基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，包括雙線圈線路故障指示器、數(shù)據(jù)集中器及后臺(tái)管理平臺(tái)，雙線圈線路故障指示器通過通信鏈路與數(shù)據(jù)集中器相連接，數(shù)據(jù)集中器通過通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)管理平臺(tái)相連接；后臺(tái)管理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器，客戶的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器相連接，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)器相連接，網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中器相連接；利用時(shí)鐘同步技術(shù)、微功耗無線通訊技術(shù)、零序暫態(tài)分析技術(shù)完成配網(wǎng)網(wǎng)路各個(gè)分支節(jié)點(diǎn)的零序電流合成、零序暫態(tài)波形錄取，并送至后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行故障點(diǎn)的分析和判斷。
【專利說明】
基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)智能化技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電、供電、用電等設(shè)備和技術(shù)組成的將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的統(tǒng)一整體。電能由發(fā)電廠發(fā)出后，通過各級(jí)變電所經(jīng)高壓輸電網(wǎng)送到電力用戶側(cè)，然后經(jīng)配電網(wǎng)供給用戶。一般來說，IlOkV以上電壓等級(jí)網(wǎng)絡(luò)屬于輸電網(wǎng)，6?66kV電壓等級(jí)屬于配電網(wǎng)。配電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，在電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)中作為末端直接與用戶相聯(lián)系。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)是指星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)是否接地及如何接地是涉及到絕緣水平、通信干擾、接地保護(hù)方式、電壓等級(jí)、系統(tǒng)接線和系統(tǒng)穩(wěn)定等多個(gè)方面的綜合問題。中壓配電網(wǎng)通常采用中性點(diǎn)不直接接地方式，其中性點(diǎn)接地方式主要有四種，即中性點(diǎn)不接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)高阻接地方式、中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式。
[0003]我國(guó)電力系統(tǒng)的6?66kV配電網(wǎng)多屬于小電流接地系統(tǒng)，一般采用中性點(diǎn)不接地或者中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的工作方式，因其發(fā)生接地故障時(shí)，流過接地點(diǎn)的電流小，又稱中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)。接地故障是指由于導(dǎo)體與地連接或?qū)Φ亟^緣電阻變的小于規(guī)定值而引起的故障。
[0004]根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行部門的故障統(tǒng)計(jì)，由于外界因素(如雷擊、大風(fēng)、鳥類等)的影響，配電網(wǎng)單相接地故障是配電網(wǎng)故障中最常見的，發(fā)生率最高，占整個(gè)電氣短路故障的80%以上。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于不能構(gòu)成低阻抗的短路回路，接地電流很小，故稱為小電流接地系統(tǒng)。它的優(yōu)點(diǎn)在于發(fā)生單相接地故障時(shí)多數(shù)情況下可以自動(dòng)熄弧并恢復(fù)絕緣。當(dāng)線路發(fā)生永久性單相金屬接地故障后，三相系統(tǒng)的線電壓仍然是對(duì)稱的，大小與相位并不變化，但系統(tǒng)的接地相對(duì)地電容被短接，對(duì)地電壓都變?yōu)榱恪榉乐沽硪幌嘣诮拥囟饍上喽搪飞踔寥嚯娐?，因而必須限制一定時(shí)間內(nèi)排除單相故障。
