小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制方法及裝置，監(jiān)測控制方法包括接地故障遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法、遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法和GPRS模塊自動(dòng)重啟三個(gè)方法；裝置安裝在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的監(jiān)測控制裝置、安裝在線路上的零序電壓和零序電流監(jiān)測控制裝置；零序電壓或零序電流監(jiān)測控制裝置包括ADC控制器模塊、定時(shí)器模塊、ARMCortex-M3處理器芯片、GPS模塊、WatchDog控制器模塊、外接KB3030GPRS模塊、各外接接口組成的通用部件以及由繼電器等元件組成的GPRS開關(guān)控制電路；該方法與裝置使利用廣域監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制過程中的數(shù)據(jù)積壓，GPRS通信利用效率問題得到了解決。
【專利說明】小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)配電【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及在配電系統(tǒng)中利用廣域測量技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測控制的一種小電流接地系統(tǒng)單相接地故障在線信息監(jiān)測控制方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，我國的電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)以非有效接地方式為主，包括中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地和中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地方式，其中經(jīng)消弧線圈接地方式占主要部分，在經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)系統(tǒng)中，由于消弧線圈的補(bǔ)償作用，線路中零序電流特征信息遭到破壞，在這種情況下，判斷并定位單相接地故障區(qū)段成為一個(gè)尚未得到很好解決的難題。
[0003]申請(qǐng)?zhí)枮?01220012928.8的《小電流接地故障區(qū)段在線定位方法及其系統(tǒng)》專利和申請(qǐng)?zhí)枮?01210027405.5的《小電流接地故障分區(qū)分段在線定位方法》專利，提出小電流接地故障區(qū)段定位概念及方法，但現(xiàn)存裝置發(fā)送零序電壓及零序電流相量信息是單向通信，可控性差，且在發(fā)生故障時(shí)，由于數(shù)據(jù)積壓，造成GPRS通信不暢，出現(xiàn)亂碼現(xiàn)象并且造成傳感器線路板最小系統(tǒng)死機(jī)，此外由于小電流單相接地故障發(fā)生頻率具有季節(jié)周期性，大量無故障數(shù)據(jù)占用了通信信道，使費(fèi)用增加。
[0004]本發(fā)明在于克服上述技術(shù)中的缺陷，在小電流接地系統(tǒng)中，提供一種提高廣域測量技術(shù)中的信道利用率、便捷可靠的技術(shù)方法和新型裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制方法及裝置。
[0006]本發(fā)明所述方法及裝置是按以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
所述方法包括單相接地故障遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法、遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法和GPRS模塊自動(dòng)重啟三個(gè)方法:
(一)、遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法
O首先利用GPS時(shí)間同步模塊，對(duì)所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置進(jìn)行時(shí)間同步接入整定；
2)在輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，利用零序電壓監(jiān)測控制裝置和若干零序電流監(jiān)測控制裝置采集線路的零序電壓及零序電流相量信息，存入緩存器，并以GPS秒脈沖驅(qū)動(dòng)，將新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)；
3)當(dāng)線路的零序電壓幅值大于等于設(shè)定的閾值時(shí)，由零序電壓監(jiān)測控制裝置發(fā)送報(bào)警信息到監(jiān)測控制裝置；
4)監(jiān)測控制裝置接收?qǐng)?bào)警后，通過監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊，群發(fā)命令信息到廣域范圍內(nèi)的本線路下游的所有零序電流監(jiān)測控制裝置，啟動(dòng)各零序電流監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊，將記錄的5秒零序電流相量信息發(fā)送到監(jiān)測控制裝置的電流接收模塊。
