本發(fā)明設(shè)計配電網(wǎng)自動化領(lǐng)域，尤其涉及一種電纜架空線混合型分布式饋線系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力傳輸安全是電力傳輸質(zhì)量的重要體現(xiàn)，而架空線路等電力傳輸線路的相間短路故障和單相接地故障給電力傳輸安全造成了巨大壓力。

在當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)時代，隨著太陽能、風(fēng)能等新能源接入配電網(wǎng)，顛覆了傳統(tǒng)配電網(wǎng)單向潮流的特征，傳統(tǒng)配電網(wǎng)繼電保護(hù)更加難以確定故障區(qū)段。

美國計劃在10～20年內(nèi)完成智能配電網(wǎng)工程idg(intelli-d-grid)。智能化配電網(wǎng)(intelli-d-grid)將自動完成：網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)；電壓與無功控制；故障定位和隔離(對減少停電時間意義很大)；(當(dāng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時)繼電保護(hù)再整定(rpr)等功能；完成智能化電網(wǎng)的建立：數(shù)字化變電站、分布發(fā)電技術(shù)、電力電子技術(shù)與配電網(wǎng)互聯(lián)、燃料源與儲能、匹配的電力網(wǎng)絡(luò)、半導(dǎo)體、超導(dǎo)、超級電容器、磁材料和絕緣子、儲能系統(tǒng)、低成本的智能傳感器的應(yīng)用，借助網(wǎng)絡(luò)通信、gps同步對時構(gòu)成完整的智能化配電網(wǎng)。國外配電網(wǎng)自動化雖然比我國起步早，應(yīng)用范圍廣，成熟度高，但未見有配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)化保護(hù)的報道。

國內(nèi)對于配電網(wǎng)的保護(hù)，主要通過變電站饋線出口的保護(hù)動作來切除故障，這種操作方式有兩個問題：1、擴(kuò)大了停電范圍，降低了供電可靠性；2、需要在變電站設(shè)置子站，用于協(xié)調(diào)多條饋線之間的關(guān)系，使得維護(hù)相對復(fù)雜。這種模式，也是目前主流的面保護(hù)的配置思路。

因此，在故障發(fā)生時，電力搶修人員的及時搶修顯得尤為重要。由于供電架空線路涉及的地理范圍很廣，因此，在故障發(fā)生時，電力搶修人員很難在短時間內(nèi)快速定位故障地點(diǎn)，所以能夠在故障發(fā)生時短時間內(nèi)知道事故具體發(fā)生地就閑的尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電纜架空線混合型分布式饋線系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：電纜架空線混合型分布式饋線系統(tǒng)，包括電壓處理模塊、故障分析模塊、數(shù)據(jù)顯示模塊；所述包括電壓處理模塊的輸出端與故障分析模塊的輸入端相連，故障分析模塊的輸出端與數(shù)據(jù)顯示模塊的輸入端相連；

所述電壓處理模塊將環(huán)網(wǎng)交流電路的交流電壓進(jìn)行處理，將交流電路電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出；

所述故障分析模塊根據(jù)電壓處理模塊的輸入電壓判斷故障類型，生成相應(yīng)的故障信息，該故障信息輸入至數(shù)據(jù)顯示模塊并顯示出；若輸入電壓未變動，則該線路正常，若輸入電壓變?yōu)?，則該線路有問題；

所述電壓處理模塊的數(shù)量依據(jù)環(huán)形配電網(wǎng)的分段數(shù)量而定，每段線路均分別設(shè)置一個電壓處理模塊。

優(yōu)選的，所述的電壓處理模塊安裝在電力系統(tǒng)中每一分段線路上。

優(yōu)選的，所述電壓處理模塊包括二極管d1、電容c1、電容c2、電阻r1以及電阻r2，其中，二極管d1的陽極連接所感應(yīng)的交流線路電壓vin，二極管d1的陰極分別與電阻r1的一端和電容c1的一端連接，電阻r1的另一端分別與電容c2的一端、電阻r2的一端以及所述直流電壓連接，電容c1的另一端、電容c2的另一端以及電阻r2的另一端分別接地。

