專利名稱：一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力配電網(wǎng)自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，涉及電力設(shè)備故障高可靠性識(shí)別及電力設(shè)備隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)測，尤其是一種一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法。
背景技術(shù)：
故障指示器作為一種查找電力線路上故障點(diǎn)的重要工具，在電力行業(yè)應(yīng)用十分廣泛。故障指示器通過檢測配電線路故障電流指示故障所在的出線、分支和區(qū)段，給尋找故障提供了極大的方便。雖然發(fā)達(dá)國家配電自動(dòng)化水平很高，但是查找配電線路故障的主要方式還是依靠故障指示器。但現(xiàn)有的故障指示器存在如下缺陷:1、故障指示器的工作電源問題，傳統(tǒng)的故障指示器的工作電源有兩種方式，第一種是使用鋰電池提供電源，電池電量通?？梢允褂?-4年，超過電池使用年限會(huì)發(fā)生不工作或故障誤報(bào)等情況，給智能配電網(wǎng)的運(yùn)行帶來影響，且配電設(shè)備數(shù)量數(shù)以萬計(jì)，十分龐大，更換電池又是一件耗時(shí)費(fèi)力的事。第二種是利用電網(wǎng)一次線路的電流提取工作電源，此種工作電源需要一次線路上的電流不能小于其最小工作電流，但在一些小的線路分支和負(fù)載較小的線路上就不能使用。2、故障指示器的誤動(dòng)和拒動(dòng)問題，對于短路故障目前的指示器準(zhǔn)確度不能達(dá)到100%，有時(shí)會(huì)誤動(dòng)作，原因主要有:a設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)，由于線路上的合環(huán)、解還操作以及用電側(cè)大負(fù)荷設(shè)備的投切，有時(shí)會(huì)突然產(chǎn)生沖擊電流，造成故障指示器誤動(dòng)作；b電動(dòng)機(jī)反饋送電問題，即發(fā)生短路時(shí)電動(dòng)機(jī)不可能立刻停轉(zhuǎn)，由電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)為發(fā)電機(jī)向短路點(diǎn)構(gòu)成的回路送電，或電容器的充放電而產(chǎn)生的倒送電流，電流瞬間幅值很大，隨后衰減為零。由于先前變電站出口斷路器跳閘，指示器又感受到電流、電壓均降為零，與故障電流類似，造成非故障分支線路或負(fù)載側(cè)的故障指示器指示有誤。這是目前尚不能解決的問題；c傳統(tǒng)的故障指示器只能檢測線路故障，不具備狀態(tài)監(jiān)測功能。

隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，配電網(wǎng)的狀態(tài)監(jiān)測越來越受到重視，在事故未發(fā)生時(shí)就發(fā)現(xiàn)設(shè)備安全隱患成了配電未來發(fā)展趨勢，但現(xiàn)有的故障指示器只能通過過電流等檢測到故障的發(fā)生，不能發(fā)現(xiàn)設(shè)備隱患。、故障指示器、電流互感器、帶電顯示器、電纜頭測溫模塊等設(shè)備的施工、安裝繁瑣。而且，傳統(tǒng)配電自動(dòng)化改造，為了檢測線路上的電流、電壓、溫度等遙測量，需要在電纜上安裝眾多互感器、傳感器等。此外，在城市建成區(qū)對配電網(wǎng)改造，允許的停電時(shí)間非常有限，需要快速安裝自動(dòng)化設(shè)備，因此在電纜上安裝、連接大量互感器、傳感器設(shè)備，不僅步驟非常繁瑣，容易出錯(cuò)，還大量占用現(xiàn)場停電時(shí)間。所以現(xiàn)有的配電自動(dòng)化改造技術(shù)有所不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服原有技術(shù)的不足之處，提供一種一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法方法，該裝置根據(jù)電纜發(fā)生故障時(shí)電纜上的電流與電壓的變化規(guī)律，判斷故障位置；同時(shí)結(jié)合狀態(tài)監(jiān)測概念，可以檢測設(shè)備運(yùn)行時(shí)存在的一些安全隱患。