基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置及方法，包括采样处理单元和采样单元，采样单元包括用于采集配电线路对地电压的电压采样模块。本发明专利技术的配电线路接地故障监测装置和监测方法通过采用具有电容分压的电压采集模块可以采样供电线路的对地电压，当被测配电线路发生接地故障后，通过电容电阻构成的电容分压采集模块可以获得相对稳定的采样电压，该故障监测装置及监测方法放宽了硬件对测量即时性的要求，属于供电线路接地后稳态测量技术，可以快速、准确地识别线路接地故障；通过对供电线路历史上发生故障数据进行大数据分析，动态规划求取供电线路各分支故障发生概率，结合实际线路报警情况，提供故障排查路径最优决策。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力线路故障监测
，尤其是一种10KV架空线路、电缆线路基于电容分压及大数据分析的单相或多相接地故障监测装置及监测方法。
技术介绍
在电力电网配电线路系统中，10KV系统是中压电网，我国中压电网多采用中性点非有效接地系统，当发生单相接地故障时，中性点电压升高为故障相电压,而A、B、C三相间的线电压基本保持不变，故障电流小，故可以运行2小时左右，由此保证供电可靠性。但是，发生单相接地故障后，需要及时切断线路或排除故障，否则，在电网带病运行一段时间后由于局部放电原因会逐渐演变成相间短路故障，给供电线路带来较大损坏。由于10KV配电网的中性点接地方式多样，造成接地故障判断困难。为了监测并及时发现接地故障，目前常用的接地故障监测有注入信号法、线路对地电容放电法、零序电流判断法及三相对地电压比较法等几个主要方法。其中，注入信号法需要外接信号源，给供电系统带来额外故障隐患，注入信号的频率选择也影响到选线的正确性；线路对地电容放电法受中性点外接消弧线圈影响很大，导致故障选线的正确率较低；零序电流判断法在架空线路中使用受限，采用数学矢量合成技术构造零序电流还受到目前硬件设备性能的制约；三相对地电压比较法需要测量三相对地电压，依据电压值大小排序决定接地相，但在实际配电线路中直接测量对地电压具有很大不便性。现有的10KV配电网接地故障监测技术不能满足快速识别线路单相接地故障的要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置及方法，能够快速、准确地识别线路接地故障的发生，克服现有技术中接地故障检测速度慢、准确率低的缺陷。为了解决上述问题，本专利技术提供一种基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置，包括采样处理单元和采样单元，其特征在于，所述采样单元包括用于采集配电线路对地电压的电压采样模块，所述电压采样模块包括用于与配电线路连接的输入端，所述输入端依次连接有第一二级管、第二电阻和第三电阻，所述第三电阻接地，所述输入端与所述第一二极管之间还连接有第一电容，所述第一电容的一端与所述输入端相连，所述第一电容的另一端接地，所述第一电容的两端还并联连接有第一电阻，所述第二电阻与所述第三电阻之间具有与所述采样处理单元相连的第一引出端，所述采样处理单元在所述第一引出端采集采样电压。本专利技术提供的基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置还具有以下技术特征：进一步地，所述采样单元还包括用于采集配电线路电流信息的电流采样模块，所述电流采样模块包括用于采集配电线路电流信息的第一互感线圈，所述第一互感线圈的两端串联连接有相互串联的第四电阻和第五电阻，所述第一互感线圈的两端还并联连接有第一稳压二极管，所述第一互感线圈的一端接地，所述第四电阻和所述第五电阻之间具有与所述采样处理单元相连的第二引出端，所述采样处理单元在所述第二引出端采集采样电流，所述第二引出端与所述采样处理单元之间还连接有第三电容，所述第三电容一端与所述第二引出端相连，所述第三电容另一端接地，所述第三电容的两端还并联连接有第二稳压二极管。进一步地，所述第三电阻的两端还并联连接有第二电容。进一步地，所述采样处理单元还连接有用于采集配电线路高度的高度传感器和用于采集配电线路附近环境湿度的湿度传感器。进一步地，所述采样处理单元还连接通讯模块。本专利技术的另一个目的在于提供一种基于电容分压及大数据分析的接地故障监测方法，该方法包括以下步骤：S10：使用上述接地故障监测装置采集配电线路中的单相线路的采样电压；S20：将采集到的单相线路的所述采样电压与第一预设电压比较，如果所述采样电压小于第一预设电压，判定该单相线路处于停电状态；如果所述采样电压大于或等于第一预设电压，则比较所述采样电压与第二预设电压的大小，所述第二预设电压大于所述第一预设电压；S30：所述采样电压大于或等于第二预设电压，则比较所述采样电压与第三预设电压的大小，如果所述采样电压大于第三预设电压，则判定该单相线路工作正常，所述第三预设电压大于所述第二预设电压；如果所述采样电压小于第二预设电压，则判定该单相线路发生接地故障。本专利技术提供的基于电容分压及大数据分析的接地故障监测方法还具有以下技术特征：进一步地，所述步骤S10还包括，采集配电线路中的单相线路的采样电流；所述步骤S20为，如果所述采样电压小于第一预设电压且所述采样电流等于零，判定该单相线路处于停电状态；如果所述采样电压大于或等于第一预设电压且所述采样电流不等于零，则比较所述采样电压与第二预设电压的大小；所述步骤S30为，所述采样电压大于或等于第二预设电压且所述采样电流不等于零，则比较所述采样电压与第三预设电压的大小，如果所述采样电压大于第三预设电压，则判定该单相线路工作正常；如果所述采样电压小于第二预设电压且所述采样电流不等于零，则判定该单相线路发生接地故障。