優(yōu)選的，所述饋線系統(tǒng)中還包括一只電流檢測模塊，所述電流檢測模塊將交流線路通過線圈感應(yīng)生成的二次電流轉(zhuǎn)化為直流電壓，并將該直流電壓輸入故障分析模塊。

優(yōu)選的，所述的電流檢測模塊安裝在電力系統(tǒng)中每一分段線路上。

優(yōu)選的，所述電流檢測模塊包含全波整流單元和濾波分壓單元。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)顯示模塊包含用于在夜間指示所述故障信息的信號燈。

優(yōu)選的，所述的故障分析模塊與數(shù)據(jù)顯示模塊之間的通信采用光纖通信或無線網(wǎng)絡(luò)通信。

優(yōu)選的，所述的故障分析模塊與數(shù)據(jù)顯示模塊之間采用光纖通信。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：通過對環(huán)形架空線路所感應(yīng)產(chǎn)生的直流電壓進(jìn)行判斷，能夠較快的判斷出具體是哪一段出現(xiàn)故障，同時再根據(jù)感應(yīng)產(chǎn)生的直流電流和突變電流綜合判斷出是產(chǎn)生了接地故障還是短路故障，具有很高的實用性，同時節(jié)省了故障定位及排除故障的時間。

附圖說明

圖1為本發(fā)明架空線路故障檢測系統(tǒng)的主要原理圖；

圖2為本發(fā)明的電壓處理模塊的電路圖；

圖3為本發(fā)明的電流處理模塊的電路圖；

圖中：1-電壓處理模塊；2-故障分析模塊；3-數(shù)據(jù)顯示模塊；4-電流檢測模塊；41-全波整流單元；42-濾波分壓單元。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，架空線路故障大多情況下可分為短路故障和接地故障，無論是何種故障，環(huán)形電網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)柜處的電壓為0；根據(jù)電磁感應(yīng)原理，所述架空線路周圍形成的電場感應(yīng)生成交流線路電壓，所述架空線路的一次電流通過線圈感應(yīng)生成二次電流，一次電流是指線路等一次設(shè)備回路上的電流，二次電流是指二次側(cè)的例如儀表等所在回路的電流。

本發(fā)明的電纜架空線混合型分布式饋線系統(tǒng)，主要由電壓處理模塊1、電流處理模塊4、故障分析模塊2、數(shù)據(jù)顯示模塊3組成。電壓處理模塊1的輸出端與故障分析模塊2的輸入端相連，故障分析模塊2的輸出端與數(shù)據(jù)顯示模塊3的輸入端相連。所述的電壓處理模塊1、電流處理模塊4均安裝在現(xiàn)場，障分析模塊2、數(shù)據(jù)顯示模塊3安裝在電力公司總調(diào)度室。

如圖2所示，電壓處理模塊1包括二極管d1、電容c1、電容c2、電阻r1以及電阻r2，其中，二極管d1的陽極連接所感應(yīng)的交流線路電壓vin，二極管d1的陰極分別與電阻r1的一端和電容c1的一端連接，電阻r1的另一端分別與電容c2的一端、電阻r2的一端以及所述直流電壓連接，電容c1的另一端、電容c2的另一端以及電阻r2的另一端分別接地，其目的是對環(huán)網(wǎng)交流電壓進(jìn)行處理，將交流電路電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓輸出。在環(huán)網(wǎng)電路中，電壓處理模塊1的數(shù)量依據(jù)環(huán)形配電網(wǎng)的分段數(shù)量而定，每段線路設(shè)置一只電壓處理模塊1。事實上，電壓處理模塊1既可以安裝在環(huán)網(wǎng)柜的母線上，又可以安裝在環(huán)網(wǎng)電路的主線上，但當(dāng)安裝在環(huán)網(wǎng)柜的母線上時，當(dāng)換網(wǎng)線的分段線路出現(xiàn)問題是，就檢測不出問題，所以本發(fā)明中的電壓處理模塊1安裝在電力系統(tǒng)中每一分段線路上。

