专利名称：一种配电网故障位置检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及故障检测技术领域，特别涉及一种配电网故障位置检测系统。
背景技术：
目前，我国3KV-66KV配电网大多采用小电流接地方式即中性点非有效接地方式， 包括中性点不接地系统和中性点经高阻或消弧线圈的接地系统。长期以来配电网的建设未得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，故障频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，从而急需一种能够对配电网故障进行检测的技术，以及时发现和排除故障，避免重大事故的发生。配电网的故障检测主要分两个方面，其一为故障的发生检测，其二为故障的位置检测；对于故障的发生检测问题，现有的配电网故障检测装置其原理主要依赖发生故障前后的配电网参数的变化，鉴于小电流接地系统的自身特点，在发生故障时，例如架空线路出现接地故障时，所产生的故障信号(一般为架空线上电压、电流参数的异常变化)特别微弱，并且受到电磁干扰和谐波污染等影响因素，导致故障信号失真，直接影响了故障检测的准确率。另外现有故障检测装置需要设定报警动作阈值，这个阈值是故障判断的关键，但由于配电网结构的复杂性，运行方式的多变性，使这个阈值在实际应用中很难具体确定，一般只能依靠人的经验设定，间接影响了故障检测的准确率。因此以上两个影响因素导致现有配电网故障检测装置的检测准确率、可靠性不高，经常有误判发生。另外，对于配电网线路上具体故障点的位置检测这个问题，现有技术则一直没有很好的解决方案。现有配电网中每个变电站上都安装有故障检测装置，但通过该故障检测装置的报警，人们只能知道故障发生在哪条线路上，而故障在线路上发生的具体位置，则都是在检测到故障发生后，通过人工到线路上查找来确定，而配电网线路很长，人工查找的范围很大，往往需要很长时间才能找到具体的故障位置，这种人工查找故障位置的检测方式严重制约了配电网自动化的发展，成为了配电网故障快速排除的一个瓶颈。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种配电网故障位置检测系统，在具有很高的故障检测准确率的同时，还能够准确地确定配电网故障位置。为达上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的一种配电网故障位置检测系统，该系统包括信号源，用于产生一频率不同于配电网中存在的电流信号频率的特定频率调制信号，称为特殊电流信号，并注入配电网母线；故障检测装置，在配电网每条出线上以一定间隔安装多组；每组三个，对应安装于出线的A、B、C三相上；通过检测自身所在线路上是否有所述特殊电流信号流过，判断接地故障是否发生，并在检测到故障时，将包含故障位置信息的相关故障信息通过无线网络发送到数据转发站；数据转发站，用于接收所述故障检测装置发送的相关故障信息，并转发至监控装置；监控装置，用于根据所述数据转发站发送的相关故障信息，确定配电网故障位置。较佳地，所述故障检测装置在检测到自身所在线路上有所述特殊电流信号流过时，判断有接地故障发生。较佳地，所述故障检测装置在所述检测到接地故障时，进一步发出翻牌形式和/ 或闪灯形式的现场报警信息。较佳地，所述故障相关信息进一步包括故障发生的时间信息。较佳地，所述故障检测装置包括检测�？椋糜诩觳馑鲈は茸⑷肱涞缤赶叩奶厥獾缌餍藕牛⒔觳獾降奶厥獾缌餍藕欧⑺透テ恚坏テü卸鲜欠窠邮盏剿黾觳饽？榉⑺偷奶厥獾缌餍藕牛卸吓涞缤欠裼薪拥毓收戏⑸坏迸卸嫌泄收戏⑸保收衔恢眯畔⒌南喙毓收闲畔⒎⑺偷轿尴咄ㄐ拍？椋晃尴咄ㄐ拍？椋龉收舷喙毓收闲畔⑼ü尴咄绶⑺偷绞葑⒄尽＝霞训兀龉收霞觳庾爸媒徊桨ǚ撇僮髂？椋糜谠诮邮盏剿龅テ⒊龅姆撇僮髦噶钍保⒊龇菩问降南殖”ň畔ⅲ凰龅テ徊皆谂卸嫌泄收戏⑸保蛩龇撇僮髂？榉⒊龇撇僮髦噶�。较佳地，所述翻牌操作�？