一种配电线路故障定位系统和方法技术方案

本申请是关于一种配电线路故障定位系统和方法，系统包括采集装置、启动元件、数据处理装置和输出装置，采集装置包括穿心式行波传感器和无线传感器，穿心式行波传感器通过同轴电缆与无线传感器连接，无线传感器将信号分别传递至启动元件和数据处理装置，数据处理装置对信号进行处理后传递给输出装置，当信号经启动元件判定为故障信号时，启动元件经数据处理装置将信号传递至输出装置。本申请实施例中的系统和方法结构简单，方便操作者进行安装，而且采用行波法与无线传输相结合，有利于提高故障定位精度。

A fault location system and method for distribution lines

This application is about a distribution line fault location system and method. The system consists of a collection device, a starting element, a data processing device and an output device. The acquisition device includes a penetrating traveling wave sensor and a wireless sensor. The piercing traveling wave sensor is connected to a line free sensor through a coaxial cable, and the wireless sensor will send a letter. The signal is transferred to the starting element and the data processing device respectively. The data processing device is transferred to the output device after processing the signal. When the signal is judged to be a fault signal through the starting element, the starting element passes the signal to the output device through the data processing device. The system and method in the application example are simple in structure, convenient for the operator to install, and the combination of traveling wave method and wireless transmission is helpful to improve the accuracy of fault location.