[0007](二 )、遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法 O首先利用GPS時(shí)間同步模塊，對(duì)所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置進(jìn)行時(shí)間同步接入整定；
2)由人工通過監(jiān)測控制裝置的喚醒、重啟模塊，單獨(dú)發(fā)送、組合發(fā)送、群發(fā)零序電流監(jiān)測控制裝置命令信息，遠(yuǎn)程啟動(dòng)單獨(dú)、一組、所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電流監(jiān)測控制裝置的GPRS模塊，發(fā)送零序電流信息；工作人員通過監(jiān)測控制裝置人工喚醒、重啟模塊，單獨(dú)發(fā)送、組合發(fā)送、群發(fā)零序電流監(jiān)測控制裝置重啟信息，遠(yuǎn)程重啟單獨(dú)、一組、所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電流監(jiān)測控制裝置。
[0008](三)、GPRS模塊自動(dòng)重啟方法
1)設(shè)定裝置的電流(電壓)測點(diǎn)斷電控制模塊每隔10-20分鐘周期生成一個(gè)帶有確認(rèn)信息的數(shù)據(jù)包；
2)監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊發(fā)送確認(rèn)數(shù)據(jù)包到廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的所有零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置；
3)零序電壓/零序電流監(jiān)測繼電器控制裝置接收到信息；
4)如果信息在10-20分鐘間隔內(nèi)收到，重置計(jì)時(shí)器生成10-20分鐘間隔中斷，等待下次確認(rèn)信息；
5)如果信息在10-20分鐘間隔未收到，零序電壓/零序電流監(jiān)測繼電器控制裝置通過繼電器控制GPRS斷電2秒鐘；重置計(jì)時(shí)器生成10-20分鐘間隔中斷。
[0009]一種所述小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制方法的監(jiān)測控制裝置，其包含有三部分:安裝在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的監(jiān)測控制裝置，安裝在線路上的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置；所述的零序電壓或零序電流監(jiān)測控制裝置包括ADC控制器模塊、定時(shí)器模塊、ARM Cortex-M3處理器芯片、GPS模塊、WatchDog控制器模塊、外接KB3030GPRS模塊、各外接接口組成的通用部件以及一個(gè)專門設(shè)計(jì)的GPRS開關(guān)控制電路；實(shí)現(xiàn)信號(hào)信道周期監(jiān)測的GPRS開關(guān)控制電路由三級(jí)管、發(fā)光二級(jí)管、二級(jí)管、繼電器和兩個(gè)電阻和輔助插件組成，其三級(jí)管Q2的基極接電阻R66，發(fā)射極接地，集電極接繼電器的端子6并與二極管DD5的陽極和發(fā)光二極管Dll的陰極并聯(lián)，發(fā)光二極管Dll的陽極接電阻R67后與繼電器的端子2和二極管DD5的陰極并聯(lián)，電源接在繼電器的I和2端子上，繼電器的端子5接插件PWR2.5，GPRS開關(guān)控制電路的一條出線PCll接ARM Cortex_M3處理器的65端子，另兩條出線接KB3030的端子，其中的一條在GPRS開關(guān)控制電路內(nèi)部經(jīng)彈片S接地。
[0010]由于采用了上述方法及裝置，使利用廣域監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制過程中的數(shù)據(jù)積壓，GPRS通信利用效率問題得到了解決。
[0011]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為小電流接地系統(tǒng)接地故障在線信息監(jiān)測控制方法流程圖；
圖2為零序電壓或零序電流監(jiān)測控制裝置系統(tǒng)方框圖；
圖3為GPRS開關(guān)控制電路結(jié)構(gòu)接線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的方法、裝置的結(jié)構(gòu)和電路進(jìn)行詳細(xì)說明:
由圖1可見，本發(fā)明的監(jiān)測控制裝置包含有三部分，即安裝在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的監(jiān)測控制裝置，安裝在線路上的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置；裝置采用的監(jiān)測控制方法是:
一、遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法
O首先利用GPS時(shí)間同步模塊，對(duì)所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置進(jìn)行時(shí)間同步接入整定。
[0013]2)當(dāng)線路中無故障發(fā)生時(shí)，零序電壓監(jiān)測控制裝置和每一個(gè)零電流監(jiān)測控制裝置采集零序電壓及零序電流相量信息，存入緩存器，并以GPS秒脈沖驅(qū)動(dòng)，將新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)，不啟動(dòng)GPRS模塊發(fā)送相量信息。
