本實用新型屬于配電網(wǎng)電纜終端設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有自取電功能的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備。

背景技術(shù)：

一旦配電網(wǎng)發(fā)生故障，必須盡快找到故障點，實現(xiàn)配電網(wǎng)故障定位。隨著城市化建設(shè)的加快，越來越多的電纜取代架空線路，成為配電線路的主體。

目前電纜故障定位通常采用人工巡線的方法。人工巡線效率低、成本高，不僅耗費了大量人力物力，而且延長了停電時間，乃至影響供電安全。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中提出的上述缺點，本實用新型提供了一種具有自取電功能的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備。

本實用新型提供的具有自取電功能的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備，包括：配電網(wǎng)故障定位裝置；

電源裝置，所述電源裝置包括用于套設(shè)在多條供電線路上的電流互感器取電模塊、與所述電流互感器取電模塊相連接的電源管理模塊、與所述電源管理模塊相連接的功率輸出模塊，所述功率輸出模塊與所述配電網(wǎng)故障定位裝置電氣連接。

進(jìn)一步地所述電源裝置還包括電流互感器輸入保護(hù)模塊，所述電流互感器輸入保護(hù)模塊連接在所述電流互感器取電模塊和所述電源管理模塊之間。

進(jìn)一步地，所述電源裝置還包括太陽能電池板，所述太陽能電池板與所述電源管理模塊相連接。

進(jìn)一步地，所述電源裝置還包括太陽能電池板輸入保護(hù)模塊，所述太陽能電池板輸入保護(hù)模塊連接在所述太陽能電池板和所述電源管理模塊之間。

進(jìn)一步地，所述電源裝置還包括蓄電池組，所述蓄電池組與所述電源管理模塊相連接。

優(yōu)選地，所述蓄電池組為磷酸鐵鋰電池組。

進(jìn)一步地，所述功率輸出模塊包括+5V電壓輸出端子、+12V電壓輸出端子和-12V電壓輸入端子。

進(jìn)一步地，所述配電網(wǎng)故障定位裝置包括模擬量變換器板、主板和背板，所述主板和所述模擬量變換器板均與所述背板相連接；所述模擬量變換器板用于與相電流互感器和/或零序電流互感器電氣連接；所述主板包括arm處理器、存儲器芯片和A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述arm處理器分別與所述存儲器芯片和所述A/D轉(zhuǎn)換芯片相連接。

進(jìn)一步地，所述主板還包括與所述arm處理器相連接的串口芯片；所述配電網(wǎng)故障定位裝置還包括移動通訊模塊，所述移動通訊模塊與所述串口芯片相連接。

進(jìn)一步地，所述主板還包括與所述arm處理器相連接的USB口芯片；所述配電網(wǎng)故障定位裝置還包括USB鼠標(biāo)、USB鍵盤和U盤。

本實用新型提供的具有自取電功能的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備無需從外部接入傳統(tǒng)電源，能夠在6～10kV配電網(wǎng)發(fā)生短路故障或單相接地故障時，快速準(zhǔn)確地實現(xiàn)故障定位。

附圖說明

構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是實施例中具有自取電功能的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備的組成圖；

圖2是實施例中配電網(wǎng)故障定位裝置的組成圖。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互任意組合。

如圖1所示，本實用新型提供的具有自取電功能的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備，包括：配電網(wǎng)故障定位裝置1；電源裝置2，所述電源裝置2包括用于套設(shè)在多條供電線路上的電流互感器取電模塊21、與所述電流互感器取電模塊21相連接的電源管理模塊22、與所述電源管理模塊22相連接的功率輸出模塊23，所述功率輸出模塊23與所述配電網(wǎng)故障定位裝置1電氣連接。

本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備的電源管理模塊可以從供電線路獲取電能，并通過功率輸出模塊為負(fù)載供電。因此，本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備無需從外部接入傳統(tǒng)電源，部署更靈活。

進(jìn)一步地，所述電源裝置2還包括電流互感器輸入保護(hù)模塊24，所述電流互感器輸入保護(hù)模塊24連接在所述電流互感器取電模塊21和所述電源管理模塊22之間。

進(jìn)一步地，所述電源裝置2還包括太陽能電池板25，所述太陽能電池板25與所述電源管理模塊22相連接。

進(jìn)一步地，所述電源裝置2還包括太陽能電池板輸入保護(hù)模塊26，所述太陽能電池板輸入保護(hù)模塊26連接在所述太陽能電池板25和所述電源管理模塊22之間。

本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備的電源管理模塊還可以從太陽能電池板獲取電能，并通過功率輸出模塊為負(fù)載供電。因此，本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備無需從外部接入傳統(tǒng)電源，部署更靈活。

