[發明專利]基于LoRa通訊型暫態錄波故障分析系統

在審

• 申請號: 201711453543.9
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN107907796A
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 余南華;周克林;蒙紅發;帥金泉
• 申請（專利權）人: 廣州思泰信息技術有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G08C17/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 張澤鋒

技術領域

本發明涉及配電網絡的故障檢測分析技術領域，具體為基于LoRa通訊型暫態錄波故障分析系統。

背景技術

配電網發生故障或者異常狀況時，快速地診斷和確定故障區域、準確地分析故障類型并提供給調度和運行人員完善的解決方案和建議，顯得尤為重要。配電網故障診斷與指示不僅能夠縮短對用戶的停電時間，減少停電的面積以及停電而造成的運營經濟成本的浪費；還能夠減輕運行和維護人員的勞動強度，削減由于線路和設備維修帶來的額外費用。目前市面上配電網故障指示、診斷與定位的產品，主要包括通訊型故障指示器、錄波型故障指示器、暫態錄波故障定位等幾類。

通訊型故障指示器是在傳統的翻牌機械故障指示器的基礎上改良而來的，在傳統的故障指示器內部增加GPRS通訊模塊，將線路電流采集值發送給后臺服務器，通常這種故障指示器只能識別永久短路造成的停電故障，并且不能定位故障點。

錄波型故障指示器是在通訊型故障指示器的基礎上增加了錄波功能，它不僅能夠采集線路電流，還能夠對線路電流錄波，并且將電流波形傳給后臺，這些波形是相互獨立的。通常運維人員通過閱讀這些波形，憑借經驗初步判斷故障的原因和檢修策略。

暫態錄波型故障定位與分析系統是在錄波型故障指示器的基礎上提出來的，包括線路在線錄波采集單元、在線錄波數據匯集單元、后臺故障分析定位系統三部分。當線路發生故障時，三相的3個采集單元把故障瞬間的電流波形和電場波形發送給匯集單元，匯集單元數據處理后打包發送給后臺故障分析定位系統，服務器后臺通過對整條線路建模、瞬態電流電場波形算法分析得出結論，包括故障類型、故障發生的位置、可能的原因。這為配電網檢修提供了理論支撐。

當前國內也有一些廠家在研究暫態故障定位技術，大部分還是沿著故障指示器的思路，把原來單相分析，改為三相分析，三相3個采集單元通過433M FSK短距離無線傳輸將數據傳給匯集單元，匯集單元再將結果傳給后臺。受限于433M無線通訊的距離(<50米)，每3個采集單元就必須配置1個匯集單元，每個匯集單元都需要配置太陽能電池板、蓄電池、4G通訊模塊，這樣成本就很高；其次短距離無線通訊受干擾比較嚴重，導致采集單元掉線，暫態錄波數據不全；而且缺乏后臺故障分析平臺，目前的后臺大部分用于波形展示，并沒有對波形進行自動分析，依然是靠人工閱讀波形，手動分析得出結論。

發明內容

為解決現有技術所存在的技術問題，本發明提供基于LoRa通訊型暫態錄波故障分析系統，提高了采集單元與匯集單元通訊的穩定性，多組采集單元共用一個匯集單元進行數據的匯合與傳輸；此外，還能夠根據事先輸入的線路拓撲結構，分析線路多點的暫態波形，通過自動分析得到準確的故障信息輸出。

本發明采用以下技術方案來實現：基于LoRa通訊型暫態錄波故障分析系統，包括采集單元、匯集單元、LoRa通訊模塊和后臺服務器，采集單元通過LoRa通訊模塊與匯集單元無線連接；匯集單元和采集單元均設有多個，每個匯集單元與至少三個采集單元連接，將來自至少三個采集單元的數據匯合后傳輸給后臺服務器。

優選地，所述采集單元包括取電電路、羅氏線圈、主控MCU、LoRa通訊射頻電路、存儲電路、積分電路和濾波電路；主控MCU分別與取電電路、濾波電路、存儲電路、LoRa通訊射頻電路連接，積分電路連接在羅氏線圈與濾波電路之間；取電電路還與LoRa通訊射頻電路連接。

優選地，所述羅氏線圈卡在高壓母線上。

優選地，所述匯集單元包括蓄電池、太陽能充電電路、主控MCU、GPS電路、LoRa通訊射頻電路、4G通訊電路和數據存儲電路，主控MCU分別與GPS電路、LoRa通訊射頻電路、4G通訊電路、數據存儲電路連接，太陽能充電電路為GPS電路、LoRa通訊射頻電路、主控MCU供電，蓄電池與太陽能充電電路連接。

優選地，所述后臺服務器包括波形數據展示模塊、專家庫故障分析模塊、故障信息輸出模塊，后臺服務器通過移動基站接收匯集單元傳送過來的錄波波形，并存儲；專家庫故障分析模塊讀取錄波波形，結合預先輸入的線路拓撲結構，通過分析錄波波形數據和拓撲結構，得出結論信息；故障信息輸出模塊將所述結論信息發送出去。

優選地，所述結論信息包括故障類型、故障發生時間、故障發生位置以及造成故障的原因。