榘ǚ魄�、复归驱动、直流电机和显示体；所述翻牌驱动，接收到所述单片机发送的翻牌操作指令时，使所述直流电机上通过短时间的正向电流，以驱动所述显示体旋转，实现翻牌动作；所述复归驱动，当达到预设的故障复归时间，或者接收到所述单片机发送的复归操作指令时，使所述直流电机上通过短时间的反向电流，以驱动所述显示体回转，实现翻牌的复归动作。较佳地，所述故障检测装置进一步包括闪灯�？椋糜谠诮邮盏剿龅テ⒊龅纳恋撇僮髦噶钍保⒊錾恋菩问降南殖”ň畔ⅲ凰龅テ徊皆谂卸嫌泄收戏⑸保蛩錾恋颇？榉⒊錾恋撇僮髦噶睢＝霞训兀錾恋颇？榘ㄉ恋魄琇ED灯和光电管；所述闪灯驱动，在接收到所述单片机发出的闪灯操作指令时，根据所述光电管检测到的环境明亮程度，控制所述LED灯的闪灯动作。由上述技术方案可见，本发明的这种配电网故障位置检测系统，以外加的特定信号作为故障检测的判断依据，无须人工设定动作阈值，不依赖人的经验，即可达到很高的检测准确率；同时在故障检测装置检测到配电网故障后，能够迅速准确地将故障位置等相关故障信息通过无线网络传送至安装有监控装置的控制中心，从而帮助维修人员确定故障位置，并迅速赶赴现�。懦收希指凑９┑纾蟠筇岣吡斯┑缈煽啃浴�
图1为本发明实施例的配电网故障位置检测系统结构示意图。图2为本发明实施例的故障检测装置结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。本发明配电网故障位置检测系统中的故障检测装置，以外加的特定信号作为故障检测的判断依据，无须人工设定动作阈值，不依赖人的经验，即可达到很高的检测准确率； 同时在检测到配电网故障后，能够将故障发生的位置以及故障发生的时间(故障发生的时间信息并非必需)等相关故障信息通过无线网络传送至安装有监控装置的控制中心，通过在配电网每条出线上以一定间隔安装多组故障检测装置；每组三个，分别对应(每相一个) 安装于出线的A、B、C三相上；使得在控制中心的工作人员可以快速准确地知道故障发生的具体位置，从而能够快速到达故障地点，排除故障。本发明的故障位置检测系统如图1所示，由以下几部分组成信号源101、故障检测装置102、数据转发站103、监控装置104。信号源101，用于产生一特殊电流信号并注入配电网母线一次侧；(所谓特殊电流信号，即频率不同于配电网中存在的电流信号频率的特定频率调制信号)该信号既可通过电压互感器二次侧输入，耦合到配电网母线一次侧，也可通过其它辅助设备直接注入到配电网母线一次侧，当发生接地故障时，该特殊电流信号将从母线流向接地线路，最后流入接地点；即发生接地故障的线路有该信号流过，非接地故障的线路无该特殊电流信号流过，因此故障检测装置可以根据该特殊信号在配电网线路中的有无，作为接地故障的判断依据。故障检测装置102，在配电网每条出线上以一定间隔安装多组，每组包括3个，分别实现对配电网出线中A、B、C三相线路的故障检测，每个故障检测装置内保存有其自身的位置信息。通过检测所述信号源产生的特殊电流信号判断接地故障是否发生，并将发生故障的时间和自身的位置等相关故障信息通过无线网络(如现有无线射频通讯，或者自建的无线网络均可)发送到附近的数据转发站103 ；同时还可以进一步自身发出现场报警提示信息，如闪灯、翻牌等，提示赶往现场的工作人员迅速找到故障检测装置102。故障检测装置102通过检测上述的特殊信号来实现接地故障的检测，而这种检测方式不需要通过人的经验确定一个检测阈值，只需要注入的特殊电流信号与原配电网线路中的正常电流信号的频率不同，而故障检测装置只要检测这个特殊电流信号即可；因此可以不依赖人的经验，即可得到很准确的检测结果。每一个故障检测装置102自身的位置信息可以预先保存在故障检测装置中，例如故障检测装置102安装在图1中出线k的A相线缆上，是母线方向安装的第一个故障检测装置，因此其位置信息可以用kla表示。数据转发站103，用于接收故障检测装置102发送的故障发生的时间信息和位置信息等相关故障信息转发到监控装置104，在系统中，数据转发站103可以有多个，同时每个数据转发站可以实现3个甚至更多的故障检测装置102的数据转发，例如每组故障检测装置102配置一个数据转发站103，故障检测装置102发出的数据可以通过与其最近的数据转发站103转发。