一种电力监控及故障定位系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电力监控及故障定位系统，其包括主站系统系统、至少一个线路单元和GPRS通讯终端，其中每个线路单元上设有数据采集器和至少一个无线故障定位监测器，所述无线故障定位监测器的数据输出端通过GPRS通讯终端连接数据采集器的数据输入端，所述数据采集器的数据输出端通过GPRS通讯终端连接主站系统的数据输入端，所述数据采集器与太阳能电池板和蓄电池电连接，所述蓄电池与太阳能电池板电连接器。其实现了线路故障自动定位，从而改变过去人工巡视查找故障的做法，将配电网上的故障报警数据、实时运行数据等进行综合处理，构成了完整的配电自动化系统。
【专利说明】一种电力监控及故障定位系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力电网领域，尤其涉及一种电力监控及故障定位系统。
【背景技术】
[0002]在配电系统中，由于线路数量多，分支多，运行方式复杂，故障发生频繁。在线路发生故障后，故障的查找费时费力，维护线路的工作量较大，故障快速准备定位对于提高供电可靠性具有重要意义，目前对于故障点的监测，主要有线路故障指示器和线路FTU两种方式。利用普通的线路故障指示器，发生故障后，维护人员需从变电站出发沿着故障线路找到最后一个动作的故障指示器和第一个未动作的故障指示器才能找到故障区域，这种方式的故障查找所需花费时间较长，浪费人力物力，难以迅速排除故障，供电可靠性不能得到良好的保证。而利用FTU能够实现故障的自动定位和隔离，但是现场运行的大量配网设备无光纤通道，也无预留自动化所必须的接入点，大量的设备更换和专用通道的架设造成了巨额的资金投入，一次设备改造困难，工程费用高，同时，因为大量的线路和电力设备频繁异动，专用的通讯光缆维护难于跟上，造成后期的运行维护和使用困难。
[0003]针对上述问题，有必要开发一种符合配网现况，更加快捷，准确，省时省力的配电系统。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种电力监控及故障定位系统，其省时省力，能及时监测到具体故障位置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案，其包括主站系统、至少一个线路单元和GPRS通讯终端，其中每个线路单元上设有数据采集器和至少一个无线故障定位监测器，所述无线故障定位监测器的数据输出端通过GPRS通讯终端连接数据采集器的数据输入端，所述数据采集器的数据输出端通过GPRS通讯终端连接主站系统的数据输入端，所述数据采集器与太阳能电池板和蓄电池电连接，，所述蓄电池与太阳能电池板电连接。
[0006]优选的，其还包括判断接地线路故障信息并发出告警的接地选线装置，所述接地选线装置的数据输入端和数据输出端分别通过GPRS通讯终端与数据采集器和主站系统连接。
[0007]优选的，每个线路单元设有3?30个无线故障定位监测器。
[0008]优选的，所述数据采集器为多接口数据采集器。
[0009]本实用新型的有益效果为:本实用新型通过采用GPRS通讯终端，快速实现了配网系统故障点的“遥测”和“遥信”的“二遥”功能，实现了线路故障自动定位，从而改变过去人工巡视查找故障的做法，将配电网上的故障报警数据、实时运行数据等进行综合处理，构成了完整的配电自动化系统，本系统在故障发生时，可及时将故障信息通知维护人员，维护人员根据信息及时进行维修，大大提高了供电的可考虑和维护人员的工作效率；本实用新型的数据采集器具有多种接口，无专用通讯通道时可用GPRS通讯终端快速实现“二遥”功能，当光纤通道到达时，开关设备增加电动操作机构后可直接实现“四遥”功能；本实用新型还可以可直接用线路CT取电或太阳能供电，不受供电系统影响，更加可靠；同时，采用本实用新型使得对配网中的柱上开关“二遥”改造不需停电，对环网柜、电缆分支箱和开闭所“二遥”或“三遥”改造只需短时停电，施工周期非常短，进一步加强了供电的可靠性。
[0010]【专利附图】
【附图说明】
[0011]下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明:
[0012]图1为本实用新型电力监控及故障定位系统的系统结构示意图。
[0013]【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本实用新型包括主站系统1、多个线路单元2和GPRS通讯终端3，其中每个线路单元上设有数据采集器4和多个无线故障定位监测器5，所述无线故障定位监测器5的数据输出端通过GPRS通讯终端3连接数据采集器4数据输入端，所述数据采集器4的数据输出端通过GPRS通讯终端3连接主站系统I的数据输入端，所述数据采集器4与太阳能电池板41和蓄电池42电连接，所述蓄电池42与太阳能电池板41电连接。其还包括判断接地线路故障信息并发出告警的接地选线装置6，所述接地选线装置6的数据输入端和数据输出端分别通过GPRS通讯终端3与数据采集器4和主站系统I连接。所述数据采集器3为多接口数据采集器。
[0015]具体应用中，每个线路单元可以根据实际情况设有3?30个无线故障定位监测器。
[0016]本实用新型各单元的作用说明如下:
[0017]数据采集器(DCU )的作用:采用线路CT取电或太阳能供电；可以在线设置参数;接收无线故障定位监测器所采集的信息并传送给主站系统；并且可以控翻牌/复归、指示灯点亮/熄灭、两路开关合/分闸；对主站系统采用GPRS通讯方式和标准101通讯协议；对指示器采用短距离无线调频、调频通讯方式和101协议POLLING规约；
[0018]无线故障定位监测器(FCI)的作用:从高压导线小负荷电流开始取电；在线设置参数；检测相间短路；检测小电阻、中电阻接地故障；检测小电流接地系统单相接地故障(与接地选线装置、主站系统配合完成)；检测断相故障(与主站系统配合完成)；检测线路停电(与主站系统配合完成)；监测线路负荷(电流)；监视线路绝缘水平(电场)；本地显示(故障发生后翻红牌)；自动/�？馗垂�:可�？胤�/复归、指示灯点亮/熄灭；无线中继通信:小无线传输(ZigBee或RF433)；
[0019]接地选线装置(EFU)作用:判断接地线路并发出告警:与无线故障定位监测器、数据采集器、主站系统配合完成。
[0020]主站系统的作用:初设方案的图形编辑与后期监控；初设无线故障定位监测器数据定义；接收数据采集器发出的信息；向数据采集器发出�？夭僮餍畔ⅲ欢缘缌ε涞缤南呗饭收霞嗖舛ㄎ挥牍芾恚坏惫收戏⑸迸浜隙绦琶ǚ⒊龉收隙ㄎ欢绦牛皇莶檠臣�。
[0021]其中，本实用新型的主要工作过程、原理及参数设置如下:
[0022]当线路发生短路故障时，主站系统会根据来自数据采集器的信息自动做出故障点区域判断，并且主站系统的服务器会自动身用户发出短信故障告警通知。具体短信内容形式如下:
[0023]XX日XX时XX分，在XX供电所(XX变)XX线[xx线XX#]后面区域发生短路故障；[0024]其中，主站系统判断短路接地故障过程如下:
[0025]如果无线故障定位监测器能准确动作，可以通过无线故障定位监测器的当地指示、动作信号远传、故障定位(主站系统软件网络拓扑分析)并发出故障定位短信的方式来查找。如果无线故障定位监测器没有动作，则可以在主站系统或者通过远程WEB浏览方式来参与人工分析、判断和查找接地故障点。
[0026]人工判断接地故障点的方法简要说明如下:
[0027](I)则先查看改监测点的历史曲线，找到变电站出线当中零序电流(稳态、暂态)变化最大的那条疑似故障出线。然后查看该出线上各监测点各相测出的接地尖峰电流和对地电场值，找到尖峰电流上升和对地电场下降最大(或另两相对地电场升高最明显)的主干线路段或分支线。观察点(监测点)越接近接地故障点，尖峰电流和对地电场的相对变化越明
显。
[0028](2)观察人工拉闸和合闸试送电过程中的接地尖峰电流、对地电场曲线，也符合以上变化规律。
[0029](3)当监测点的数量增多时，主站系统数据库的信息量太大，运行人员或公司托管方根本看不过来。为此，我们可以在主站系统安装一套“故障专家系统”，用以辅助判断单相接地故障，同时给出疑似接地动作状态，定位出疑似接地故障点。如果是无线故障定位监测器直接判断出来的故障，则主站系统发出的短信“某某变电站某某出线杆与杆之间有短路
故障”。
