CN105467274B - 一种配电网单相接地故障检测及定位装置 - Google Patents
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Abstract
一种配电网单相接地故障检测及定位装置，包括低频信号发生单元、手持故障检测及定位单元，所述低频信号发生单元包括低频信号发生模块、电源模块，用于输出低频电压正弦信号。所述供电模块由电池与逆变器组成，内部与低频信号发生模块相连，为低频信号发生模块提高电能，所述低频信号发生单元外部设有两个输出端口：第一输出端口A、第二输出端口B，第一输出端口A与故障配电网母线相连，第二输出端口B接地。所述手持故障检测及定位单元包括智能控制模块、电流互感器CT、电压互感器PT，智能控制模块分别连接电流互感器CT、电压互感器PT。本发明通过对不同频率的电压电流信号进行采集和检测，解决了现有技术中故障类型判断难，以及故障点无法精确定位的问题。
Description
技术领域
本发明属于电力***配电网保护与控制领域，具体说是一种配电网单相接地故障检测及定位装置。
背景技术
配电网故障定位是指当配电网发生故障时，及时准确地确定故障点和故障区域，以便迅速隔离故障和恢复故障区域内非故障段的供电。配电网故障定位和隔离是配电自动化的关键技术之一，配电网的故障恢复和设备抢修都是建立在故障准确定位的基础之上。
在现有技术中，故障定位方法一般有以下三种方法：一是利用重合器和分段器进行故障定位；二是利用馈线终端单元（FTU）和数据采集与监视控制（SCADA）***配合来实现故障定位；三是利用供电部门的客户服务***通过用户打故障投诉电话（Trouble Call，TC）来确定故障点。其中第一种方法对设备要求过高，而且由于必须分断重合器或主变电所的出线断路器，因此实际扩大了事故范围，若重合器拒分或者断路器失灵，会进一步扩大事故范围；同时由于重合器的多次重合对配电网造成了冲击，尤其是重合于永久故障，产生的冲击电流过大，有可能引起馈线过负荷极限。第二种基于FTU 的故障定位方法能一次性隔离故障，克服了重合器的缺点，且定位准确。但FTU以及其通信费用都非常庞大，所以在实际应用中，只是对网络中重要的节点安装 FTU，多数配网目前仍难以实现。第三种方式法不需要专门的设备，而只需要用户打来的故障投诉电话信息就能判断出故障的大致位置。但目前仍存在故障点难以精确定位、报险不可控等问题。且上述方法的检测结果均为故障支路，没有精确到支路上可能发生故障的点，因此无法在一些特殊不便观察的场合或夜间给野外作业人员提供技术支持。
发明内容
针对现有技术存在的上述不足，为解决现有配电网单相接地故障检测方法不能精确定位故障点的问题，本发明提供了一种配电网单相接地故障检测及定位装置，通过对不同频率的电压电流信号进行采集和检测，实现了不用故障类型判断及故障距离的精确计算，解决了现有技术中故障类型判断难，以及故障点无法精确定位的问题。
本发明所采用的技术方案是：
一种配电网单相接地故障检测及定位装置，包括低频信号发生单元、手持故障检测及定位单元，所述低频信号发生单元包括低频信号发生模块、供电模块，用于输出低频电压正弦信号。所述供电模块由电池与逆变器组成，为低频信号发生模块提高电能，所述低频信号发生单元外部设有两个输出端口：第一输出端口A、第二输出端口B，第一输出端口A与故障配电网母线相连，第二输出端口B接地。所述手持故障检测及定位单元包括智能控制模块、电流互感器CT、电压互感器PT，智能控制模块分别连接电流互感器CT、电压互感器PT。
所述智能控制模块由数字信号处理器DSP和GPS定位模块组成。
所述手持故障检测及定位单元中的电流互感器CT，连接到配电线路中任意位置，实时检测线路中该点通过的电流信号。
所述手持故障检测及定位单元中的电压互感器PT，连接到配电线路中任意位置，实时检测线路中该点的电压信号。
所述电流互感器CT为钳形电流互感器。
本发明一种配电网单相接地故障检测及定位装置，技术效果如下：
1、定位精度高：本发明首先利用电流互感器CT实现支路电流检测，进而判断故障支路；然后利用电压互感器PT实现电压差分检测，对故障点进行精确定位。
2、不受天气视线等影响：故障点的精确定位在夜间也可为巡线员提供技术支持。
附图说明
图1为本发明装置的连接示意图；
图2为本发明装置的实施例图。
其中：CT-电流互感器，PT-电压互感器。
具体实施方式
一种配电网单相接地故障检测及定位装置，包括低频信号发生单元、手持故障检测及定位单元，所述低频信号发生单元包括低频信号发生模块、供电模块，用于输出低频电压正弦信号，低频信号发生模块可以选择GY2006。所述供电模块由电池与逆变器组成，内部与低频信号发生模块GY2006相连，为低频信号发生模块提高电能，所述低频信号发生单元外部设有两个输出端口：第一输出端口A、第二输出端口B，第一输出端口A与故障配电网母线相连，第二输出端口B接地。所述手持故障检测及定位单元包括智能控制模块、电流互感器CT、电压互感器PT，智能控制模块分别连接电流互感器CT、电压互感器PT。