進(jìn)一步地，所述電源裝置2還包括蓄電池組27，所述蓄電池組27與所述電源管理模塊22相連接。

優(yōu)選地，所述蓄電池組27為磷酸鐵鋰電池組。

進(jìn)一步地，所述功率輸出模塊23包括+5V電壓輸出端子、+12V電壓輸出端子和-12V電壓輸入端子。具體地，所述功率輸出模塊23包括+5V電壓軌道、+12V電壓軌道和-12V電壓軌道。

本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備中，功率輸出模塊23、蓄電池組27、電流互感器取電及保護(hù)模塊、太陽能電池供電及保護(hù)模塊和電源管理模塊22相互連接；作為負(fù)載的配電網(wǎng)故障定位裝置1和功率輸出模塊23相互連接，獲得工作電源。

供電線路正常帶電運行時，電源管理模塊22從電流互感器取電模塊21獲取電能，并能夠根據(jù)供電線路負(fù)荷電流的情況自動切換到取能最大的線路上。

如果所有線路的負(fù)荷電流都很小，不足以充電，則電源管理模塊從太陽能電池板25取電。如果太陽能電池板也無法取電，則電源管理模塊22從蓄電池組27取電。

在線路負(fù)荷電流足夠大或者太陽能電池板輸出足夠大的情況下，電源管理模塊22在為負(fù)載供電的同時，對蓄電池組27充電。因此，本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備無需從外部接入傳統(tǒng)電源，部署更靈活。

需要說明的是，電流互感器取電模塊21為套接式電流互感器(Current Transfer,以下簡稱CT)。本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備中，電流互感器取電模塊21可以包含多個CT，每個CT安裝在不同供電線路上。目前現(xiàn)有技術(shù)中的取電模塊只是從某一條線路的電流取能，但是如果該線路負(fù)荷變小，則會出現(xiàn)取能不足，導(dǎo)致裝置停電。本實用新型可以實現(xiàn)多線路自適應(yīng)取能，具體地，多個CT的副邊電纜同時接入到電源管理模塊22，電源管理模塊22具有電流檢測單元，可以根據(jù)多個CT副邊電流的大小自動選擇電流最大的CT，再將電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷?，進(jìn)行取能。

如圖1所示，電源裝置1由電流互感器取電模塊21、電流互感器輸入保護(hù)模塊24、太陽能電池板25、太陽能電池板輸入保護(hù)模塊26、電源管理模塊22、多電軌功率輸出模塊23及汽車級磷酸鐵鋰電池組27組成。其中電流互感器取電模塊21可以調(diào)整參數(shù)以在比較寬范圍內(nèi)滿足不同負(fù)荷條件線路下不同功耗設(shè)備的運行需求；太陽能電池板25和電流互感器取電模塊21在都可以獨立支持運行的前提下互為冗余，以提供復(fù)雜線路運行條件和復(fù)雜運行現(xiàn)場條件下的系統(tǒng)穩(wěn)固性。

電流互感器輸入保護(hù)模塊24和太陽能電池板輸入保護(hù)模塊26負(fù)責(zé)在線路發(fā)生震蕩或者大的沖擊電流、感應(yīng)雷的情況下為后級電路提供保護(hù)。

電源管理模塊22采用開關(guān)PowerPath，將寬范圍的前端輸入能量分配到蓄電池組或者負(fù)載，在前端沒有輸入的情況下將蓄電池組的能量提供給負(fù)載。

汽車級磷酸鐵鋰電池組27可以在零下20攝氏度到80度的環(huán)境溫度下以接近鉛酸蓄電池3倍的能量密度提供1000個全沖全放周期。

多電軌功率輸出模塊23以超過額定輸出20％后接近90％的高效率為后級負(fù)載提供+5V、+12V、-12V三個電壓軌道。+5V電壓軌道、+12V電壓軌道和-12V電壓軌道分別為不同電壓級別的弱電器件提供電能。

如圖2所示，所述配電網(wǎng)故障定位裝置1包括模擬量變換器板11、主板12和背板13，所述主板12和所述模擬量變換器板11均與所述背板13相連接；所述模擬量變換器板11用于與相電流互感器和/或零序電流互感器電氣連接；所述主板12包括arm處理器、存儲器芯片和A/D轉(zhuǎn)換芯片，所述arm處理器分別與所述存儲器芯片和所述A/D轉(zhuǎn)換芯片相連接。

優(yōu)選地，所述主板12還包括與所述arm處理器相連接的串口芯片；所述配電網(wǎng)故障定位裝置1還包括移動通訊模塊14，所述移動通訊模塊14與所述串口芯片相連接。