[0030]其中，主站系统判断瞬时性接地故障的判据:
[0031](I)当主动上报或每5分钟总召的“接地尖峰电流”值> 20A (主站系统参数，可调)；
[0032](2)当前电场值-上次电场值I)/上次电场值> 30% (主站系统参数可调)；
[0033](3)当前负荷电流值不等于0A。
[0034]主站系统判断永久性接地故障的判据:
[0035](I)主动上报或每5分钟总召的“接地尖峰电流”值> 20A (主站系统参数，可调)；
(2)当前电场值-上次电场值I)/上次电场值> 30% (主站系统参数，可调)；
[0036](3)当前电场值-上上次电场值I)/上上次电场值> 30% (主站系统参数，可调)；
[0037](4)当前负荷电流值不等于0A。
[0038]设置短路接地故障检测参数
[0039](I)如果安装在400A或600A的主干线路上，则使用出厂定值:
[0040]速断500A/40ms、过流400A/200ms。如果主干线路最大负荷电流超过于400A，则速断过流都设为500A。接地故障检测参数用出厂值，即接地电流增量30A，对地电场下降比例30%，接地延时时间40S ；
[0041](2)如果安装在300-400Α的大分支线路上，一般最大负荷电流小于300�。蚪龀Фㄖ蹈奈俣瞎鞫忌栉�300�。奔洳问槐�。接地故障检测参数使用出厂值；
[0042](3)如果安装在200Α的小分支线路上，一般最大负荷电流小于200�。蚪龀Фㄖ蹈奈俣瞎鞫忌栉�200�。奔洳问槐�。接地故障检测参数使用出厂值；
[0043](4)如果用于农网线路，负荷电流一般小于50�。蚪俣�、过流都设为100�。奔洳问槐�。接地故障检测参数改为:15A，30%，40S。[0044]短路、接地故障检测参数整定原则是:
[0045](I)短路故障:速断、过流定值一定要大于等于最大负荷电流值的1.2倍；
[0046](2)接地故障:接地电流增量定值一定要大于等于最大接地尖峰电流值的1.2倍；
[0047](3)最大负荷电流值和最大接地尖峰电流值可从主站系统历史曲线上看到，也可以用线路分支所带低压变压器的总容量来估算。
[0048](4)如果不想搞得那么复杂，则可以将短路故障监测参数的速断、过流都设置成700A/40ms,以自动启动自适应负荷电流的过流突变判据，接地故障参数就用出厂默认参数即可。
[0049]本实用新型可以应用ZigBee或433RF短距离数字无线网络通讯，实现一次回路和二次回路完全隔离，系统运行安全可靠。对不带CT和PT及无预留辅助接点的柱上开关实现“二遥”功能均不必更换设备。数据采集器采用配网自动化的标准通讯协议，能与配网SCADA系统和GPMS系统实现平滑对接及数据共享，真正起到立竿见影的效果，实现建多少用多少，节约成本和资源。
【权利要求】
1.一种电力监控及故障定位系统，其特征在于:其包括主站系统、至少一个线路单元和GPRS通讯终端，其中每个线路单元上设有数据采集器和至少一个无线故障定位监测器，所述无线故障定位监测器的数据输出端通过GPRS通讯终端连接数据采集器的数据输入端，所述数据采集器的数据输出端通过GPRS通讯终端连接主站系统的数据输入端，所述数据采集器与太阳能电池板和蓄电池电连接，所述蓄电池与太阳能电池板电连接。
2.根据权利要求1所述的电力监控及故障定位系统，其特征在于:其还包括判断接地线路故障信息并发出告警的接地选线装置，所述接地选线装置的数据输入端和数据输出端分别通过GPRS通讯终端与数据采集器和主站系统连接。
3.根据权利要求1所述的电力监控及故障定位系统，其特征在于:每个线路单元设有3?30个无线故障定位监测器。
4.根据权利要求1所述的电力监控及故障定位系统，其特征在于:所述数据采集器为多接口数据采集器。
【文档编号】G01R31/08GK203745593SQ201420108522
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月12日 优先权日:2014年3月12日
【发明者】黄其昌, 陈自然, 吴永贤 申请人:泉州七星电气有限公司
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