[實用新型]一種基于故障指示器的配網故障定位系統

有效

• 申請號: 201120163346.5
• 申請日: 2011-05-20
• 公開（公告）號: CN202057756U
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 黃偉;趙鵬;郭穎君;王炳革;葉勇;曹書舟;張建華;楊京燕;盧志勇;陳亞勇;李濤
• 申請（專利權）人: 正陽縣電業公司;華北電力大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 鄭州聯科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 劉建芳

技術領域

本實用新型涉及配電網中故障定位領域，尤其涉及一種基于故障指示器的配網故障定位系統。

背景技術

目前,?配電網直接聯系用戶，其可靠供電能力和供電質量既是電力企業經濟效益的直接體現，又有不可估量的社會效益。配電網故障自動定位作為配電自動化的一個重要內容，對提高供電可靠性有很大影響，也得到了越來越多的重視。配電系統因為分支線多而復雜，當系統發生故障時，要找出具體故障位置往往需耗費大量人力、物力和時間。故障定位雖研究較多，也有各種成型產品提供，但基本上都需人工現場查找，自動化水平不高；目前也有自動化式的故障定位系統，但是無線通訊能量較大，如只靠內部電池供電，則使用壽命短，且測量精度不高。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種基于故障指示器的配網故障定位系統，測量精度高、使用壽命長。

本實用新型采用下述技術方案：一種基于故障指示器的配網故障定位系統，包括故障指示器、數據采集器和后臺監控系統，其中故障指示器包括場強傳感器、電流互感器、信號處理電路、控制單元和無線通訊模塊，還包括取電線圈、保護電路、電源管理電路，其中電流互感器的鐵芯采用不銹鋼軟磁材料，取電線圈一端與電流互感器的測量線圈串聯，另一端與保護電路的輸入端連接，保護電路的輸出端與電源管理電路的輸入端連接，電源管理電路的輸出端用于向故障指示器中的電池充電。

所述的數據采集器包括通訊模塊與控制模塊，控制模塊由光伏電池為其供電，控制模塊的數據端口連接無線通訊模塊。

所述的后臺監控系統包括監控主站、企業服務器與通訊網絡，企業服務器通過通訊網絡與數據采集器通信，企業服務器與監控主站連接。

本實用新型是基于故障指示器技術、GSM通信技術的一套自動高效的故障點檢測及定位系統，主要用于配電系統各種故障點的自動檢測和定位，包括相間短路和單相接地故障檢測和定位。本實用新型中的故障指示器中的電流傳感器的鐵芯采用不銹鋼軟磁材料，其不生銹，起始導磁率高，測量精度高；并且采用導線感應取電方式，實現了從高壓導線小負荷電流（磁場）自取電的技術，為無線通訊提供能量，使產品使用更長久，為此保證故障指示器的使用壽命到達十年；其中數據采集器也采用自取電技術，整個系統使用壽命也較長久。

附圖說明

圖1為本實用新型的電路框圖；

圖2為本實用新型的故障指示器的電路框圖；

圖3為本實用新型的數據采集器的電路框圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型基于故障指示器的配網故障定位系統包括故障指示器FCI、數據采集器DCU和后臺監控系統，后臺監控系統包括監控主站、企業服務器與通訊網絡（GSM移動網），企業服務器通過通訊網絡與數據采集器通信，企業服務器與監控主站連接。如圖2所示，故障指示器包括場強傳感器1、電流互感器2、信號處理電路、控制單元和無線通訊模塊，還有取電線圈4、保護電路及電源管理電路，其中取電線圈4與電流互感器2的測量線圈3串聯，電流互感器2的鐵芯采用不銹鋼軟磁材料，取電線圈4的輸出端與保護電路的輸入端連接，保護電路的輸出端與電源管理電路的輸入端連接，電源管理電路的輸出端用于向故障指示器中的電池5充電。其中保護電路和電源管理電路用來使電源安全可靠工作，為成熟技術；信號處理電路包括信號調理電路和暫態處理電路，為現有技術。故障指示器采用低功耗電路，電流互感器2的鐵芯采用不銹鋼軟磁材料，其不生銹，起始導磁率高，測量精度高；并且采用導線感應取電方式，實現了從高壓導線小負荷電流（磁場）自取電的技術，為無線通訊提供能量，使產品使用更長久，為此保證故障指示器的使用壽命到達十年。如圖3所示，數據采集器包括通訊模塊與控制模塊，控制模塊由光伏電池7和蓄電池8為其供電，控制模塊的數據端口分別與無線通訊模塊和GPRS通訊模塊連接，無線通訊模塊與故障指示器通信，GPRS通訊模塊連接與通訊網絡通信。數據采集器DCU提供了雙向、多主無線通信組網（本地）和遠程GPRS通訊技術，在線監測和配網自動化接口功能，并且還實現了太陽能電池板在陰雨天氣的取電技術，為無線通訊和后備電池提供電能。?

如圖1、圖2、圖3所示，首先故障指示器FCI安裝在各線路上及分支線上，當線路正常運行時，故障指示器FCI實時采集線路6的電流（穩態、暫態）、電壓數據，數據采集器DCU向下采用POLLING規約（問答式傳送）輪詢每個故障指示器，故障指示器按預設的通訊策略進行應答，即按預設的間隔時間和任選一個無線調頻信道（總共有64個獨立的無線信道）主動發送電流、電壓等實時數據到數據采集器DCU。當負荷電流大于20A時可以完全取到通訊能量，在通訊時可以做到“有問必答”；當負荷電流小于20A時，只能取到有限的電能，在通訊時會出現“兩問一答”或“十問一答”的情況，其它時間故障指示器內部無線通訊模塊都在休眠，以減少電池損耗，也會定時“醒來”一次，以接收和執行主站遙控（翻牌、復歸）和參數調節命令。對于10KV配網系統，當線路出現短路故障或接地故障時，故障指示器可以檢測到故障電流及電壓變化量，如果符合特定的故障判據，則本地翻牌顯示，并主動將動作信號等數據發送到數據采集器DCU。數據采集器DCU定時上報召喚請求，當收到召喚命令以后，將數據上傳到公共移動網GSM，后臺監控系統再經以太網接收或發送數據。后臺監控系統接收現場安裝的故障指示器FCI的各種信息，通過拓撲分析，給出故障區段和故障時間的故障事件信息，并記錄故障信息（故障事件記錄及電流最大值、電壓最大變化量）。同時還可以通過GSM短消息的方式將故障位置信息發送到相關人員手機上，幫助維修人員迅速趕赴現場，排除故障，恢復正常供電。對于10KV配網接地故障，由于接地電流分量較小，所以對于接地故障的判斷是一個難題，由于電流互感器采用了高起始磁導率材料，使得電流檢測精度大大提高，從而也提高了判斷接地故障的成功率，使整個系統工作效率提高。