新型10kv线路的智慧故障指示系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种新型10kv线路的智慧故障指示系统，包括与变电站连接的断路器，以及与断路器连接的数传电台监控装置，与数传电台监控装置连接的上位管理系统，及通过ZigBee传感网络连接的设置在电线路上的故障指示单元；所述的故障指示单元包括简单设备节点的测量单元、全功能设备节点及全功能设备节点中的网络中继器。本实用新型专利技术提供了一种加入信息化技术的基于单片机的配电线路故障指示器的故障指示系统，能够通过自动化处理更加准确的对线路的故障情况进行判断，不再单一的只是判断瞬时性和永久性故障而能够判断因为何种具体原因导致的故障；能够在一些人为日常管理困难或是线路架设区环境恶劣的情况自动对线路进行故障监控，便于一些日常管理困难的户外山区配电线路故障的定位监测工作以及故障修理工作。

Novel intelligent fault indication system for 10kV line

The utility model discloses a new 10kV intelligent fault line indicator system, including circuit breaker and substation connection, and connected with the circuit breaker radio monitoring device, computer management system and radio monitoring device is connected, setting and connected by the ZigBee sensor network in the fault line indicating unit; the fault indicator unit comprises a measuring unit, simple equipment node network repeater full function device node and full function device node in the. The utility model provides an added information technology instruction system fault indicator for distribution line based on single chip, can be judged by the automatic processing of line fault is more accurate, not a single judge only transient and permanent fault and to determine which specific reasons because of a fault; in some human daily management difficulties or line area environment automatic on line fault monitoring, fault location monitoring of outdoor mountain distribution lines facilitate some daily management difficult and fault repair work.