[0005]長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)外電力領(lǐng)域的專家學(xué)者對(duì)小電流接地系統(tǒng)單相接地故障問題進(jìn)行了大量的研究。發(fā)生單相接地故障時(shí)，以往采用的檢測(cè)原理大多是基于故障時(shí)產(chǎn)生的穩(wěn)態(tài)信號(hào)。但是由于穩(wěn)態(tài)信號(hào)比較微弱，受外界因素及運(yùn)行方式影響大，致使在實(shí)際的工程應(yīng)用中難以提取有效地故障信號(hào)。而且，配電網(wǎng)絡(luò)故障復(fù)雜多變，如系統(tǒng)中性點(diǎn)補(bǔ)償度、各出線長(zhǎng)度、故障點(diǎn)位置、過渡電阻大小、短路點(diǎn)電弧的發(fā)展等，這些條件的組合，使得在一種故障情況下工作良好的裝置，在另一種情況下可能失效。因此，小電流接地系統(tǒng)單相接地保護(hù)看似簡(jiǎn)單易行但實(shí)踐證明是非常復(fù)雜的，這也是一些國(guó)家不采用中性點(diǎn)非有效接地方式的主要原因之一。但畢竟小電流接地系統(tǒng)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)越性，并在我國(guó)及其它國(guó)家被廣泛應(yīng)用，準(zhǔn)確找準(zhǔn)故障線路成為當(dāng)務(wù)之急。
[0006]目前國(guó)內(nèi)對(duì)于小電流接地系統(tǒng)單相接地故障的判斷主要有以下幾種方法:
[0007]1.針對(duì)電纜為主的配網(wǎng)線路，采用電纜終端加裝零序互感器采集零序電流，根據(jù)接地故障時(shí)產(chǎn)生的零序電流幅值作為判斷依據(jù)；
[0008]2.針對(duì)架空線路，一般采用加裝線路故障指示器，由線路故障指示器是否翻牌來判斷故障發(fā)生的區(qū)間；
[0009]3.采用人工檢測(cè)方法，發(fā)生單相接地后將線路拆分為幾段，采用二分法查找故障占.V ，
[0010]4.零序穩(wěn)態(tài)分析法:包括五次諧波發(fā)、零序有功分量發(fā)、首半波法、小波法等。
[0011]但現(xiàn)有技術(shù)不可避免的會(huì)存在如下缺陷:
[0012]電纜終端加裝零序互感器依據(jù)零序電流幅值判斷是否發(fā)生單相接地的方法是相對(duì)比較有效方法，但對(duì)于中性點(diǎn)采用消弧線圈補(bǔ)償?shù)男‰娏飨到y(tǒng)，卻無能無力。規(guī)程規(guī)定線路電容電流大于1A的應(yīng)考慮變壓器中性點(diǎn)應(yīng)采用消弧線圈補(bǔ)償方式接地，大于100A必須采用消弧線圈補(bǔ)償方式接地。電纜本身就是一個(gè)大的電容體，因此中性點(diǎn)普遍采用消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償；當(dāng)單相接地故障發(fā)生后，故障相的接地電流被消弧線圈迅速補(bǔ)償，反倒是非故障相的容性電流大于故障相電流，因此采用零序電流幅值判斷接地故障的方式存在嚴(yán)重缺陷。
[0013]線路加裝故障指示器，通過故障指示器是否翻牌來判斷故障區(qū)間是目前配網(wǎng)架空線路判斷接地故障的唯一方法。由于線路故障指示器只能采集單相電流，且本身由于能耗限制及成本因素不能使用大規(guī)模的電子電路，目前國(guó)內(nèi)大部分線路故障指示器只能依據(jù)接地瞬間的電壓(也不能直接獲得，是通過監(jiān)測(cè)電場(chǎng)強(qiáng)度來折算的)及電流幅值、相角等邏輯計(jì)算判斷相間短路故障。也有廠家采用信號(hào)注入法來判斷單相接地，但受到接地電阻、消弧線圈補(bǔ)償?shù)认拗?，信?hào)注入法效果也非常不理想。
[0014]人工判斷接地故障是目前真正有效的方法。但耗時(shí)耗力，嚴(yán)重影響供電可靠率。由于停電時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)引起大規(guī)模的用戶投訴。特別是現(xiàn)在電力企業(yè)人員越來越少，難以有足夠的人力、時(shí)間來保證。
[0015]零序電流穩(wěn)態(tài)分析法(含五次諧波發(fā)、零序有功分量發(fā)、首半波法、小波法等十幾種算法)對(duì)于中性點(diǎn)不接地的配網(wǎng)線路非常有效，可以迅速判斷出故障線路及故障區(qū)間，但對(duì)于中性點(diǎn)通過消弧線圈補(bǔ)償接地的配網(wǎng)線路卻基本沒有效果。
[0016]線路故障指示器無法判斷接地故障是由于線路故障指示器只能采集單相電流，及通過采集電場(chǎng)強(qiáng)度來折算電壓，無法準(zhǔn)確采集電壓等信息，使得傳統(tǒng)使用的五次諧波發(fā)、首半波法、小波法等判斷方法都無法使用。部分廠家采用信號(hào)注入法來判斷故障區(qū)間，這種方法只能對(duì)部分金屬接地故障有效。對(duì)于大電阻、高阻接地均沒有什么效果，其原因是接地電阻使得本來就非常微弱的注入信號(hào)強(qiáng)度大幅衰減，造成故障指示器無法采集到注入信號(hào)。