监控装置104，可以安装在变电站或供电局内，可以通过任意通信方式采集各数据转发站103传来的故障发生的时间信息和位置信息；再通过拓扑分析和计算，找出故障位置及故障线路，显示在配电网拓扑图上，并可以记录存储相应的故障信息。其中，故障检测装置102如图2所示，作为基本实施例，可以由检测�？�201、单片机202和无线通信�？�203组成。检测�？�201，用于检测预先注入配电网母线的特殊电流信号，并将检测到的特殊电流信号发送给单片机202处理；其中，所述特殊电流信号为频率不同于配电网中存在的电流信号频率的特定频率调制信号；具体地，其对于特殊电流信号的检测可以通过为该特殊电流信号设计的信号接收天线实现，该接收天线从线路上接收特定频率的调制信号，再将该调制信号进行选频放大、滤波等处理后发送到单片机202处理。单片机202，通过判断是否接收到所述检测�？�201发送的特殊电流信号，判断配电网是否有接地故障发生；当判断有故障发生时，将包含故障位置信息的相关故障信息发送到无线通信�？�203 ；无线通信�？�203，将所述故障相关故障信息通过无线网络发送到数据转发站。其中，作为较佳实施例，该故障检测装置102还可以进一步包括翻牌操作�？�204，用于在接收到所述单片机202发出的翻牌操作指令时，发出翻牌形式的现场报警信息；所述单片机202，进一步在判断有故障发生时，向所述翻牌操作�？�204发出翻牌操作指令。作为另一较佳实施例，该故障检测装置102还可以进一步包括闪灯�？�205，用于在接收到所述单片机202发出的闪灯操作指令时，发出闪灯形式的现场报警信息；所述单片机202，进一步在判断有故障发生时，向所述闪灯�？�205发出闪灯操作指令。故障检测装置102可以包含上述翻牌操作�？�204和闪灯�？�205中的一个也可以都包含。翻牌操作�？�204的翻牌动作以及闪灯�？�205的闪灯动作，可以作为现场警报信息，帮助进入故障现场的抢修人员迅速找到该检测到故障的故障检测装置的位置。作为较佳实施例，翻牌操作�？�204，可以具体包括翻牌驱动206，复归驱动207， 直流电机208和显示体209 ；当发生故障时，单片机202可以向翻牌驱动206发出翻牌操作指令，翻牌驱动206使直流电机208上通过短时间的正向电流，该电流足以磁化直流电机 208中的软磁铁，使其极性与显示体209上的永久磁铁同向，以驱动显示体209旋转，实现翻牌动作；当达到预设的故障复归时间，或者接收到单片机202发送的复归操作指令后，复归驱动208使直流电机208上通过短时间的反向电流，该电流用于磁化直流电机208中的软磁铁，使其极性与显示体209上的永久磁铁反向，以驱动显示体209回转，实现翻牌的复归动作，其中，显示体209可以是红色荧光牌。闪灯模块204，可以包括闪灯驱动210，发光二极管(LED)灯211和光电管212，当检测到故障后，单片机202将向闪灯驱动210发出闪灯指令，闪灯驱动210根据光电管212 检测到的环境明亮程度，控制LED灯211的闪灯动作；例如，环境光线较暗，如夜间时，控制 LED灯211进行闪灯动作，如果环境光线较强，如白天时，则不进行闪灯动作。由上述的实施例可见，本发明的这种配电网故障位置检测系统，在故障检测装置检测到配电网故障后，能够迅速准确地将故障的位置信息、故障时间信息等相关故障信息通过无线网络传送至控制中心，从而帮助维修人员确定故障位置，并迅速赶赴现�。懦收希指凑９┑纾蟠筇岣吡斯┑缈煽啃�。而且不需要对人的经验的依赖，即可达到很高的检测准确率，极大提高了配电网自动化水平。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
权利要求
1.一种配电网故障位置检测系统，其特征在于，该系统包括信号源，用于产生一频率不同于配电网中存在的电流信号频率的特定频率调制信号， 称为特殊电流信号，并注入配电网母线；故障检测装置，在配电网每条出线上以一定间隔安装多组；每组三个，对应安装于出线的A、B、C三相上；通过检测自身所在线路上是否有所述特殊电流信号流过，判断接地故障是否发生，并在检测到故障时，将包含故障位置信息的相关故障信息通过无线网络发送到数据转发站；数据转发站，用于接收所述故障检测装置发送的相关故障信息，并转发至监控装置； 监控装置，用于根据所述数据转发站发送的相关故障信息，确定配电网故障位置。