低频信号发生模块，型号：GY2006；
智能控制模块，型号：TMS320F28335+sirf5 ；
电流互感器CT，型号：Q80钳形电流互感器；
电压互感器PT，型号：CHCS-PT107。
所述智能控制模块由数字信号处理器DSP和GPS定位模块组成，本实施实例中数字信号处理器DSP采用TMS320F28335，GPS定位模块采用sirf5。
所述手持故障检测及定位单元中的电流互感器CT，连接到配电线路中任意位置，实时检测线路中该点通过的电流信号，本实施实例中电流互感器CT采用Q80钳形电流互感器。
所述手持故障检测及定位单元中的电压互感器PT，连接到配电线路中任意位置，实时检测线路中该点的电压信号，本实施实例中电压互感器PT采用CHCS-PT107高精度电压互感器。
所述电流互感器CT为钳形电流互感器。
一种配电网单相接地故障检测及定位方法，包括以下步骤：
在故障线路停电状态下，用户第一步可通过低频信号发生单元向故障交流母线与大地之间注入频率在1-220Hz范围内、电压幅值在0.2-10V范围内可控的低频电压正弦信号，同时利用手持故障检测及定位单元在各个支路入口或附近处，如点D1、D2、…、Dn+1处检测各个支路上的电流信号，如某一支路上的电流信号中所含注入低频对应的电流幅值高于其它支路，则该支路为故障支路，本实施例中假设支路2为故障支路，则此时D2点处所检测到的对应注入低频电流信号的幅值最高。
用户第二步通过低频信号发生单元向故障交流母线与大地之间注入2组频率不同，但频率在1-220Hz范围内、电压幅值在0.2-10V范围内可控的低频电压正弦信号。同时利用手持故障检测及定位单元在D2点处检测并记录对应注入低频电压信号在该点处的电压信号和电流信号，包含幅值和相位。
用户第三步将手持故障检测及定位单元置入距离上次测试点20-50m处的D20点，该距离可根据现场实际情况，选择较方便架设检测装置的位置，距离第一次检测点可以在20-50m之间变化，具体距离可由GPS模块采集提供。
用户第四步通过低频信号发生单元向故障交流母线与大地之间注入2组与第二步中相同的低频电压正弦信号。同时利用手持故障检测及定位单元在D20点处检测并记录对应注入低频电压信号在该点处的电压信号和电流信号，包含幅值和相位。根据第二步和第四步所获得的4组电压电流信号，手持故障检测及定位单元即可对实际故障点类型及位置实施精确定位。
本发明通过对不同频率的电压电流信号进行采集和检测，实现了不用故障类型判断及故障距离的精确计算，解决了现有技术中故障类型判断难，以及故障点无法精确定位的问题。
本发明的上述实施范例仅仅是为说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (1)
1.一种配电网单相接地故障检测及定位装置，包括低频信号发生单元、手持故障检测及定位单元，其特征在于：
所述低频信号发生单元包括低频信号发生模块、供电模块，用于输出低频电压正弦信号；
所述低频信号发生单元外部设有两个输出端口：第一输出端口A、第二输出端口B，第一输出端口A与故障配电网母线相连，第二输出端口B接地；
所述手持故障检测及定位单元包括智能控制模块、电流互感器CT、电压互感器PT，智能控制模块分别连接电流互感器CT、电压互感器PT；
所述智能控制模块由数字信号处理器DSP和GPS定位模块组成；
所述手持故障检测及定位单元中的电流互感器CT，连接到配电线路中任意位置，实时检测线路中通过的电流信号；
所述手持故障检测及定位单元中的电压互感器PT，连接到配电线路中任意位置，实时检测线路中的电压信号；
故障检测及定位方法包括以下步骤：
第一步：通过低频信号发生单元，向故障交流母线与大地之间注入频率在1-220Hz范围内、电压幅值在0.2-10V范围内可控的低频电压正弦信号，同时利用手持故障检测及定位单元在各个支路入口或附近处，如点D1、D2、…、Dn+1处检测各个支路上的电流信号，如某一支路上的电流信号中所含注入低频对应的电流幅值高于其它支路，则该支路为故障支路；
第二步：通过低频信号发生单元，向故障交流母线与大地之间注入2组频率不同，但频率在1-220Hz范围内、电压幅值在0.2-10V范围内可控的低频电压正弦信号；同时利用手持故障检测及定位单元在D2点处检测并记录对应注入低频电压信号在该点处的电压信号和电流信号，包含幅值和相位；
第三步：将手持故障检测及定位单元置入距离上次测试点一段距离处的D20点；
第四步：通过低频信号发生单元，向故障交流母线与大地之间注入2组与第二步中相同的低频电压正弦信号；同时利用手持故障检测及定位单元在D20点处检测并记录对应注入低频电压信号在该点处的电压信号和电流信号，包含幅值和相位；
根据第二步和第四步所获得的4组电压电流信号，手持故障检测及定位单元即可对实际故障点类型及位置实施精确定位。
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