[0017]中性點(diǎn)通過消弧線圈補(bǔ)償接地的配網(wǎng)線路，發(fā)生接地故障瞬間消弧線圈迅速進(jìn)行賠償，兩三個(gè)周波后故障線路的接地電流迅速被補(bǔ)償，造成接地電流小于5A，使得上述分析方法均無效。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0018]本實(shí)用新型的目的在于設(shè)計(jì)出基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，搭建一種硬件架構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)利用時(shí)鐘同步技術(shù)、微功耗無線通訊技術(shù)、零序暫態(tài)分析技術(shù)完成配網(wǎng)網(wǎng)路各個(gè)分支節(jié)點(diǎn)的零序電流合成、零序暫態(tài)波形錄取，并送至后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行故障點(diǎn)的分析和判斷。
[0019]本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，包括雙線圈線路故障指示器、數(shù)據(jù)集中器及后臺(tái)管理平臺(tái)，所述雙線圈線路故障指示器通過通信鏈路與數(shù)據(jù)集中器相連接，所述數(shù)據(jù)集中器通過通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)管理平臺(tái)相連接;所述后臺(tái)管理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器，所述客戶的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器相連接，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)器相連接，所述網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中器相連接。
[0020]進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠安全快速的將數(shù)據(jù)集中器內(nèi)收集的數(shù)據(jù)信息傳輸至后臺(tái)管理平臺(tái)內(nèi)，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有防火墻，所述數(shù)據(jù)集中器通過通信網(wǎng)絡(luò)與防火墻相連接，所述防火墻通過網(wǎng)線分別與客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器相連接。
[0021 ]進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):在三相線路的每一相線上皆設(shè)置有所述雙線圈線路故障指示器，且同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的三相線路上的雙線圈線路故障指示器的時(shí)鐘同步。
[0022]進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠短距離且安全穩(wěn)定的進(jìn)行雙線圈線路故障指示器與數(shù)據(jù)集中器的數(shù)據(jù)通信，特別采用下述設(shè)置方式:所述雙線圈線路故障指示器通過ZigBee通訊鏈路與數(shù)據(jù)集中器相連接。
[0023]進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述數(shù)據(jù)集中器內(nèi)設(shè)置有嵌入式處理器、GPRS模塊、GPS模塊、存儲(chǔ)器電路及采集ZigBee模塊，所述嵌入式處理器分別與GPRS模塊、存儲(chǔ)器電路、GPS模塊及采集ZigBee模塊相連接，所述采集ZigBee模塊通過ZigBee通訊鏈路與雙線圈線路故障指示器相連接，在所述嵌入式處理器上還連接有電壓采樣前端處理電路，所述電壓采樣前端處理電路的輸入端與相線相連接。
[0024]進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述數(shù)據(jù)集中器內(nèi)還設(shè)置有外圍電路，所述外圍電路內(nèi)設(shè)置有分別與嵌入式處理器相連接的通信接口電路、JTAG下載口、指示燈、按鍵模塊、看門狗電路及調(diào)試接口。
[0025]進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置方式:所述雙線圈線路故障指示器采用具有錄波功能的并帶遙信功能的錄波型線路故障指示器。
