一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置，包括信号采集模块、信号调理模块、微控制器、无线通信模块、存储器和供电模块；所述供电模块连接到微控制器的供电端，所述信号采集模块采集配电网中三相导电线缆的暂态电流、电压，并通过所述信号调理模块转换成适于所述微控制器的电流、电压标准电平信号后输入到所述微控制器，所述微控制器通过所述无线通信模块从远程终端获得所述电流、电压标准电平信号的实时接收时间，并将连续接收到的电流、电压标准电平信号按实时接收时间的顺序形成三相导电线缆的同步的电流波形和电压波形数据保存到所述存储器中，能够作为故障检测的依据，有助于提高故障检测的精确性。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置
本技术涉及一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置。
技术介绍
智能电网技术的兴起，将信息处理技术、有线/无线通信技术、先进电子传感技术等融为一体，新型数字型故障指示器及FTU/DTU等配电网自动化设备的推广已经部分缓解了配电网故障停电带来的经济及社会压力。但是，如果没有先行建立一个较基础的、包含完整的针对配网线路运行线路电流、电压/电场信息的原始故障波形数据库，各种故障诊断及定位方法依然只能依靠电磁软件仿真得到的数据来进行设计的情况下，要提高故障诊断的准确性依然困难很大。为了更快、更准确的对配电线路故障进行定位，最好有大量的实际线路故障发生时刻直接在配网线路上采集的故障电流及故障电压/电场数据，虽然FTU/DTU等配电网自动化设备也在不断地推广应用过程中，但其并未将故障录波功能应用到现场，这对开展配电网故障诊断及定位方面的研究工作是很大的损失。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:提供一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置，能够实时为配电网故障检测提供三相导电线缆的同步的电流波形和电压波形数据。解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下:一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置，其特征在于:所述的录波装置包括信号采集模块、信号调理模块、微控制器、无线通信模块、存储器和供电模块；所述供电模块连接到微控制器的供电端，所述信号采集模块采集配电网中三相导电线缆的暂态电流、电压，并通过所述信号调理模块转换成适于所述微控制器的电流、电压标准电平信号后输入到所述微控制器，所述微控制器通过所述无线通信模块从远程终端获得所述电流、电压标准电平信号的实时接收时间，并将连续接收到的电流、电压标准电平信号按实时接收时间的顺序形成三相导电线缆的同步的电流波形和电压波形数据保存到所述存储器中。作为本技术的一种实施方式，所述的信号采集模块包括用于采集暂态电流的电流互感器和用于采集暂态电压的电场检测传感器，所述电流互感器和电场检测传感器分别安装在三相导电线缆上，并连接到信号调理模块的相应输入端口。作为本技术的一种改进，所述的供电模块包括功率控制器；功率控制器将所述电流互感器从三相导电线缆获得的能量转换成合适的电功率向所述微控制器供电。作为本技术的一种改进，所述的供电模块还包括备用电池和用于切换备用电池与所述功率控制器供电的电源管理器，所述功率控制器和备用电池通过该电源管理器连接到微控制器的供电端。作为本技术的一种改进，所述的微控制器设有电流阀值和电压阀值，微控制器仅在接收到的电流、电压标准电平信号分别超过所述电流阀值和电压阀值时，自动启动所述无线通信模块并将此时的电流波形和电压波形数据保存到所述存储器中。作为本技术的一种改进，所述的无线通信模块基于射频通信方式和时分复用通信协议与所述远程终端双向通信传输，所述微控制器通过无线通信模块接收到所述远程终端发出的强制触发指令时，受控启动所述无线通信模块并将此时的电流波形和电压波形数据保存到所述存储器中。作为本技术的一种改进，所述微控制器设有用于连接故障检测装置的通信端口，故障检测装置通过微控制器读取所述存储器中保存的电流波形和电压波形数据。与现有技术相比，本技术具有以下有益效果:第一，本技术通过信号采集模块、信号调理模块、微控制器和无线通信模块，能够将一段时间内的配电网中三相导电线缆的电流波形和电压波形数据保存到所述存储器中，作为故障检测的依据，使得故障检测装置不再需要依赖于电流有效值、电流幅值或电场幅值等少量的数值信息进行故障检测，有助于提高故障检测的精确性；第二，本技术通过无线通信模块实现了三相导电线缆的三相之间的采集信号的无线同步功能，其具有高同步精度，三相之间的时间同步精度可以达到33ms，使得三相之间的相角误差小于0.6度，降低了三相叠加获取零序电流的误差，保证架空线测量零序电流的精度，；第三，本技术的无线通信模块采用时分复用无线通信协议，只在需要进行信息传输的时刻开启射频通信，而在其余时刻射频通信处于关闭状态，大大降低了系统功耗；第四，本技术的微控制器通过电源管理器和功率控制器从三相导电线缆获得供电，通过功率控制限制取电功率同时避免短路大电流造成电源的损坏；并且，在功率控制器的自取电方式不能获得足够的电功率时，通过电源管理器自动切换成备用电池，确保了录波装置的工作可靠性。