进一步地，所述步骤S30还包括：如果所述采样电压大于第三预设电压，根据该单相线路的高度、环境湿度校正所述采样电压，校正后所述采样电压大于第三预设电压，则判定该单相线路工作正常。进一步地，所述步骤S30还包括S31：如果所述采样电压小于第二预设电压，计算该单相线路的采样电压与其他两相单相线路的采样电压的差值及所述差值与其他两相单相线路的采样电压的百分比值，如果所述百分比值大于第一预设阈值，则判定该单相线路发生接地故障。进一步地，所述步骤S30还包括步骤S32：根据配电网络中各供电支路历史上发生接地故障的频率、各供电支路的长度与整个配电网络线路总长度比值，利用贝叶斯公式计算发生一次接地故障A来自各供电支路Li的概率。本专利技术具有如下有益效果：该基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置和监测方法通过电压采集模块可以采样供电线路的对地电压，根据采样电压的变化判断供电线路是否发生接地故障，通过设置接地的第一电容，当被测配电线路发生接地故障后，通过电容电阻构成的电压采集模块可以获得相对稳定的采样电压，该故障监测装置及监测方法放宽了硬件对测量即时性的要求，属于供电线路接地后稳态测量技术，可以快速、准确地识别线路接地故障；通过对供电线路历史上发生故障数据进行大数据分析，动态规划求取供电线路每个分支故障发生概率，结合实际线路报警情况，进一步提供故障排查路径最优决策。附图说明图1为本专利技术实施例的接地故障监测装置的结构示意图；图2为本专利技术实施例的接地故障监测装置的电路图；图3为本专利技术实施例的接地故障监测方法的流程图；图4为本专利技术另一个实施例的接地故障监测方法的流程图；图5为本专利技术另一个实施例的接地故障监测方法的流程图。具体实施方式下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。如图1、图2所示的本专利技术的基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置的一个实施例中，该配电线路接地故障监测装置包括采样处理单元10和采样单元20，采样处理单元10包括低功耗的CPU处理模块，所述采样单元20包括用于采集配电线路对地电压的电压采样模块21，电压采样模块21包括用于与配电线路连接的输入端211，输入端210依次连接有第一二级管D1、第二电阻R2和第三电阻R3，第三电阻接地R3，输入端211与第一二极管D1之间还连接有第一电容C1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置，包括采样处理单元和采样单元，其特征在于，所述采样单元包括用于采集配电线路对地电压的电压采样模块，所述电压采样模块包括用于与配电线路连接的输入端，所述输入端依次连接有第一二级管、第二电阻和第三电阻，所述第三电阻接地，所述输入端与所述第一二极管之间还连接有第一电容，所述第一电容的一端与所述输入端相连，所述第一电容的另一端接地，所述第一电容的两端还并联连接有第一电阻，所述第二电阻与所述第三电阻之间具有与所述采样处理单元相连的第一引出端，所述采样处理单元在所述第一引出端采集采样电压。

【技术特征摘要】
1.一种基于电容分压及大数据分析的接地故障监测装置，包括采样处理单元和采样单元，其特征在于，所述采样单元包括用于采集配电线路对地电压的电压采样模块，所述电压采样模块包括用于与配电线路连接的输入端，所述输入端依次连接有第一二级管、第二电阻和第三电阻，所述第三电阻接地，所述输入端与所述第一二极管之间还连接有第一电容，所述第一电容的一端与所述输入端相连，所述第一电容的另一端接地，所述第一电容的两端还并联连接有第一电阻，所述第二电阻与所述第三电阻之间具有与所述采样处理单元相连的第一引出端，所述采样处理单元在所述第一引出端采集采样电压。2.根据权利要求1所述的接地故障监测装置，其特征在于，所述采样单元还包括用于采集配电线路电流信息的电流采样模块，所述电流采样模块包括用于采集配电线路电流信息的第一互感线圈，所述第一互感线圈的两端串联连接有相互串联的第四电阻和第五电阻，所述第一互感线圈的两端还并联连接有第一稳压二极管，所述第一互感线圈的一端接地，所述第四电阻和所述第五电阻之间具有与所述采样处理单元相连的第二引出端，所述采样处理单元在所述第二引出端采集采样电流，所述第二引出端与所述采样处理单元之间还连接有第三电容，所述第三电容一端与所述第二引出端相连，所述第三电容另一端接地，所述第三电容的两端还并联连接有第二稳压二极管。3.根据权利要求1或2所述的接地故障监测装置，其特征在于，所述第三电阻的两端还并联连接有第二电容。4.根据权利要求1或2所述的接地故障监测装置，其特征在于，所述采样处理单元还连接有用于采集配电线路高度的高度传感器和用于采集配电线路附近环境湿度的湿度传感器。5.根据权利要求1或2所述的接地故障监测装置，其特征在于，所述采样处理单元还连接通讯模块。6.一种基于电容分压及大数据分析的接地故障监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S10：使用上述接地故障监测装置采集配电线路中的单相线路的采样电压；S20：将采集到的单相线路的所述采样电压与第一预设电压比较，如果所述采样电压小于第一预设电压，判定该单...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾涛，王德志，陈超，燕波涛，赵立永，杜启军，
申请(专利权)人：北京鼎科远图科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11