[0026]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0027](I)本實(shí)用新型搭建一種硬件架構(gòu)，用于實(shí)現(xiàn)利用時(shí)鐘同步技術(shù)、微功耗無線通訊技術(shù)、零序暫態(tài)分析技術(shù)完成配網(wǎng)網(wǎng)路各個(gè)分支節(jié)點(diǎn)的零序電流合成、零序暫態(tài)波形錄取，并送至后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行故障點(diǎn)的分析和判斷。
[0028](2)本實(shí)用新型大幅減少單相接地故障排查時(shí)間，提高電網(wǎng)運(yùn)行水平;通過三遙功能(三遙包括遙測(cè):采集線路電流等數(shù)據(jù)，遙信:故障狀態(tài)數(shù)據(jù)，遙控:控制故障指示燈閃爍)，不但可以快速獲取現(xiàn)場(chǎng)的遙測(cè)數(shù)據(jù)，還可快速推演出故障區(qū)間，并通過短信、手機(jī)客戶端應(yīng)用程序等手段第一時(shí)間通知用戶故障發(fā)生點(diǎn)。
[0029](3)本實(shí)用新型可以有效判斷中性點(diǎn)通過消弧線圈補(bǔ)償?shù)呐渚W(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地后故障發(fā)生區(qū)間；并可以獲得配電線路關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的零序電流暫態(tài)波形，供后臺(tái)管理平臺(tái)推演出故障發(fā)生點(diǎn)。
[0030](4)本實(shí)用新型相對(duì)目前零序暫態(tài)分析方法所使用的結(jié)構(gòu)，建設(shè)成本大幅降低，利用低成本的雙線圈線路故障指示器，具備GPS時(shí)鐘同步功能的數(shù)據(jù)集中器兩樣裝置即可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的零序電流暫態(tài)波形采集。
[0031](5)本實(shí)用新型有效解決架空線路零序電路采集的難題，通過時(shí)鐘實(shí)時(shí)同步技術(shù)確保三相導(dǎo)線上的雙線圈線路故障指示器同時(shí)采集電流值，并采集GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)集中器的嵌入式處理器即可計(jì)算出線路零序電流值。
【附圖說明】
[0032]圖1為本實(shí)用新型邏輯架構(gòu)圖。
[0033]圖2為本實(shí)用新型所述數(shù)據(jù)集中器的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0035]實(shí)施例1:
[0036]本實(shí)用新型提出了基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，如圖1、圖2所示，包括雙線圈線路故障指示器、數(shù)據(jù)集中器及后臺(tái)管理平臺(tái)，所述雙線圈線路故障指示器通過通信鏈路與數(shù)據(jù)集中器相連接，所述數(shù)據(jù)集中器通過通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)管理平臺(tái)相連接;所述后臺(tái)管理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器，所述客戶的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器相連接，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)器相連接，所述網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中器相連接。
[0037]所述雙線圈線路故障指示器，設(shè)置在配網(wǎng)的三相線路主干分段及主要分支節(jié)點(diǎn)上，并且每一處的三臺(tái)雙線圈線路故障指示器的時(shí)鐘同步，主要完成電流的采樣功能并通過ZigBee通信技術(shù)將錄取的波形傳送至數(shù)據(jù)集中器；
[0038]所述數(shù)據(jù)集中器，主要用于獲取三相線路的雙線圈線路故障指示器錄制的波形數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)同步三個(gè)雙線圈線路故障指示器的時(shí)鐘數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)集中器通過電信運(yùn)營(yíng)商基站、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商機(jī)房所構(gòu)建的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)通?目;
[0039]所述后臺(tái)管理平臺(tái)，主要用于定期獲取多個(gè)數(shù)據(jù)集中器的故障判斷依據(jù)值，依據(jù)設(shè)備邏輯關(guān)系推演可能發(fā)生的故障區(qū)間，若發(fā)生故障后通過短信推送、信息提示的手段將故障信息及時(shí)推送至用戶終端；