優(yōu)選地，所述主板12還包括與所述arm處理器相連接的USB口芯片；所述配電網(wǎng)故障定位裝置1還包括USB鼠標(biāo)、USB鍵盤和U盤。

當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生短路故障后，定位裝置根據(jù)相電流信息確定故障區(qū)段，當(dāng)發(fā)生單相接地故障后，定位裝置根據(jù)零序電流信息確定故障區(qū)段。定位裝置能夠?qū)崿F(xiàn)“二遙”功能，將報警信息上傳至監(jiān)控主站。具體地，發(fā)生短路故障后，根據(jù)相電流越限啟動報警，將報警信息發(fā)送給監(jiān)控主站。發(fā)生單相接地故障后，根據(jù)零序電流越限啟動報警，將報警信息發(fā)送給監(jiān)控主站。

基于本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備研制的配電網(wǎng)電纜終端設(shè)備(以下簡稱終端)為適用于戶外使用的嵌入式微機(jī)型裝置，安裝于電纜分支箱或環(huán)網(wǎng)柜內(nèi)，與安裝在各條線路上的相CT及零序CT配合使用。終端用于測量相電流和零序電流信號及向監(jiān)控主站發(fā)送故障信息，包括低功耗主板、多線路電流互感器取電模塊、模擬量變換器模塊和移動通信模塊。

所述的低功耗主板包括集成在一塊電路板上的主頻為500MHz的32位ARM芯片、64M內(nèi)存、128MFlash存儲器、12位A/D轉(zhuǎn)換芯片、232/485串口和USB串口。主板支持USB鼠標(biāo)、USB鍵盤、U盤，可以將錄波數(shù)據(jù)拷貝到U盤上。主板的操作系統(tǒng)為嵌入式WinCE5.0系統(tǒng)。

所述終端具有自取電電源裝置，能夠利用取電CT和太陽能電池板獲得工作電源。發(fā)生短路故障后，終端根據(jù)相電流越限啟動報警，將報警信息發(fā)送給監(jiān)控主站。發(fā)生單相接地故障后，終端根據(jù)零序電流越限啟動報警，將報警信息發(fā)送給監(jiān)控主站。

本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備是一種針對以電纜為主的配電網(wǎng)故障的定位裝置，能夠快速、準(zhǔn)確地確定故障點，并適用于金屬性接地、經(jīng)電弧接地、經(jīng)過渡電阻接地等多種故障情況。定位裝置能夠?qū)崿F(xiàn)“二遙”功能，降低了用戶的投資，性價比較高。

如圖2所示，該終端包括模擬量變換器板、低功耗主板和移動通信模塊，三塊板卡通過背板13連接。

使用時，利用二次電纜將電流互感器的電流模擬信號接入模擬量變換器板卡11，其中，A1至An表示板卡11上的變換器單元，其能夠?qū)㈦娏鬓D(zhuǎn)變?yōu)?5V與+5V之間的模擬量信號。板卡11根據(jù)具體應(yīng)用進(jìn)行開發(fā)，具有抗干擾、測量精確的特點。

變換后的模擬量進(jìn)入低功耗主板12經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，CPU對數(shù)字信號進(jìn)行計算并判斷是否發(fā)生故障，如果發(fā)生故障立即保存故障數(shù)據(jù)，并通過RS232串口將報警信息發(fā)送到移動通信模塊14，移動通信模塊14將報警信息通過GPRS方式上傳到監(jiān)控主站。

所述低功耗主板包括集成在一塊電路板上的主頻為500MHz的32位ARM芯片、64M內(nèi)存、128MFlash存儲器、12位AD采樣芯片、RS232/485串口和USB串口。具體地，CPU是PXA270C520，SDRAM是MT48LC16，F(xiàn)LASH是JS28F128，NAND FLASH是K9F4G08。FPGA是EP3C5F256。

本實用新型提供的配電網(wǎng)故障定位設(shè)備的優(yōu)點如下：

1.測量精度高，能夠準(zhǔn)確測量相電流及零序電流，精度達(dá)到0.5級以上。

2.無需從外部接入傳統(tǒng)電源，通過多條線路電流和太陽能電池板實現(xiàn)自取電工作，而且實現(xiàn)了多線路電流的自動切換，避免了因為某一條線路電流過小導(dǎo)致取電失敗。

3.技術(shù)成熟、可靠性高，適用于6～10kV中性點不接地或中性點經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)，適用于金屬性接地、經(jīng)電弧接地、經(jīng)過渡電阻接地等多種故障情況。

此外，需要說明的是，本說明書中所描述的具體實施例，其零部件的形狀、所取名稱等可以不同，本說明書中所描述的以上內(nèi)容僅僅是對本實用新型結(jié)構(gòu)所作的舉例說明。

上面描述的內(nèi)容可以單獨地或者以各種方式組合起來實施，而這些變型方式都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，僅僅參照較佳實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。