配電網(wǎng)線路故障檢測系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電網(wǎng)故障檢測領(lǐng)域，具體涉及一種配電網(wǎng)線路故障檢測系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]配電網(wǎng)線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、分支線路繁多，再加上配電網(wǎng)線路的中性點(diǎn)多采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)，這樣使得配電網(wǎng)線路發(fā)生故障時(shí)很難判斷發(fā)生故障的線路及線路分支，使得供電部門需要配置大量的線路巡視與故障排查人員，增加了供電公司的維護(hù)與運(yùn)檢成本。
[0003]目前，對于配電網(wǎng)線路故障的檢測通常采用以下兩種方案:(1)采用變電站的小電流接地系統(tǒng)分析軟件，該軟件利用配電網(wǎng)線路發(fā)生接地故障時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大的零序電流或零序電壓來判斷是否出線接地故障，進(jìn)一步判斷出接地故障的線路，然后通知運(yùn)行人員巡檢；(2)利用配電網(wǎng)線路故障指示器來進(jìn)一步判斷接地故障發(fā)生的線路分支與線路區(qū)間，其原理是利用小電流接地系統(tǒng)分析軟件，判斷出配電網(wǎng)線路發(fā)生接地故障時(shí)，通過短時(shí)投入一與消弧線圈并聯(lián)的小接地電阻，使得出現(xiàn)接地故障的分支線路電流增大，同時(shí)保證線路過流保護(hù)設(shè)備不動(dòng)作，這樣故障指示器會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，待故障指示器發(fā)生翻轉(zhuǎn)后再將小電阻接地支路切除，恢復(fù)到原來的中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)。線路巡檢人員可以利用故障指示器的翻轉(zhuǎn)位置，判斷出故障發(fā)生的具體線路及線路區(qū)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種配電網(wǎng)線路故障檢測系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)直接定位到故障線路或線路的分支線路，定位精度更高、更方便線路運(yùn)檢人員進(jìn)行線路故障的快速巡查與故障排除，大大的減少線路巡檢人員的巡檢工作量，使巡檢人員能夠快速地排除配電網(wǎng)線路故障。
[0005]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種配電網(wǎng)線路故障檢測系統(tǒng)，包括電流采集單元、電流采集單元通信模塊、配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)和手機(jī)故障定位顯示單元，所述電流采集單元、電流采集單元通信模塊、配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)和手機(jī)故障定位顯示單元依次連接；所述電流采集單元包括弧形鐵芯電流互感器、微處理器、ZIGBEE無線通信模塊和電源模塊，所述弧形鐵芯電流互感器經(jīng)積分電路與所述微處理器連接，所述ZIGBEE無線通信模塊連接微處理器，所述積分電路、微處理器和ZIGBEE無線通信模塊均與所述電源模塊連接；所述弧形鐵芯電流互感器包括弧形鐵芯、二次線圈、積分電路、支架和瓷瓶絕緣子，所述二次線圈包括測量繞組和電源繞組，所述測量繞組和電源繞組繞制在所述弧形鐵芯上，所述測量繞組的兩端與所述積分電路連接，所述電源繞組的兩端與所述積分電路連接，所述弧形鐵芯和積分電路均設(shè)置在所述支架內(nèi)，所述支架設(shè)置在所述瓷瓶絕緣子內(nèi)；所述瓷瓶絕緣子底部設(shè)置有通孔。
[0007]優(yōu)選的，所述電流采集單元通信模塊包括太陽能電池板、GPRS無線通信模塊和蓄電池，太陽能電池板為電流采集單元通信模塊的主供電電源，蓄電池為備用電源。
[0008]優(yōu)選的，所述配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)包括依次連接的GPRS通信數(shù)據(jù)接收及發(fā)送前置機(jī)、配電網(wǎng)線路故障接地的選線裝置及選線分析模塊、數(shù)據(jù)分析處理模塊、檢測與故障定位模塊和GPRS無線通信模塊。
[0009]優(yōu)選的，所述積分電路包括整流單元和濾波單元，所述整流單元的輸出端與所述濾波單元的輸入端連接。
[0010]優(yōu)選的，所述弧形鐵芯的截面為圓形或矩形。
[0011]優(yōu)選的，所述電源模塊包括采用由非晶合金材料制成的柱形鐵芯、柱形鐵芯上的電源繞組以及整流濾波電路組成。
[0012]優(yōu)選的，所述非晶合金材料包括以下重量百分含量的組份:S1:8-10% ；B:1-2% ；P:0.005-0.008 % ；C:2-3 % ；Mn:1~2 % ；Mg:0.5-0.8 %, T1:0.5-0.8 %, Ge:0.2-0.5 %,Ag0.05-0.1%，余量為鐵。