[0040]所述應(yīng)用服務(wù)器用于進(jìn)行應(yīng)用程序的加載。
[0041 ]所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用于接收數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]本實(shí)施例是在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠安全快速的將數(shù)據(jù)集中器內(nèi)收集的數(shù)據(jù)信息傳輸至后臺(tái)管理平臺(tái)內(nèi)，如圖1、圖2所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有防火墻，所述數(shù)據(jù)集中器通過通信網(wǎng)絡(luò)與防火墻相連接，所述防火墻通過網(wǎng)線分別與客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器相連接。數(shù)據(jù)集中器內(nèi)收集的數(shù)據(jù)將通過電信運(yùn)營(yíng)商基站、移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商機(jī)房所構(gòu)建的通信網(wǎng)絡(luò)接入到防火墻內(nèi)，利用防火墻將數(shù)據(jù)信息內(nèi)的病毒、攻擊數(shù)據(jù)等隔離，而后將需要的數(shù)據(jù)信息傳輸至應(yīng)用服務(wù)器及數(shù)據(jù)服務(wù)器內(nèi)，經(jīng)分析處理后，在發(fā)生單相接地故障時(shí)，后臺(tái)管理平臺(tái)依據(jù)故障發(fā)生時(shí)刻向所有的數(shù)據(jù)集中器召測(cè)3個(gè)完整周波的故障波形數(shù)據(jù)，依據(jù)零序電路暫態(tài)波形的相似度及方向，判斷故障發(fā)生區(qū)間，并及時(shí)推送故障信息和故障發(fā)生的區(qū)間到客戶的系統(tǒng)上。
[0044]實(shí)施例3:
[0045]本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，如圖1、圖2所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):在三相線路的每一相線上皆設(shè)置有所述雙線圈線路故障指示器，且同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的三相線路上的雙線圈線路故障指示器的時(shí)鐘同步，在每一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的三根相線上皆設(shè)置有一臺(tái)雙線圈線路故障指示器，通過雙線圈線路故障指示器可以輕松獲取配電網(wǎng)線路的暫態(tài)零序電流波形及相關(guān)參數(shù)。
[0046]實(shí)施例4:
[0047]本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，能夠短距離且安全穩(wěn)定的進(jìn)行雙線圈線路故障指示器與數(shù)據(jù)集中器的數(shù)據(jù)通信，如圖1、圖2所示，特別采用下述設(shè)置方式:所述雙線圈線路故障指示器通過ZigBee通訊鏈路與數(shù)據(jù)集中器相連接。
[0048]實(shí)施例5:
[0049]本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，如圖1、圖2所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述數(shù)據(jù)集中器內(nèi)設(shè)置有嵌入式處理器、GPRS模塊、GPS模塊、存儲(chǔ)器電路及采集Zi gBee模塊，所述嵌入式處理器分別與GPRS模塊、存儲(chǔ)器電路、GPS模塊及采集ZigBee模塊相連接，所述采集ZigBee模塊通過ZigBee通訊鏈路與雙線圈線路故障指示器相連接，在所述嵌入式處理器上還連接有電壓采樣前端處理電路，所述電壓采樣前端處理電路的輸入端與相線相連接。
[0050]所述數(shù)據(jù)集中器，接收GPS模塊提供的時(shí)鐘信號(hào);通過采集Zigbee模塊和雙線圈線路故障指示器進(jìn)行通訊，將時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給雙線圈線路故障指示器;通過采集Zigbee模塊接收雙線圈線路故障指示器采集的電流值和采集時(shí)刻;利用嵌入式處理器(DSP芯片)，結(jié)合矢量法計(jì)算零序電流波形，并存儲(chǔ)在本機(jī);并可根據(jù)后臺(tái)管理平臺(tái)的設(shè)定值，進(jìn)行故障判斷，是否發(fā)生短路、接地等故障判斷，若發(fā)生故障，主動(dòng)向后臺(tái)管理平臺(tái)傳送數(shù)據(jù);通過GPRS模塊和后臺(tái)管理平臺(tái)進(jìn)行通訊，若后臺(tái)管理平臺(tái)召測(cè)數(shù)據(jù)，將采集數(shù)據(jù)及計(jì)算后的數(shù)據(jù)同步傳送至后臺(tái)管理平臺(tái)，進(jìn)行高級(jí)分析與應(yīng)用。