[0014]3)當(dāng)線路的零序電壓幅值大于等于設(shè)定的閾值時(shí)，那么，此線路及其下游支路中出現(xiàn)了單相接地故障，零序電壓監(jiān)測控制裝置GPRS通信模塊將零序電壓相量報(bào)警信息發(fā)送到監(jiān)測控制裝置。
[0015]4)監(jiān)測控制裝置的電壓接收模塊接收到零序電壓監(jiān)測控制裝置發(fā)送的線路零序電壓的相量報(bào)警信息后，監(jiān)測控制裝置進(jìn)行報(bào)警，通過監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊，群發(fā)命令信息到廣域范圍內(nèi)的本線路下游的所有零序電流監(jiān)測控制裝置，啟動(dòng)各零序電流監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊，將記錄的5秒零序電流相量信息發(fā)送到監(jiān)測控制裝置的電流接收模塊。
[0016]二、遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法
為確保遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確到達(dá)及工作人員實(shí)時(shí)查看廣域范圍內(nèi)的所有零序電壓/零序電流監(jiān)測控制裝置的采集信息，建立遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法。
[0017]I)首先利用GPS時(shí)間同步模塊，對(duì)所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置進(jìn)行時(shí)間同步接入整定。
[0018]2)工作人員通過監(jiān)測控制裝置人工喚醒、重啟模塊，單獨(dú)發(fā)送、組合發(fā)送、群發(fā)零序電流監(jiān)測控制裝置命令信息，遠(yuǎn)程啟動(dòng)單獨(dú)、一組、所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電流監(jiān)測控制裝置的GPRS模塊，發(fā)送零序電流信息。工作人員通過監(jiān)測控制裝置人工喚醒、重啟模塊，單獨(dú)發(fā)送、組合發(fā)送、群發(fā)零序電流監(jiān)測控制裝置重啟信息，遠(yuǎn)程重啟單獨(dú)、一組、所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電流監(jiān)測控制裝置。
[0019]三、GPRS模塊自動(dòng)重啟方法
為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法，遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法GPRS模塊通信的通暢，建立GPRS模塊自動(dòng)重啟方法。
[0020]I)監(jiān)測控制裝置的電流、電壓測點(diǎn)斷電控制模塊每隔10-20分鐘周期生成一個(gè)帶有確認(rèn)信息的數(shù)據(jù)包。
[0021]2)監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊發(fā)送確認(rèn)數(shù)據(jù)包到廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的所有零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置。
[0022]3)零序電壓/零序電流監(jiān)測繼電器控制裝置接收到信息。
[0023]4)如果信息在10-20分鐘間隔內(nèi)收到，重置計(jì)時(shí)器生成10-20分鐘間隔中斷，等待下次確認(rèn)信息。
[0024]5)如果信息在10-20分鐘間隔未收到，零序電壓/零序電流監(jiān)測繼電器控制裝置通過繼電器控制GPRS斷電2秒鐘，重置計(jì)時(shí)器生成10-20分鐘間隔中斷。
[0025]由圖2、圖3可見，本發(fā)明的零序電壓或零序電流監(jiān)測控制裝置包括ADC控制器、定時(shí)器、ARM Cortex-M3處理器芯片、GPS模塊、WatchDog控制器模塊、外接KB3030GPRS模塊、相關(guān)外接接口組成的通用部件，這些部件可按電力電子設(shè)備功能和組合方式安裝，在設(shè)備中，為了實(shí)施本發(fā)明的方法，特別專門設(shè)計(jì)了一個(gè)GPRS開關(guān)控制電路部分，其電路結(jié)構(gòu)和接線如下:實(shí)現(xiàn)信號(hào)信道周期監(jiān)測的GPRS開關(guān)控制電路由三級(jí)管、發(fā)光二級(jí)管、二級(jí)管、繼電器和兩個(gè)電阻和輔助插件組成，其三級(jí)管Q2的基極接電阻R66，發(fā)射極接地，集電極接繼電器的端子6并與二極管DD5的陽極和發(fā)光二極管Dll的陰極并聯(lián)，發(fā)光二極管Dll的陽極接電阻R67后與繼電器的端子2和二極管DD5的陰極并聯(lián)，電源接在繼電器的I和2端子上，繼電器的端子5接插件PWR2.5,GPRS開關(guān)控制電路的一條出線PCll接ARM Cortex_M3處理器的65端子，另兩條出線接KB3030的端子，其中的一條在GPRS開關(guān)控制電路內(nèi)部經(jīng)彈片S接地。
[0026]本發(fā)明的裝置所采用的電子器件與材料全部選用標(biāo)準(zhǔn)件與國標(biāo)材料，以最佳配合為標(biāo)準(zhǔn)，在此不進(jìn)行詳細(xì)說明。
【權(quán)利要求】