[0013]優(yōu)選的，配電網(wǎng)線路電流采集裝置還包括絕緣支柱外套。
[0014]優(yōu)選的，一種配電網(wǎng)線路故障檢測方法，包括如下步驟:
[0015]電流采集單元采集配電網(wǎng)線路及分支線路的電流值，經(jīng)微處理器處理后，采用ZIGBEE無線通信模塊發(fā)送給電流采集單元通信模塊；
[0016]電流采集單元通信模塊接收到電流值后發(fā)送給配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)；
[0017]配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)對接收到的電流值進(jìn)行處理、分析，得到故障信息;
[0018]將故障信息發(fā)送給移動(dòng)終端。
[0019]優(yōu)選的，所述電流采集單元采集配電網(wǎng)線路及分支線路的電流值，經(jīng)微處理器處理后，采用ZIGBEE無線通信模塊發(fā)送給電流采集單元通信模塊，包括:
[0020]電源模塊的柱形鐵芯沿與一次導(dǎo)線垂直的平面水平放置，柱形鐵芯上繞制有電源繞組，電源繞組經(jīng)與電源繞組連接的橋式整流濾波電路輸出恒定的直流電壓，為弧形鐵芯電流互感器、微處理器、ZIGBEE無線通信模塊供電；
[0021]弧形鐵芯電流互感器采集配電網(wǎng)線路導(dǎo)線上的一次電流信號(hào)，并經(jīng)積分電路產(chǎn)生與一次電流成正比的二次電壓；
[0022]微處理器獲取弧形鐵芯電流互感器得到的電流信號(hào)及電壓信號(hào)，對積分電路輸出的電壓信號(hào)進(jìn)行采樣處理，計(jì)算其基波及諧波信號(hào)的大小及相位；
[0023]將電流信號(hào)及微處理器處理后的電壓信號(hào)經(jīng)ZIGBEE無線通信模塊發(fā)送給電流采集單元通信模塊。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:
[0025]本發(fā)明將提出一種利用配電網(wǎng)線路電流采集單元、配電網(wǎng)線路電流采集單元通信模塊、配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)、手機(jī)故障定位顯示單元構(gòu)成的配電網(wǎng)線路故障在線檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以大大的減少線路巡檢人員的巡檢工作量，使巡檢人員能夠快速地排除配電網(wǎng)線路故障。
[0026]本發(fā)明的定位精度更高、更方便線路運(yùn)檢人員進(jìn)行線路故障的快速巡查與故障排除，由于該系統(tǒng)直接定位到故障線路或線路的分支線路，同時(shí)給出了分支線路的具體大概位置，巡檢人員可以快速道現(xiàn)場排查并排除故障。
[0027]本發(fā)明不需要改變現(xiàn)有的配電網(wǎng)線路的中性點(diǎn)的接地方式，保留了配電網(wǎng)線路出現(xiàn)接地故障后仍能正常運(yùn)行兩個(gè)小時(shí)的特點(diǎn)。
[0028]本發(fā)明的配電網(wǎng)線路故障檢測系統(tǒng)由于利用了線路巡檢人員的手機(jī)，借助于巡檢人員的手機(jī)后臺(tái)軟件，在線路故障排除后只需在故障排除確認(rèn)件上按一下確認(rèn)信息后，后臺(tái)軟件即可得到故障排除的相關(guān)信息，便于實(shí)現(xiàn)快速地故障恢復(fù)與供電。
【附圖說明】
[0029]圖1為本發(fā)明一種配電網(wǎng)線路故障檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0030]圖2為本發(fā)明弧形鐵芯電流互感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖3為本發(fā)明弧形鐵芯電流互感器的另一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖4為本發(fā)明一種配電網(wǎng)線路故障檢測方法的方法流程圖。
[0033]圖5為本發(fā)明步驟SlOl的方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0035]如圖1所示，本發(fā)明配電網(wǎng)線路故障檢測系統(tǒng)包括電流采集單元1、電流采集單元通信模塊2、配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)3和手機(jī)故障定位顯示單元4，電流采集單元1、電流采集單元通信模塊2、配電網(wǎng)線路故障檢測分析后臺(tái)3和手機(jī)故障定位顯示單元4依次連接。
[0036]電流采集單元I包括弧形鐵芯電流互感器、微處理器、ZIGBEE無線通信模塊和電源模塊，弧形鐵芯電流互感器經(jīng)積分電路與微處理器連接，ZIGBEE無線通信模塊連接微處理器，積分電路、微處理器和ZIGBEE無線通信模塊均與電源模塊連接?；⌒舞F芯電流互感器包括弧形鐵芯、二次線圈、積分電路、支架和瓷瓶絕緣子，二次線圈包括測量繞組和電源繞組，測量繞組和電源繞組繞制在所述弧形鐵芯上，測量繞組的兩端與積分電路連接，電源繞組的兩端與積分電路連接，弧形鐵芯和積分電路均設(shè)置在支架內(nèi)，支架設(shè)置在瓷瓶絕緣子內(nèi)；瓷瓶絕緣子底部設(shè)置有通孔。
[0037]電流采