【技术实现步骤摘要】

本技术设计电力故障设备系统领域，具体为一种新型10kv线路的智慧故障指示系统。
技术介绍
电力系统是由发电、输电、变电、供电、配电等设备组成的统一系统。其中。配电网作为连结用户和供电部门之间的纽带，将高压输电线路和低压用户之间连接起来，配电网重要的任务就是向用户提供高质量、高可靠性的电能。随着人们生活水平和社会经济的快速发展，不仅对电能的需求越来越大，而且很多企业对电能质量的要求也越来越高。为了保证电能的供应，电网结构也日趋复杂，电力系统的规模日益扩大，电网在各区域之间有着更加紧密的联系。对于这些配电网的新特点，使得电网中如果发生故障，相比简单的配电网将产生更大的影响。实际运行中，配电网遍布城市、乡村及山区，长年经受雷电、风雨冰霜天气以及日益严酷的环境污染等影响，再加上一些不可预测的人为因素，其发生故障的概率很高。有统计数据表明，大多电网中的故障都是发生在配电网。当电网中发生故障后，不可避免的会对一些用户造成停电等影响，这将直接对人们的日常生活和各行业的正常生产产生影响，对一些依赖持续供电的企业来说可能会产生更加严重的后果。这都说明在电网中不可避免地发生故障后，应尽快的找到故障、消除故障并恢复供电。要完成上述工作，首先需要判断出可能发生故障区域，辨别电网中故障的性质，也就是通常所说的故障诊断和故障定位。10kV架空线路分支较多，运行方式复杂，正在或准备开发建设的地域线路多、供电半径长、大部分为放射式供电线路，维护线路的工作量较大，故障的查找费时费力，对电力系统经济、可靠运行带来很大难题。虽然经过近年来的技术改造，如一些线路进行了手拉手式环网连接，中线改为绝缘导线等，抗外力破坏能力得到增强；配电线路系统的故障指示器简单的说就是一种通过安装在架空的配电线路之上、安装在配电线路系统的电力柜以及电力开关上的一种故障电流检测流通装置。有了电力线路的故障指示装置就能够在配电线路出现故障以后迅速的自动报警，让工作人员能够更加快速的找到线路故障的区域排查出故障的具体位置，一般来说都还具有短路识别以及接地故障识别的功能。配电线路的故障指示器具有对永久性的线路故障修复以后进行复位的功能和能力，对于临时瞬时出现的配电线路故障也能够根据人为给定的时间进行复位；这样就能够让电力线路故障有足够的时间寻找和修复；配电线路的故障指示器使用以后就能够不让由于励磁通流引起的误动现象出现，这样就不会让电力线路故障的巡查人员去盲目的巡线，对于线路确实出现故障时能够让寻找故障点的时间大大的减少，便于线路巡查人员巡查工作以及修复工作的难度，最大可能的减少了故障出现是配电线路停电的时间，这样配电线路故障指示器就能够提高配电线路系统的稳定以及可靠性。但10kV架空线路事故仍时有发生，尤其是受故障器的技术瓶颈的限制，对于10kv的故障指示系统依然无法实现很好的完善。
技术实现思路
因此，为了克服上述现有技术中的不足，本技术提供了一种加入信息化技术的基于单片机的配电线路故障指示器的故障指示系统，能够通过自动化处理更加准确的对线路的故障情况进行判断，不再单一的只是判断瞬时性和永久性故障而能够判断因为何种具体原因导致的故障；能够在一些人为日常管理困难或是线路架设区环境恶劣的情况自动对线路进行故障监控，便于一些日常管理困难的户外山区配电线路故障的定位监测工作以及故障修理工作的新型10kv线路的智慧故障指示系统。本技术的目的是这样实现的：新型10kv线路的智慧故障指示系统，包括与变电站1连接的断路器2，以及与断路器2连接的数传电台监控装置，与数传电台监控装置连接的上位管理系统，及通过ZigBee传感网络7连接的设置在电线路上的故障指示单元；所述的故障指示单元包括简单设备节点的测量单元9、全功能设备节点8及全功能设备节点中的网络中继器10；所述的测量单元9包括智能故障指示器和射频收发器；所述的数传电台监控装置与断路器2和测量单元9连接的第一数传电台3以及与上位管理系统连接的第二数传电台4；所述的第一数传电台3和第二数传电台4之间通过射频连接；所述的上位管理系统包括与第二数传电台4连接的主机5，与主机5通过网关6连接的Tnternet网络；所述的智能故障指示器包括与滤波及调幅电路b连接的电压电流信号a及多路转换模拟开关c；所述的多路转换模拟开关c连接AD采样模块d，AD采样模块d连接RAM缓存模块e，RAM缓存模块e连接CPU处理器f，CPU处理器f连接无线收发模块h；所述的CPU处理器f同时连接显示电路m、海量存储模块j；所述的滤波及调幅电路b与CPU处理器f中间设置有测频电路k和触发电路I。积极有益效果：(1)设计了一套配电网短路故障智能指示、定位系统，故障指示器作为故障数据采集设备，利用无线射频技术和ZigBee传感网络技术相结合的方法组成故障信息传感网络，最终通过数传电台将故障指示器动作信号传送至故障定位分析中心，该方案在保证通讯质量的前提下节省了系统的运营通信费用。(2)在短路故障检测方面，将微机保护原理引入故障指示器的设计技术中，采用检测电流变比率If/IO(故障电流与负荷电流的比值)突变值的方法并结合线路跳闸停电来检测短路故障，这个变比率突变值按照故障指示器内置的曲线算法并根据负荷电流的大小自动动态整定，克服了“电流突变法”采用的电流突变值静态固定不变的缺陷，因此不受线路结构、运行管理方式、地理环境、甚至运行时刻的影响，从根本上克服了目前市场上基于过流法或“电流突变法”设计原理的故障指示器存在的误报警或漏报警的缺陷，因此短路故障检测准确可靠。(3)在配电网拓扑关系中抽象出故障指示器的连接关系，通过故障指示器的连接关系可以简单清晰地描述出配电网的结构，并通过图形构建自动得到故障指示器的相邻关系，在配电网运行方式改变的情况下可以自动生成新的故障指示器相邻关系。(4)采用了可辨识矩阵与布尔代数运算相结合的属性约简算法对原始决策表进行约简，得到了信息冗余度很小且有高容错性的约简决策表，通过对配电网的分析提取出约简规则，可用故障指示器的相邻关系直接生成原始决策表和约简决策表。(5)分析了单故障和多重故障下故障模式的特点，提出了一种适应多重故障的故障诊断方法。附图说明图1为本技术的系统框图；图2为本技术的智能故障指示器工作原理图。具体实施方式下面结合附图，对本技术做进一步的说明：如图1所示，新型10kv线路的智慧故障指示系统，包括与变电站1连接的断路器2，以及与断路器2连接的数传电台监控装置，与数传电台监控装置连接的上位管理系统，及通过ZigBee传感网络7连接的设置在电线路上的故障指示单元；所述的故障指示单元包括简单设备节点的测量单元9、全功能设备节点8及全功能设备节点中的网络中继器10；所述的测量单元9包括智能故障指示器和射频收发器；所述的数传电台监控装置与断路器2和测量单元9连接的第一数传电台3以及与上位管理系统连接的第二数传电台4；所述的第一数传电台3和第二数传电台4之间通过射频连接；所述的上位管理系统包括与第二数传电台4连接的主机5，与主机5通过网关6连接的Tnternet网络；如图2所示，所述的智能故障指示器包括与滤波及调幅电路b连接的电压电流信号a及多路转换模拟开关c；所述的多路转换模拟开关c连接AD采样模块d本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型10kv线路的智慧故障指示系统，其特征在于：包括与变电站(1)连接的断路器(2)，以及与断路器(2)连接的数传电台监控装置，与数传电台监控装置连接的上位管理系统，及通过ZigBee传感网络(7)连接的设置在电线路上的故障指示单元；所述的故障指示单元包括简单设备节点的测量单元(9)、全功能设备节点(8)及全功能设备节点中的网络中继器(10)。

【技术特征摘要】
1.新型10kv线路的智慧故障指示系统，其特征在于：包括与变电站(1)连接的断路器(2)，以及与断路器(2)连接的数传电台监控装置，与数传电台监控装置连接的上位管理系统，及通过ZigBee传感网络(7)连接的设置在电线路上的故障指示单元；所述的故障指示单元包括简单设备节点的测量单元(9)、全功能设备节点(8)及全功能设备节点中的网络中继器(10)。2.根据权利要求1所述的新型10kv线路的智慧故障指示系统，其特征在于：所述的测量单元(9)包括智能故障指示器和射频收发器。3.根据权利要求1所述的新型10kv线路的智慧故障指示系统，其特征在于：所述的数传电台监控装置与断路器(2)和测量单元(9)连接的第一数传电台(3)以及与上位管理系统连接的第二数传电台(4)；所述的第一数传电台(3)和第二数传电台(4)之间通过射频连接。4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：王云龙，张志锋，孟璐，张沛，陈方，杨玉明，王培丹，赵双峰，郝涛，罗松涛，王辉，王茂州，
申请(专利权)人：国网河南省电力公司郑州供电公司，
类型：新型
国别省市：河南;41