線路和C相線路上，信息傳輸模塊可以安裝在電線桿上；信息傳輸模塊通過短程無線通信方式與電流采集模塊進(jìn)行通信連接，通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。電流采集模塊包括依次連接的傳感器、濾波電路、功率放大器、電流A/D采樣電路，第二 MCU以及無線發(fā)送模塊；信息傳輸模塊包括依次連接無線接收模塊、第三MCU以及第二 GPRS通信模塊。傳感器連接在單相線路上，無線發(fā)送模塊連接無線接收模塊，第二 GPRS通信模塊連接數(shù)據(jù)處理單元。本實(shí)施例中，傳感器采集(A、B或C)單相線路的電流信號、經(jīng)過濾波電路進(jìn)行濾波除去干擾，由功率放大器進(jìn)行功率放大，然后經(jīng)過電流A/D采樣電路進(jìn)行采樣后得到數(shù)字化的電流信號信息，輸入第二 MCU進(jìn)行數(shù)字信號處理，再將處理后的數(shù)據(jù)信息由無線發(fā)送模塊通過短距離無線信道(如433MHz)發(fā)送至無線接收模塊，接收到的數(shù)據(jù)信息進(jìn)入第三MCU進(jìn)行相關(guān)數(shù)字信號處理，最后通過第二 GPRS通信模塊發(fā)送至后臺監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)處理單元。如圖6所示，圖6為故障區(qū)段定位示意圖，圖中的配電網(wǎng)線路(A相、B相、C相線路)上設(shè)有電流檢測裝置“#1”、“#2”、“#3”、“#4”，假設(shè)A相線路的電流檢測裝置“#3”接收至IJ注入的電流信號，電流檢測裝置“#4”接收不到注入的電流信號，則電流檢測裝置“#3”與電流檢測裝置“#4”之間的線路為故障點(diǎn)區(qū)段。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，包括:設(shè)于配變電站的補(bǔ)償系數(shù)控制裝置，以及若干數(shù)量的電流檢測裝置； 所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發(fā)生時(shí)輸出開關(guān)時(shí)序信號控制所述消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)； 所述電流檢測裝置以設(shè)定距離安裝在單相線路上，用于檢測所述單相線路上的電流信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括:分別與各個(gè)所述電流檢測裝置連接的數(shù)據(jù)處理單元； 所述數(shù)據(jù)處理單元設(shè)于后臺監(jiān)控中心，接收各個(gè)所述電流檢測裝置發(fā)送的電流信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測裝置通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置與所述數(shù)據(jù)處理單元連接； 所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置發(fā)送輸出開關(guān)時(shí)序信號的第一時(shí)刻至所述數(shù)據(jù)處理單元； 所述電流檢測裝置還發(fā)送檢測到電流信號的第二時(shí)刻至所述數(shù)據(jù)處理單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置包括:相互連接的第一 MCU和第一 GPRS通信模塊； 所述第一 MCU通過I/O接口連接所述消弧線圈的反向并聯(lián)可控硅； 所述第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述電流檢測裝置包括:信息傳輸模塊，三個(gè)分別與所述信息傳輸模塊連接的電流采集模塊； 所述電流采集模塊分別設(shè)于A相線路、B相線路和C相線路上； 所述信息傳輸模塊通過短程無線通信方式與所述電流采集模塊進(jìn)行通信連接，通過無線公共網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行通信連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述電流采集模塊包括依次連接的傳感器、濾波電路、功率放大器、電流A/D采樣電路，第二MCU以及無線發(fā)送模塊； 所述傳感器連接在單相線路上； 所述無線發(fā)送模塊連接所述信息傳輸模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述信息傳輸模塊包括依次連接無線接收模塊、第三MCU以及第二 GPRS通信模塊； 所述無線接收模塊連接所述電流采集模塊； 所述第二 GPRS通信模塊連接所述數(shù)據(jù)處理單元。
專利摘要一種配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，包括設(shè)于配變電站的補(bǔ)償系數(shù)控制裝置，以及若干數(shù)量的電流檢測裝置；所述補(bǔ)償系數(shù)控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發(fā)生時(shí)輸出開關(guān)時(shí)序信號控制所述消弧線圈的補(bǔ)償系數(shù)；所述電流檢測裝置以設(shè)定距離安裝在單相線路上，用于檢測所述單相線路上的電流信號。本實(shí)用新型的技術(shù)，在故障定位過程中，無需配備額外的信號發(fā)生設(shè)備，成本低，根據(jù)自定義的周期特征來識別電流信號，降低了受配電網(wǎng)復(fù)雜線路的影響程度，可辨性高，故障定位的準(zhǔn)確性高。
文檔編號G01R31/08GK203012073SQ20122074993
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者李 瑞, 高新華, 余南華, 陳炯聰, 黃曙, 李傳健 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院