1.一種小電流接地系統(tǒng)接地故障在線信息監(jiān)測控制方法，其特征在于:所述方法包括接地故障遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法、遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法和GPRS模塊自動(dòng)重啟三個(gè)方法: (一)、遠(yuǎn)程自動(dòng)監(jiān)測控制方法 1)首先利用GPS時(shí)間同步模塊，對(duì)所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置進(jìn)行時(shí)間同步接入整定； 2)在輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，利用零序電壓監(jiān)測控制裝置和若干零序電流監(jiān)測控制裝置采集線路的零序電壓及零序電流相量信息，存入緩存器，并以GPS秒脈沖驅(qū)動(dòng)，將新數(shù)據(jù)覆蓋舊數(shù)據(jù)； 3)當(dāng)線路的零序電壓幅值大于等于設(shè)定的閾值時(shí)，由零序電壓監(jiān)測控制裝置發(fā)送報(bào)警信息到監(jiān)測控制裝置； 4)監(jiān)測控制裝置接收?qǐng)?bào)警后，通過監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊，群發(fā)命令信息到廣域范圍內(nèi)的本線路下游的所有零序電流監(jiān)測控制裝置，啟動(dòng)各零序電流監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊，將記錄的5秒零序電流相量信息發(fā)送到監(jiān)測控制裝置的電流接收模塊； (二 )、遠(yuǎn)程人工監(jiān)測控制方法 O首先利用GPS時(shí)間同步模塊，對(duì)所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置進(jìn)行時(shí)間同步接入整定； 2)由人工通過監(jiān)測控制裝置的喚醒、重啟模塊，單獨(dú)發(fā)送、組合發(fā)送、群發(fā)零序電流監(jiān)測控制裝置命令信息，遠(yuǎn)程啟動(dòng)單獨(dú)、一組、所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電流監(jiān)測控制裝置的GPRS模塊，發(fā)送零序電流信息；工作人員通過監(jiān)測控制裝置人工喚醒、重啟模塊，單獨(dú)發(fā)送、組合發(fā)送、群發(fā)零序電流監(jiān)測控制裝置重啟信息，遠(yuǎn)程重啟單獨(dú)、一組、所有廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的零序電流監(jiān)測控制裝置；` (三)、GPRS模塊自動(dòng)重啟方法 1)設(shè)定裝置的電流(電壓)測點(diǎn)斷電控制模塊每隔10-20分鐘周期生成一個(gè)帶有確認(rèn)信息的數(shù)據(jù)包； 2)監(jiān)測控制裝置的GPRS通信模塊發(fā)送確認(rèn)數(shù)據(jù)包到廣域監(jiān)測范圍內(nèi)的所有零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置； 3)零序電壓/零序電流監(jiān)測繼電器控制裝置接收到信息； 4)如果信息在10-20分鐘間隔內(nèi)收到，重置計(jì)時(shí)器生成10-20分鐘間隔中斷，等待下次確認(rèn)信息； 5)如果信息在10-20分鐘間隔未收到，零序電壓/零序電流監(jiān)測繼電器控制裝置通過繼電器控制GPRS斷電2秒鐘；重置計(jì)時(shí)器生成10-20分鐘間隔中斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述小電流接地故障在線信息監(jiān)測控制方法的監(jiān)測控制裝置，其包含有三部分:安裝在遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的監(jiān)測控制裝置，安裝在線路上的零序電壓監(jiān)測控制裝置和零序電流監(jiān)測控制裝置；所述的零序電壓或零序電流監(jiān)測控制裝置包括ADC控制器模塊、定時(shí)器模塊、ARM Cortex-M3處理器芯片、GPS模塊、WatchDog控制器模塊、外接KB3030GPRS模塊、各外接接口組成的通用部件以及一個(gè)GPRS開關(guān)控制電路，其特征在于:實(shí)現(xiàn)信號(hào)信道周期監(jiān)測的GPRS開關(guān)控制電路由三級(jí)管、發(fā)光二級(jí)管、二級(jí)管、繼電器和兩個(gè)電阻和輔助插件組成，其三級(jí)管Q2的基極接電阻R66，發(fā)射極接地，集電極接繼電器的端子6并與二極管DD5的陽極和發(fā)光二極管Dll的陰極并聯(lián)，發(fā)光二極管Dll的陽極接電阻R67后與繼電器的端子2和二極管DD5的陰極并聯(lián)，電源接在繼電器的I和2端子上，繼電器的端子5接插件PWR2.5，GPRS開關(guān)控制電路的一條出線PCll接ARM Cortex_M3處理器的65端子，另兩條出線接KB3030的端子，其中的一條在GPRS開關(guān)控制電路內(nèi)部經(jīng)彈片S接地。`
【文檔編號(hào)】H02J13/00GK103683513SQ201310725050
【公開日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月25日
【發(fā)明者】牛卓博, 唐亮, 鄧宏懷, 鄭顧平, 李剛, 馬粵, 彭增焰, 韓晉舉, 李超, 鄭思遠(yuǎn), 郭巖, 李強(qiáng), 劉兆雄, 朱維, 陳彥毓 申請(qǐng)人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司, 國網(wǎng)河北省電力公司保定供電分公司, 華北電力大學(xué)（保定）