故障分析模塊2根據(jù)電壓處理模塊1的輸入電壓判斷故障類型，生成相應(yīng)的故障信息，該故障信息輸入至數(shù)據(jù)顯示模塊3并顯示出；若輸入電壓未變動，則該線路正常，若輸入電壓變?yōu)?，則該線路有問題。在晚上時，值班人員很容易犯困，在線路出現(xiàn)問題時，值班人員往往不容易關(guān)注數(shù)據(jù)顯示模塊3顯示的問題，為了能夠讓值班人員更容易清楚地、及時地了解信息，可以在數(shù)據(jù)顯示模塊3安裝一只用于在夜間指示所述故障信息的信號燈以及一只報警器，這樣在出現(xiàn)問題時，信號燈一閃一閃，報警器響起，值班人員就能關(guān)注到信息。

由于故障分析模塊2需要將信息傳遞到數(shù)據(jù)顯示模塊3上，一般情況下，我們會優(yōu)先選擇無限網(wǎng)絡(luò)通信，這樣子既能省去許多材料費(fèi)用，還減少了后期的維護(hù)成本，但考慮到有時候無線通信會收到如天氣、強(qiáng)電場的干擾，在故障分析模塊2將處理結(jié)果輸出后，由于通信信號不好，數(shù)據(jù)顯示模塊3不能及時接受并提示，導(dǎo)致電力搶修人員不能及時準(zhǔn)確的找到問題所在地，所以本發(fā)明中故障分析模塊2與數(shù)據(jù)顯示模塊3之間的通信采用光纖通信，雖然成本增加，但通信穩(wěn)定，效果好。

在一些時候，搶修人員不僅需要知道在那里出現(xiàn)問題，還要知道出了什么問題，考慮到架空線一般情況下出現(xiàn)的問題大多是短路故障和接地故障，所以針對這種情況，本發(fā)明中的電纜架空線混合型分布式饋線系統(tǒng)還包含一只電流檢測模塊4，該電流檢測模塊4包含全波整流單元41和濾波分壓單元42，圖3是本發(fā)明電流檢測模塊的電路圖，架空線路的一次電流經(jīng)線圈感應(yīng)的二次電流經(jīng)r3電阻轉(zhuǎn)化為交流電壓，交流電壓經(jīng)四個二極管d2、d3、d4、d5進(jìn)行全波整流，然后經(jīng)電容c3、電阻r4、電阻r5、電容c4濾波分壓轉(zhuǎn)化為直流電壓供單片機(jī)進(jìn)行ad采集，即p1通過單片機(jī)的ad采集可確定架空線路的負(fù)荷電流；電阻r6、電容c5、電容c6、電阻r7、電阻r8、三極管t1等組成的電路可檢測電流突變，具體來說，當(dāng)沒有突變電流時，p2為低電平，在出現(xiàn)突變電流時，電阻r8上產(chǎn)生一高于0.6v的尖峰，p2為高電平，并將p2輸出的突變電流耦合到故障判斷模塊3。其目的是將環(huán)網(wǎng)交流線路中通過線圈感應(yīng)生成的二次電流轉(zhuǎn)化為直流電壓，并將該直流電壓輸入故障分析模塊2，同樣的，電流檢測模塊4的數(shù)量也是依據(jù)環(huán)網(wǎng)電路中分段數(shù)量而定，且安裝在電力系統(tǒng)中每一分段線路上。

工作原理：在環(huán)網(wǎng)電路出現(xiàn)故障時，數(shù)據(jù)顯示模塊3會根據(jù)具體哪一段電壓處理模塊1輸出的信號為0而顯示在哪一段出現(xiàn)問題，同時故障分析模塊2會根據(jù)電流檢測模塊4的輸出是否為0來判斷是短路故障還是接地故障，如果電流檢測模塊4的輸出為0，則表示該段短路，否則為接地故障。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。