[0051 ] 實(shí)施例6:
[0052]本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu):所述數(shù)據(jù)集中器內(nèi)還設(shè)置有外圍電路，所述外圍電路內(nèi)設(shè)置有分別與嵌入式處理器相連接的通信接口電路、JTAG下載口、指示燈、按鍵模塊、看門狗電路及調(diào)試接口。
[0053]實(shí)施例7:
[0054]本實(shí)施例是在上述任一實(shí)施例的基礎(chǔ)上進(jìn)一步優(yōu)化，進(jìn)一步的為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型，如圖1、圖2所示，特別采用下述設(shè)置方式:所述雙線圈線路故障指示器采用具有錄波功能的并帶遙信功能的錄波型線路故障指示器。
[0055]所述數(shù)據(jù)集中器獲取三相線路的雙線圈線路故障指示器錄制的波形數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)時(shí)同步三個(gè)雙線圈線路故障指示器時(shí)鐘數(shù)據(jù);所述數(shù)據(jù)集中器通過集中器無線通訊模塊實(shí)時(shí)完成與三個(gè)雙線圈線路故障指示器的時(shí)鐘校驗(yàn)功能，并將雙線圈線路故障指示器所錄制的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行收集；
[0056]所述數(shù)據(jù)集中器召測(cè)到雙線圈線路故障指示器的三相電流數(shù)據(jù)后，及時(shí)進(jìn)行零序暫態(tài)波形合成，并計(jì)算零序電流方向及零序波形占空比，而后代表零序電流方向及零序波形占空比的數(shù)據(jù)將隨同零序電流暫態(tài)波形同步傳送至后臺(tái)管理平臺(tái)，在后臺(tái)管理平臺(tái)內(nèi)進(jìn)行分析、計(jì)算；
[0057]所述數(shù)據(jù)集中器能夠定時(shí)(用戶在集中器上定義采集時(shí)間間隔，默認(rèn)5分鐘)和三相線路上的雙線圈線路故障指示器通訊，并同步所有設(shè)備(三相線路上的雙線圈線路故障指示器及集中器的時(shí)鐘)的時(shí)鐘數(shù)據(jù)；
[0058]所述數(shù)據(jù)集中器定時(shí)(用戶在集中器上定義采集時(shí)間間隔，默認(rèn)5分鐘)獲取雙線圈線路故障指示器的遙測(cè)數(shù)據(jù)；
[0059]所述數(shù)據(jù)集中器還能對(duì)雙線圈線路故障指示器進(jìn)行管理；
[0060]當(dāng)配電網(wǎng)的三相線路發(fā)生短路等故障時(shí)，數(shù)據(jù)集中器能夠?qū)崟r(shí)獲取故障數(shù)據(jù)；
[0061]所述數(shù)據(jù)集中器獲取后臺(tái)管理平臺(tái)召測(cè)命令，及時(shí)傳送遙測(cè)數(shù)據(jù)(三相電流值及時(shí)鐘)及計(jì)算數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)集中器計(jì)算零序電流暫態(tài)波形，幅值、占空比、相似度、相角，零序電流穩(wěn)態(tài)幅值等參數(shù));
[0062]當(dāng)數(shù)據(jù)集中器召測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，雙線圈線路故障指示器根據(jù)命令將保存的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)集中器，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，為提高傳輸效率的同時(shí)降低能耗，完成多個(gè)周波數(shù)據(jù)后再統(tǒng)一壓縮、打包數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)集中器。
[0063]對(duì)于小電流接地系統(tǒng)，現(xiàn)有技術(shù)中，國(guó)內(nèi)外也有采用零序電流暫態(tài)分析方法的，主要應(yīng)用在變電站內(nèi)接地選線裝置中，由于需要同步各個(gè)信息采集節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘信號(hào)，所以布置大量的GPS時(shí)鐘同步服務(wù)器，并需要安裝大量的傳感器，系統(tǒng)造價(jià)很高不利于大規(guī)模推廣；而本發(fā)明所述系統(tǒng)，利用低成本的雙線圈線路故障指示器，具備GPS時(shí)鐘同步功能的數(shù)據(jù)集中器兩樣裝置即可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的零序電流暫態(tài)波形采集。