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法，步驟是:⑴采用檢測裝置進(jìn)行，使用MSP430F149單片機(jī)，工作電壓2.7——3.6V，先將帶電指示器電壓接入單片機(jī)第一路Α/D輸入接口，監(jiān)測輸入值小于母排額定電壓的5%，作為故障檢測開啟；⑵將電流互感器的電流值轉(zhuǎn)化為電壓值，輸入單片機(jī)第二路Α/D輸入接口，當(dāng)檢測開啟時(shí)，每4ms采集一次，共采集100次；每10次采樣作為一組，使用最小二乘法，算出一個(gè)斜率值K ；⑶將相鄰兩個(gè)K值進(jìn)行比較，變化率大于X，則視為電流突變，為真故障；變化率小于X，則視為電流漸變，為電動(dòng)機(jī)反送電故障；⑷將單片機(jī)一路I/O接口作為輸出，接故障指示器顯示面板，當(dāng)檢測到真故障時(shí)，I/o輸出高電平，控制面板報(bào)警；(5)將兩個(gè)溫度傳感器接入兩路Α/D接口，由單片機(jī)輸出數(shù)字值，由面板上的數(shù)字顯示屏顯示電纜接 頭溫度。而且，所述監(jiān)測裝置包括銅排、溫度傳感器、電流互感器、羅氏線圈、帶點(diǎn)指示器及DTU、顯示面板，該銅排為一圓柱形銅排，其外緣包覆有絕緣外皮；該銅排的上端接開關(guān)柜的銅排，下端接電纜并分別用大螺絲螺母擰緊，銅排的上、下兩端分別安裝兩個(gè)溫度傳感器，中間部位有一羅氏線圈及一電壓傳感器，該銅排上還安裝有一帶電指示器，整個(gè)裝置外套裝有一絕緣外殼。而且，所述銅排所安裝的溫度傳感器和各個(gè)線圈，其接線接到內(nèi)部的端子排上并引出，外面裝航空插頭。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:1、本方法將二次監(jiān)測設(shè)備與一次設(shè)備集成一個(gè)模塊，在安裝時(shí)只需將結(jié)構(gòu)簡單的一次設(shè)備進(jìn)行電氣連接，而不需要再現(xiàn)場安裝復(fù)雜的二次設(shè)備，節(jié)省大量停電改造時(shí)間；同時(shí)解決了故障指示器需要更換電池的不便，接通站內(nèi)直流電源，即可以保證故障指示器長期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。2、本方法的故障判斷邏輯有所更改，能夠屏蔽掉兩種假故障，對配電自動(dòng)化的正確運(yùn)行起到了巨大作用。3、本方法解決傳統(tǒng)故障指示器只能采集電纜短路或接地故障，不能監(jiān)測電纜接頭連接不緊密造成的隱患，也不能監(jiān)測電纜接頭附近是否有局部放電的發(fā)生，可使設(shè)備在為發(fā)生故障時(shí)，防患事故于未然。4、本方法解決了配電自動(dòng)化站改造時(shí)安裝設(shè)備繁瑣的難題，解決測量、監(jiān)測裝置安裝的不便，節(jié)省停電改造時(shí)間，帶來巨大的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。


圖1為本發(fā)明的部件連接示意圖。
具體實(shí)施方式
:為能進(jìn)一步了解本發(fā)明的內(nèi)容、特點(diǎn)及功效，茲例舉以下實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。需要說明的是，本實(shí)施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。首先敘述本發(fā)明監(jiān)測方法所采用的一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測裝置，包括銅排10、溫度傳感器2 (8)、電流互感器12、羅氏線圈11、帶點(diǎn)指示器9及DTU、顯示面板6，該銅排為一圓柱形銅排，其外緣包覆有絕緣外皮；該銅排的上端I接開關(guān)柜的銅排，下端7接電纜，并分別用大螺絲螺母(本實(shí)施例附圖沒有示出)擰緊，銅排的上、下兩端分別安裝兩個(gè)溫度傳感器，中間部位有一羅氏線圈及一電壓傳感器，該銅排上還安裝有一帶電指示器，整個(gè)裝置外套裝有一絕緣外殼3。銅排所安裝的溫度傳感器和各個(gè)線圈，其接線接到內(nèi)部的端子排5上并引出，夕卜面裝航空插頭，便于現(xiàn)場安裝時(shí)插接。