專利名稱：配電網線路故障定位系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及線路故障定位技術，特別是涉及一種配電網線路故障定位系統。
背景技術：
配電網中性點接地方式主要有非有效直接接地系統。其中，非有效接地主要包括經消弧線圈的接地方式。因此，經消弧線圈接地方式的配電網故障診斷與定位技術越顯重要。故障診斷技術主要分為兩大類:故障選線與故障定位。所謂“故障選線”指故障發生后，在同一母線的眾多出線中選出實際發生故障的線路。“故障定位”是指故障發生后，指出發生故障的具體地點或某一區段，以方便進行故障搶修。目前，故障定位技術根據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生后，通過利用額外的相關信號產生設備，主動向配電網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，從而判斷故障點所發生的區段。在實際應用當中，注入的故障檢測信號容易受到配電網線路的復雜程度的影響，例如，當線路長度較長時，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，導致無法檢測到故障檢測信號。又如，在線路負荷較復雜、諧波分量較多時，所注入的故障檢測信號容易受到諧波或其他波形干擾，也會導致無法檢測到故障檢測信號。基于上述缺陷，現有的故障定位技術在故障定位過程中，需要配備額外的信號產生設備，輸出相應的故障檢測信號，故障定位成本較高，而且，也容易受到配電網線路的復雜程度的影響，準確度較低。
實用新型內容基于此，有必要針對現有的故障定位技術定位的準確度低、成本高的問題，提供一種配電網線路故障定位系統。一種配電網線路故障定位系統，包括:設于配變電站的補償系數控制裝置，以及若干數量的電流檢測裝置；所述補償系數控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發生時輸出開關時序信號控制所述消弧線圈的補償系數；所述電流檢測裝置以設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。上述配電網線路故障定位系統，在接地故障發生時，輸出開關時序信號控制消弧線圈的補償系數，根據變壓器原理，消弧線圈可以在一次側產生強度較大的周期性的電流信號，通過消弧線圈的一次側注入連接的單相線路上，利用設于線路上的電流檢測裝置來檢測這些電流信號，根據接收到該電流信號的電流檢測裝置的位置來確定故障點區段。在故障定位過程中，無需配備額外的信號發生設備，成本低，根據自定義的周期特征來識別電流信號，降低了受配電網復雜線路的影響程度，可辨性高，故障定位的準確性高。[0010]在其中一個實施例中，配電網線路故障定位系統還包括:分別與各個所述電流檢測裝置連接的數據處理單元；數據處理單元設于后臺監控中心，接收各個所述電流檢測裝置發送的電流信號。在其中一個實施例中，所述電流檢測裝置通過無線公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。在其中一個實施例中，所述補償系數控制裝置與所述數據處理單元連接；所述補償系數控制裝置發送輸出開關時序信號的第一時刻至所述數據處理單元;所述電流檢測裝置還發送檢測到電流信號的第二時刻至所述數據處理單元。在其中一個實施例中，所述補償系數控制裝置通過無線公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。在其中一個實施例中，所述補償系數控制裝置包括: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可控硅；所述第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。在其中一個實施例中，所述電流檢測裝置包括:信息傳輸模塊，三個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行通信連接，通過無線公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。在其中一個實施例中，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以及無線發送模塊；所述傳感器連接在單相線路上；所述無線發送模塊連接所述信息傳輸模塊。在其中一個實施例中，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據處理單元。
圖1為實施例一的配電網線路故障定位系統結構示意圖；圖2為實施例二的配電網線路故障定位系統結構示意圖；圖3為實施例三的補償系數控制裝置的結構示意圖；圖4為實施例三的開關時序信號的控制時序示意圖；圖5示為實施例三的電流檢測裝置的結構示意圖；圖6為故障區段定位示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的配電網線路故障定位系統的具體實施方式
作詳細描述。實施例一:圖1示出了實施例一的配電網線路故障定位系統結構示意圖，包括:設于配變電站的補償系數控制裝置，若干數量的電流檢測裝置。其中，補償系數控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發生時輸出開關時序信號控制消弧線圈的補償系數，獲得周期性的電流信號。電流檢測裝置以設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。本實施例的配電網線路故障定位系統，在接地故障發生時，輸出開關時序信號控制消弧線圈的補償系數，根據變壓器原理，消弧線圈可以在一次側產生強度較大的周期性的電流信號，通過消弧線圈的一次側注入連接的單相線路上，利用設于線路上的電流檢測裝置來檢測這些電流信號，根據接收到該電流信號的電流檢測裝置的位置來確定故障點區段。在故障定位過程中，無需額外配備專用的信號發生設備，成本低，根據自定義的周期特征來識別注入的電流信號，避免了受到配電網線路的復雜程度的影響，可辨性高，故障定位的準確性高。實施例二:圖2示出了實施例二的配電網線路故障定位系統結構示意圖，在實施例一的基礎上，配電網線路故障定位系統分別與各個所述電流檢測裝置連接的數據處理單元；其中，數據處理單元設于后臺監控中心，接收各個所述電流檢測裝置發送的電流信號。優選的，各個電流檢測裝置通過無線公共網絡與數據處理單元進行通信連接。各個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控中心的數據處理單元，這樣在后臺監控中心，通過數據處理單元對接收的電流信號進行判斷分析，確定故障點區段，實現后臺監控中心對故障線路的遠程監控。在本實施例中，由于消弧線圈注入的電流信號具有明顯的預定義特征，較為容易捕捉，可辨識性高，數據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，再根據電流檢測裝置的位置信息即可確定故障點區段。