2.如权利要求1所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述故障检测装置在检测到自身所在线路上有所述特殊电流信号流过时，判断有接地故障发生。
3.如权利要求1或2所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述故障检测装置在检测到接地故障时，进一步发出翻牌形式和/或闪灯形式的现场报警信息。
4.如权利要求1或2所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述相关故障信息进一步包括故障发生的时间信息。
5.如权利要求1或2所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述故障检测装置包括检测�？椋糜诩觳馑鲈は茸⑷肱涞缤赶叩奶厥獾缌餍藕牛⒔觳獾降奶厥獾缌餍藕欧⑺透テ恚坏テü卸鲜欠窠邮盏剿黾觳饽？榉⑺偷奶厥獾缌餍藕牛卸吓涞缤欠裼薪拥毓收戏⑸坏迸卸嫌泄收戏⑸保收衔恢眯畔⒌南喙毓收闲畔⒎⑺偷轿尴咄ㄐ拍？椋晃尴咄ㄐ拍？椋龉收舷喙毓收闲畔⑼ü尴咄绶⑺偷绞葑⒄尽�
6.如权利要求5所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述故障检测装置进一步包括翻牌操作模块，用于在接收到所述单片机发出的翻牌操作指令时，发出翻牌形式的现场报警信息；所述单片机，进一步在判断有故障发生时，向所述翻牌操作�？榉⒊龇撇僮髦噶�。
7.如权利要求6所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述翻牌操作�？榘ǚ魄�、复归驱动、直流电机和显示体；所述翻牌驱动，接收到所述单片机发送的翻牌操作指令时，使所述直流电机上通过短时间的正向电流，以驱动所述显示体旋转，实现翻牌动作；所述复归驱动，当达到预设的故障复归时间，或者接收到所述单片机发送的复归操作指令时，使所述直流电机上通过短时间的反向电流，以驱动所述显示体回转，实现翻牌的复归动作。
8.如权利要求5所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述故障检测装置进一步包括闪灯�？椋糜谠诮邮盏剿龅テ⒊龅纳恋撇僮髦噶钍保⒊錾恋菩问降南殖”╯fc/= m .目 Ih ； Ε* ；所述单片机，进一步在判断有故障发生时，向所述闪灯�？榉⒊錾恋撇僮髦噶�。
9.如权利要求8所述的配电网故障位置检测系统，其特征在于，所述闪灯�？榘ㄉ恋魄琇ED灯和光电管； 所述闪灯驱动，在接收到所述单片机发出的闪灯操作指令时，根据所述光电管检测到的环境明亮程度，控制所述LED灯的闪灯动作。
全文摘要
本发明实施例公开了一种配电网故障位置检测系统，该系统包括信号源，用于产生一频率不同于配电网中存在的电流信号频率的特定频率调制信号，称为特殊电流信号，并注入配电网母线；故障检测装置，在配电网每条出线上以一定间隔安装多组；每组三个，对应安装于出线的A、B、C三相上；通过检测自身所在线路上是否有所述特殊电流信号流过，判断接地故障是否发生，并在检测到故障时，将包含故障位置信息的相关故障信息通过无线网络发送到数据转发站；再通过数据转发站转发至监控装置；监控装置，用于根据数据转发站发送的所述相关故障信息，确定配电网故障位置。该系统在具有很高的故障检测准确率的同时，还能够准确地确定配电网故障位置。
文档编号G01R31/08GK102435909SQ20111026830
公开日2012年5月2日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者何希顺, 杨志杰, 许云峰, 许光, 陈晓明 申请人:北京天利继保自动化技术有限公司
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