本裝置的的故障判斷采取電流加電壓復(fù)合判斷的邏輯方法，步驟是:1、使用MSP430F149單片機(jī)4，工作電壓2.7——3.6V。先將帶電指示器電壓接入單片機(jī)第一路A/D輸入接口，監(jiān)測輸入值，小于母排額定電壓的5% (母排失壓)，作為故障檢測開啟。2、將電流互感器的電流值轉(zhuǎn)化為電壓值，輸入單片機(jī)第二路A/D輸入接口，當(dāng)檢測開啟時(shí)，每4ms采集一次，共采集100次。每10次采樣作為一組，使用最小二乘法，算出一個(gè)斜率值K。3、將相鄰兩個(gè)K值進(jìn)行比較，變化率大于X，則視為電流突變，為真故障；變化率小于X，則視為電流漸變，為電動(dòng)機(jī)反送電故障。4、將單片機(jī)一路I/O接口作為輸出，接故障指示器顯示面板，當(dāng)檢測到真故障時(shí)，I/O輸出高電平，控制面板報(bào)警。5、將兩個(gè)溫度傳感器接入兩路A/D接口，由單片機(jī)輸出數(shù)字值，由面板上的數(shù)字顯示屏顯示電纜接頭溫 度。
權(quán)利要求
1.一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法，其特征在于:步驟是: ⑴采用檢測裝置進(jìn)行，使用MSP430F149單片機(jī)，工作電壓2.7—3.6V，先將帶電指示器電壓接入單片機(jī)第一路Α/D輸入接口，監(jiān)測輸入值小于母排額定電壓的5%，作為故障檢測開啟； ⑵將電流互感器的電流值轉(zhuǎn)化為電壓值，輸入單片機(jī)第二路Α/D輸入接口，當(dāng)檢測開啟時(shí)，每4ms采集一次，共采集100次；每10次采樣作為一組，使用最小二乘法，算出一個(gè)斜率值K ; ⑶將相鄰兩個(gè)K值進(jìn)行比較，變化率大于X，則視為電流突變，為真故障；變化率小于X，則視為電流漸變，為電動(dòng)機(jī)反送電故障； ⑷將單片機(jī)一路I/O接口作為輸出，接故障指示器顯示面板，當(dāng)檢測到真故障時(shí)，I/O輸出高電平，控制面板報(bào)警； (5)將兩個(gè)溫度傳感器接入兩路A/D接口，由單片機(jī)輸出數(shù)字值，由面板上的數(shù)字顯示屏顯示電纜接頭溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法，其特征在于:所述監(jiān)測裝置包括銅排、溫度傳感器、電流互感器、羅氏線圈、帶點(diǎn)指示器及DTU、顯示面板，該銅排為一圓柱形銅排，其外緣包覆有絕緣外皮；該銅排的上端接開關(guān)柜的銅排，下端接電纜并分別用大螺絲螺母擰緊，銅排的上、下兩端分別安裝兩個(gè)溫度傳感器，中間部位有一羅氏線圈及一電壓傳感器，該銅排上還安裝有一帶電指示器，整個(gè)裝置外套裝有一絕緣外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一體化的一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法，其特征在于:所述銅排所安裝的溫度傳 感器和各個(gè)線圈，其接線接到內(nèi)部的端子排上并引出，外面裝航空插頭。
全文摘要
本發(fā)明涉及一體化的電力故障指示與狀態(tài)監(jiān)測邏輯判斷方法，步驟是⑴采用檢測裝置進(jìn)行，使用MSP430F149單片機(jī)，監(jiān)測輸入值小于母排額定電壓的5%，作為故障檢測開啟；⑵將電流互感器的電流值轉(zhuǎn)化為電壓值，每4ms采集一次，共采集100次；每10次采樣作為一組，使用最小二乘法，算出一個(gè)斜率值K；⑶將相鄰兩個(gè)K值進(jìn)行比較，變化率大于X，則視為電流突變，為真故障；變化率小于X，則視為電流漸變，為電動(dòng)機(jī)反送電故障；⑷將單片機(jī)一路I/O接口作為輸出，接故障指示器顯示面板，當(dāng)檢測到真故障時(shí)，I/O輸出高電平，控制面板報(bào)警；⑸將兩個(gè)溫度傳感器接入兩路A/D接口，由單片機(jī)輸出數(shù)字值，由面板上的數(shù)字顯示屏顯示電纜接頭溫度。本方法的故障判斷邏輯有所更改，能夠屏蔽掉兩種假故障，對配電自動(dòng)化的正確運(yùn)行起到了巨大作用。
文檔編號(hào)G01R31/08GK103245885SQ201310153298
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者劉暢, 都志軍, 劉榮浩, 沈賓, 劉麗瑤, 唐策, 嚴(yán)崇松 申請人:國家電網(wǎng)公司, 天津市電力公司