進一步地，補償系數控制裝置與數據處理單元連接；其中，補償系數控制裝置發送輸出開關時序信號的第一時刻至數據處理單元；電流檢測裝置還發送檢測到電流信號的第二時刻至所述數據處理單元。優選的，補償系數控制裝置通過無線公共網絡與數據處理單元進行通信連接。在本實施例中，在配變電站檢測到接地故障發生后，補償系數控制裝置記錄輸出開關時序信號控制消弧線圈注入電流信號的當前第一時刻t1，各個檢測點處檢測到電流信號時記錄當前的第二時刻t2。補償系數控制裝置將發送至后臺監控中心的數據處理單元，電流檢測裝置將檢測的電流信號及其對應的t2信息發送至后臺監控中心的數據處理單元。數據處理單元通過&判斷電流信號及其對應的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，避免了配網線路負荷波動等干擾的影響，同時也可以進一步減少數據處理單元對數據的處理量，提高處理效率。實施例三:[0050]在實施例二的基礎上，圖3示出了實施例三的補償系數控制裝置的結構示意圖；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可控硅；第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。在本實施例中,第一MCUI/0接口輸出開關時序信號控制反向并聯可控娃(SCR)的開關時序來控制二次側電流，從而控制變壓器一次側電流，使得消弧線圈產生自定義的周期性特征的補償電流。如圖4所示，圖4為一個開關時序信號的控制時序示意圖，在周波時鐘信號中，每2個周波(一個周波為20ms)改變一次補償系數，每次持續2個周波，即得到周期信號。第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網絡將輸出開關時序信號的第一時刻\發送至后臺監控中心的數據處理單元。在實施例二的基礎上，圖5示出了實施例三的電流檢測裝置的結構示意圖，主要包括信息傳輸模塊，三個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行通信連接，通過無線公共網絡與數據處理單元進行通信連接。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，無線發送模塊連接無線接收模塊，第二 GPRS通信模塊連接數據處理單元。本實施例中，傳感器采集(A、B或C)單相線路的電流信號、經過濾波電路進行濾波除去干擾，由功率放大器進行功率放大，然后經過電流A/D采樣電路進行采樣后得到數字化的電流信號信息，輸入第二 MCU進行數字信號處理，再將處理后的數據信息由無線發送模塊通過短距離無線信道(如433MHz)發送至無線接收模塊，接收到的數據信息進入第三MCU進行相關數字信號處理，最后通過第二 GPRS通信模塊發送至后臺監控中心的數據處理單元。如圖6所示，圖6為故障區段定位示意圖，圖中的配電網線路(A相、B相、C相線路)上設有電流檢測裝置“#1”、“#2”、“#3”、“#4”，假設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區段。以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本實用新型專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
權利要求1.一種配電網線路故障定位系統，其特征在于，包括:設于配變電站的補償系數控制裝置，以及若干數量的電流檢測裝置； 所述補償系數控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發生時輸出開關時序信號控制所述消弧線圈的補償系數； 所述電流檢測裝置以設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.根據權利要求1所述的配電網線路故障定位系統，其特征在于，還包括:分別與各個所述電流檢測裝置連接的數據處理單元； 所述數據處理單元設于后臺監控中心，接收各個所述電流檢測裝置發送的電流信號。
3.根據權利要求2所述的配電網線路故障定位系統，其特征在于，所述電流檢測裝置通過無線公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。
4.根據權利要求2所述的配電網線路故障定位系統，其特征在于，所述補償系數控制裝置與所述數據處理單元連接； 所述補償系數控制裝置發送輸出開關時序信號的第一時刻至所述數據處理單元； 所述電流檢測裝置還發送檢測到電流信號的第二時刻至所述數據處理單元。
5.根據權利要求4所述的配電網線路故障定位系統，其特征在于，所述補償系數控制裝置通過無線公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。
6.根據權利要求5所述的配電網線路故障定位系統，其特征在于，所述補償系數控制裝置包括: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可控硅； 所述第一 GPRS通信模塊通過GRRS公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。
7.根據權利要求5所述的配電網線路故障定位系統，其特征在于，所述電流檢測裝置包括:信息傳輸模塊，三個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行通信連接，通過無線公共網絡與所述數據處理單元進行通信連接。
8.根據權利要求7所述的配電網線路故障定位系統，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以及無線發送模塊； 所述傳感器連接在單相線路上； 所述無線發送模塊連接所述信息傳輸模塊。
9.根據權利要求7所述的配電網線路故障定位系統，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據處理單元。
專利摘要一種配電網線路故障定位系統，包括設于配變電站的補償系數控制裝置，以及若干數量的電流檢測裝置；所述補償系數控制裝置連接消弧線圈，用于在接地故障發生時輸出開關時序信號控制所述消弧線圈的補償系數；所述電流檢測裝置以設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。本實用新型的技術，在故障定位過程中，無需配備額外的信號發生設備，成本低，根據自定義的周期特征來識別電流信號，降低了受配電網復雜線路的影響程度，可辨性高，故障定位的準確性高。
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 優先權日2012年12月31日
發明者李 瑞, 高新華, 余南華, 陳炯聰, 黃曙, 李傳健 申請人:廣東電網公司電力科學研究院