[0064]零序電流是三相電流矢量累加后得到的值。現(xiàn)有技術(shù)一般采用三相導(dǎo)線統(tǒng)一穿過零序互感器或者單獨(dú)采集三相電流然后通過算法矢量累加得出零序電流；電纜由三相導(dǎo)線構(gòu)成，所以可以方便的通過零序互感器。但架空線路相間距離大于25cm，無法采用零序互感器的方式采集零序電流，國(guó)內(nèi)外目前的線路故障指示器能采集三相電流，但沒有實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步技術(shù)，采集到的電流值沒有矢量邏輯關(guān)系，也無法獲得零序電流。
[0065]本實(shí)用新型可通過時(shí)鐘實(shí)時(shí)同步技術(shù)確保三相導(dǎo)線上的雙線圈線路故障指示器同時(shí)采集電流值，并采集GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)集中器的DSP處理器即可計(jì)算出線路零序電流值。
[0066]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本實(shí)用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化，均落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于:包括雙線圈線路故障指示器、數(shù)據(jù)集中器及后臺(tái)管理平臺(tái)，所述雙線圈線路故障指示器通過通信鏈路與數(shù)據(jù)集中器相連接，所述數(shù)據(jù)集中器通過通信網(wǎng)絡(luò)與后臺(tái)管理平臺(tái)相連接;所述后臺(tái)管理平臺(tái)內(nèi)設(shè)置有網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器，所述客戶的系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器相連接，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)器相連接，所述網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)通過通信網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)集中器相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)鏈路設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有防火墻，所述數(shù)據(jù)集中器通過通信網(wǎng)絡(luò)與防火墻相連接，所述防火墻通過網(wǎng)線分別與客戶端系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器及應(yīng)用服務(wù)器相連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于:在三相線路的每一相線上皆設(shè)置有所述雙線圈線路故障指示器，且同一監(jiān)測(cè)點(diǎn)處的三相線路上的雙線圈線路故障指示器的時(shí)鐘同步。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于:所述雙線圈線路故障指示器通過ZigBee通訊鏈路與數(shù)據(jù)集中器相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)集中器內(nèi)設(shè)置有嵌入式處理器、GPRS模塊、GPS模塊、存儲(chǔ)器電路及采集ZigBee模塊，所述嵌入式處理器分別與GPRS模塊、存儲(chǔ)器電路、GPS模塊及采集ZigBee模塊相連接，所述采集ZigBee模塊通過ZigBee通訊鏈路與雙線圈線路故障指示器相連接，在所述嵌入式處理器上還連接有電壓采樣前端處理電路，所述電壓采樣前端處理電路的輸入端與相線相連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)集中器內(nèi)還設(shè)置有外圍電路，所述外圍電路內(nèi)設(shè)置有分別與嵌入式處理器相連接的通信接口電路、JTAG下載口、指示燈、按鍵模塊、看門狗電路及調(diào)試接口。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或6所述的基于零序暫態(tài)分析小電流接地系統(tǒng)故障定位系統(tǒng)，其特征在于:所述雙線圈線路故障指示器采用具有錄波功能的并帶遙信功能的錄波型線路故障指示器。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK205670180SQ201620375253
【公開日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年4月28日
【發(fā)明人】黃新宇, 李家健, 徐立憲
【申請(qǐng)人】四川瑞霆電力科技有限公司