[發明專利]配電網實時數據采集和故障定位系統及其工作方法

有效

• 申請號: 201210407442.9
• 申請日: 2012-10-22
• 公開（公告）號: CN102937675A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 朱輝;李敏;金峰
• 申請（專利權）人: 江蘇省電力公司常州供電公司;江蘇省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產權代理有限公司 32214
• 代理人: 張兢

技術領域

本發明涉及電力電網技術領域，具體涉及配電網運行過程中實時數據采集和故障定位系統及其工作方法。

背景技術

配電網的故障定位,?主要是架空線路單相接地的故障定位及相間短路的故障定位。中壓配電線路的電壓等級主要為10KV，多數為變壓器中性點不接地或通過消弧線圈接地，此類架空線路易出故障，且90%以上是單相接地故障，原因在于這種線路單相接地電流（電容電流）極小，與線路正常運行中不平衡電流很難區別。常見的配電網故障監測的采樣設備多為按變壓器方式采用以鐵芯為導磁體進行電流采樣，由于鐵芯固有的小信號區段的非線性特性，因而無法做到對單相接地故障的精確測量，無法滿足單相接地故障電流高精度測量的要求。目前常見的架空線路智能故障指示器的工作原理大致可分成兩大類：一類是采用半波法原理，即假設接地故障發生在相電壓接近峰值的瞬間，接地后第一個半波電容電流突變最大，超過設定的門檻值的故障指示器發出指示信號，以此判定故障區段。但這種方法存在原理上的缺陷，因為實際接地故障并不一定會發生在相電壓接近峰值的瞬間，導致基于半波法原理的故障定位準確率不高；另一類是采用信號注入法原理，該方法是在變電站每段母線上裝設一臺高壓信號源裝置，在發生接地故障時，利用變電站母線的開口三角形電壓變化作為起動信號，合上高壓接觸器，將一個高頻信號送至線路上，在故障線路的接地點構成回路，點亮這一故障線路區段的故障指示器，判斷故障區段。這種方法在遇到高阻抗接地時（據統計，約50%以上的單相接地故障是高阻抗接地）因信號很弱,?很難準確檢測和識別故障點，在遇到弧光接地時因諧波豐富,?而且是斷續接地，同樣很難判斷何處發生接地故障。?

另外，現有設備所用的方法一般都只能測量一條線路（相）某一特定點的故障電流，并不能根據其他相以及其他點位的電流相應變化來進行綜合分析判斷，因而在線路電流遇到較大擾動時（如大型電機或變壓器投運時擾動瞬間），線路沖擊電流和單相接地故障電流很難區分。還有，目前同類設備功能比較單一，有的只能進行故障定位，有的只能進行運行狀態（電流、溫度）監測，沒有實現功能的集成。

發明內容

本發明的目的是：克服現有技術的不足，提供一種能實時采集配電線路各監測段的三相電流、零序電流、溫度，變電站母線三相電壓、零序電壓等信息且能夠及時判斷短路故障、接地故障、準確定位故障位置和故障時間的配電網實時數據采集和故障定位系統及其工作方法。

本發明的技術方案是：本發明的配電網實時數據采集和故障定位系統，其結構特點是：包括變電站電壓采集單元、線路單元、實時數據服務器、后臺監控計算機和手持終端；???

上述的變電站電壓采集單元在所轄配電網內的每個變電站各設置一個；每個變電站電壓采集單元包括1臺用于采集變電站母線的三相電壓及零序電壓值的智能電壓檢測終端DFU-C；

線路單元設置在配電網的各輸電線路上，線路單元的數量根據實際需要確定；每個線路單元包括3臺用于分相采集線路電流和溫度以及對短路故障進行判定的故障定位及數據采集傳感器DFU-A和1臺通信及計算終端DFU-B；故障定位及數據采集傳感器DFU-A上設有用于故障報警的故障指示燈；上述的3臺故障定位及數據采集傳感器DFU-A在輸電線路的三相線的每一相線上各設置1臺；實時數據服務器是一種用于實時接收采集數據、對數據進行分析處理、對接地故障進行判定以及對故障點進行定位的服務器；后臺監控計算機為用于信息實時顯示和提供操作界面的PC機；實時數據服務器和后臺監控計算機設置在配電監測檢修中心；手持終端為能在故障點現場對線路單元的故障定位及數據采集傳感器DFU-A和通信及計算終端DFU-B進行復位、設置參數和調試的PDA；

上述的變電站電壓采集單元的智能電壓檢測終端DFU-C與實時數據服務器通過GPRS網絡無線通信連接；同一線路單元的3臺故障定位及數據采集傳感器DFU-A與通信及計算終端DFU-B短距離無線通信連接，各線路單元的通信及計算終端DFU-B通過GPRS網絡與實時數據服務器遠距離無線通信連接；實時數據服務器與后臺監控計算機通過以太網通信連接；手持終端和實時數據服務器通過無線通信連接。

進一步的方案是：上述的線路單元的通信及計算終端DFU-B是一種具有與實時數據服務器以及同一單元的3臺故障定位及數據采集傳感器DFU-A進行無線通信對時功能的裝置。

一種上述的配電網實時數據采集和故障定位系統的工作方法，主要包括以下步驟：