【附图说明】下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步的详细说明:图1为本技术的配电网在线故障录波装置的系统架构图。【具体实施方式】如图1所示，本技术的基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置，包括信号采集模块、信号调理模块、微控制器MCU、无线通信模块、存储器和供电模块。本技术的信号采集模块包括用于采集配电网中三相导电线缆的暂态电流的电流互感器和用于采集配电网中三相导电线缆的暂态电压的电场检测传感器，电流互感器和电场检测传感器分别安装在三相导电线缆上，并连接到信号调理模块的相应输入端口。信号调理模块接收信号采集模块采集到的暂态电流、电压信号，其将该初级的暂态电流信号转换成能够满足微控制器输入要求的电流标准电平信号，将对暂态电压信号经过采样电阻后获得的微弱电压信号经过放大，再通过电压跟随器缓冲、隔离和提高带载能力，最后经过二阶低通滤波滤除噪声干扰，从而转换成满足微控制器输入要求的电压标准电平信号，无线通信模块基于射频通信方式和时分复用通信协议与远程终端双向通信传输，微控制器接收信号调理模块输出的电流、电压标准电平信号，通过该无线通信模块从远程终端获得电流、电压标准电平信号的实时接收时间，并将连续接收到的电流、电压标准电平信号按实时接收时间的顺序形成三相导电线缆的同步的电流波形和电压波形数据保存到存储器中。另外，微控制器通过无线通讯模块与远程终端采用射频通信方式进行双向信息传输，既可以将获得的各种状态信息、数值信息、波形信息发送出去，也可以接受外部指令，具有遥信和遥测功能。上述暂态电流信号幅值低，频率高，为了能够在持续几百安培的线路电流中，获取持续时间仅为10?20ms、幅值低于IA的高频率暂态故障电流，智能配电网监测器采用了电子式电流互感器，该互感器有如下优点:高灵敏度:暂态故障电流幅值大于I安培即可检出。高带宽:可测量1000赫兹以内的暂态故障电流。高一致性:电子式电流互感器采用计算机辅助设计技术和数字加工技术，生产过程全数字化、全自动化，工艺参数稳定性好，大批量生产时各项工艺参数一致性可以控制在1%以内，这一点对于三相叠加获取零序电流至关重要。高抗干扰性:架空线电子式电流互感器工作环境非常恶劣，处在严重的电磁干扰环境中，这就要求电子式电流互感器必须具备很强的抗干扰性能。本技术可以采用多种故障录波模式来触发录波，具体的:微控制器预设有电流阀值和电压阀值，微控制器仅在接收到的电流、电压标准电平信号分别超过电流阀值和电压阀值时，自动启动无线通信模块并将此时的电流波形和电压波形数据保存到存储器中；通过合理设置电流阀值和电压阀值的取值，就能使得在检测到的电流波形或者电流有效值发生突变，并且突变量超过设定的电流阈值时，微控制器会触发录波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置，其特征在于：所述的录波装置包括信号采集模块、信号调理模块、微控制器（MCU）、无线通信模块、存储器和供电模块；所述供电模块连接到微控制器的供电端，所述信号采集模块采集配电网中三相导电线缆的暂态电流、电压，并通过所述信号调理模块转换成适于所述微控制器的电流、电压标准电平信号后输入到所述微控制器，所述微控制器通过所述无线通信模块从远程终端获得所述电流、电压标准电平信号的实时接收时间，并将连续接收到的电流、电压标准电平信号按实时接收时间的顺序形成三相导电线缆的同步的电流波形和电压波形数据保存到所述存储器中。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线三相同步技术的配电网在线故障录波装置，其特征在于:所述的录波装置包括信号采集模块、信号调理模块、微控制器(MCU)、无线通信模块、存储器和供电模块；所述供电模块连接到微控制器的供电端，所述信号采集模块采集配电网中三相导电线缆的暂态电流、电压，并通过所述信号调理模块转换成适于所述微控制器的电流、电压标准电平信号后输入到所述微控制器，所述微控制器通过所述无线通信模块从远程终端获得所述电流、电压标准电平信号的实时接收时间，并将连续接收到的电流、电压标准电平信号按实时接收时间的顺序形成三相导电线缆的同步的电流波形和电压波形数据保存到所述存储器中。2.根据权利要求1所述的录波装置，其特征在于:所述的信号采集模块包括用于采集暂态电流的电流互感器和用于采集暂态电压的电场检测传感器，所述电流互感器和电场检测传感器分别安装在三相导电线缆上，并连接到信号调理模块的相应输入端口。3.根据权利要求2所述的录波装置，其特征在于:所述的供电模块包括功率控制器；功率控制器将所述电流互感器从三相导电线缆获得的能量转换成...

【专利技术属性】
技术研发人员：余南华，李传健，赵永发，刘玮，周克林，郭晋楠，张建平，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：广东;44