【技术实现步骤摘要】
一种配电线路故障定位系统和方法
本申请涉及配电网设备
，尤其涉及一种配电线路故障定位系统和方法。
技术介绍
配电网是由架空线路、电缆、杆塔、配电变压器、隔离开关、无功补偿器以及一些附属设施组成、在电力网中起着分配电能作用的重要网络。配电网一旦发生故障，会对配电系统造成很大损失，因此，当配电线路发生故障时，及时对配电线路故障进行定位从而使故障得到及时解决，是个重要问题。目前，在配电网中对配电线路故障进行定位通常采用配电线路故障定位装置，具体地，这种装置采用阻抗法进行故障检测，当配电网出现故障时，由采集单元进行录波并将信号通过光缆或通讯线传输至主机系统，主机系统测量电压与电流，从而得到故障点到测量端的阻抗，再利用线路参数建立故障模型，通过计算获取到故障距离，实现对配电线路故障进行定位。然而，目前的配电线路故障定位装置中，由于采用阻抗法进行故障检测，阻抗法无法消除接地故障点存在的过渡电阻等参数的影响，导致采用该方法进行故障定位的定位精度低，准确性不够，且阻抗法结构复杂，不便于应用且不适合长距离输电配电网中故障定位。另外，目前的配电线路故障定位装置中通过阻抗法确定故障位置后，将故障处电流信号或电压信号通过光缆或者通讯线等有线电缆进行传输，这种采用铺电线的方式进行信号传输，使得信号容易受到外界因素影响，传输效率低下。
技术实现思路
为克服相关技术中存在的故障定位准确性低、信号传输效率低的问题，本申请提供一种配电线路故障定位系统和方法。一种配电线路故障定位系统，包括采集装置、启动元件、数据处理装置和输出装置，所述采集装置包括穿心式行波传感器和无线传感器，所述穿心式行波传感器套接在配电线上用于采集配电线上的信号，所述无线传感器设置于所述采集装置的内部，所述穿心式行波传感器通过同轴电缆与所述无线传感器连接，所述采集装置通过所述无线传感器将信号分别传递至启动元件和数据处理装置，所述数据处理装置对信号进行处理后传递给所述输出装置，当信号经启动元件判定为故障信号时，所述启动元件将信号经数据处理装置传递至输出装置。可选地，所述数据处理装置包括高速数据处理元件和中央处理器，所述采集装置通过所述无线传感器将信号分别传递至所述启动元件和高速数据处理元件，所述高速数据处理单元对数据进行初步处理后发送至所述中央处理器，所述中央处理器与所述输出装置连接，所述无线传感器还通过所述启动元件与所述中央处理器连接。可选地，所述高速数据处理元件包括：A/D转换器、FPGA逻辑电路控制单元、存储器、单片机以及光耦隔离器，所述A/D转换器对信号进行A/D转换并将A/D转换后的信号传递至存储器和单片机，所述存储器对A/D转换后的信号进行存储并与FPGA逻辑电路控制单元进行交互，所述单片机对A/D转换后的信号进行初步处理并与FPGA逻辑电路控制单元进行交互，所述FPGA逻辑电路控制单元将信号反馈至A/D转换器，所述单片机还通过所述光耦隔离器与所述中央处理器连接。可选地，所述中央处理器为DSP系列TMS320C5545芯片。可选地，所述中央处理器还与一大容量存储器连接。可选地，所述无线传感器与同轴电缆之间设置有电压抑制及分压器，所述同轴电缆还与一避雷器连接。可选地，所述无线传感器采用GPRS信号进行传输，且所述无线传感器支持MODBUS协议。一种配电线路故障定位方法，其特征是，所述方法包括：根据配电线路中电流突变情况判断配电线路是否发生故障；当配电线路发生故障时，通过行波法获取配电线路中的故障录波信号；将所述故障录波信号通过无线传输的方式传输至数据处理装置；数据处理装置对所述故障录波信号进行分析处理，获取故障分析信号并对故障分析信号进行存储；根据客户端的请求，将所述故障分析信号发送至客户端。可选地，所述数据处理装置包括高速数据处理元件和中央处理器。可选地，所述数据处理装置对所述故障录波信号进行分析处理后，获取故障分析信号并进行存储，包括：所述高速数据处理元件对所述故障录波信号进行初步处理和存储，并将处理后的数据发送至中央处理器；所述中央处理器对高速数据处理单元初步处理后的数据进行分析，获取故障分析信号并对故障分析信号进行存储。本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请提供一种配电线路故障定位系统，包括采集装置、启动元件、数据处理装置和输出装置，采集装置包括穿心式行波传感器和无线传感器，穿心式行波传感器套接在配电线上用于采集配电线上的信号，无线传感器设置于采集装置的内部，穿心式行波传感器通过同轴电缆与无线传感器连接，采集装置通过无线传感器将信号分别传递至启动元件和数据处理装置，数据处理装置对信号进行处理后传递给输出装置，当信号经启动元件判定为故障信号时，启动元件将信号经数据处理装置传递至输出装置，通过输出装置将故障信息反馈至操作人员。本申请实施例中当配电线路中没有故障时，启动元件不被触发，当配电线路中发生故障时启动元件被触发。通过设置启动元件来判断配电线路中是否发生故障，并通过数据处理装置及时对配电线路中的故障进行处理。本申请实施例的采集装置中设置有穿心式行波传感器和无线传感器，通过穿心式行波传感器对故障信号进行采集并通过无线传感器将信号传递至数据处理装置，行波法进行故障定位准确性高，且装置简单，易于推广，且该装置还适用于长距离输电配电网中故障定位。无线传感器的采用能够避免有线信号传输，有利于保持信号的精度和提高信号传输的效率。本申请还提供一种配电线路故障定位方法，包括：根据配电线路中电流突变情况判断配电线路是否发生故障；通过行波法获取配电线路中的故障录波信号；将故障录波信号通过无线传输的方式传输至数据处理装置；数据处理装置对故障录波信号进行分析处理后，获取故障分析信号并进行存储；根据客户端的请求，将故障分析信号发送至客户端。本申请实施例采用行波法进行故障定位，该方法定位准确性高，易于推广。而且对信号采用无线传输的方式，能够避免有线信号传输，有利于保持信号的精度和提供信号传输的效率。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的一种配电线路故障定位系统的结构示意图；图2为本申请实施例提供的另一种配电线路故障定位系统的结构示意图；图3为本申请实施例中高速数据处理元件的结构示意图；图4为本申请实施例提供的一种配电线路故障定位方法的流程示意图。符号表示：1-穿心式行波传感器、2-无线传感器、3-启动元件、4-数据处理装置、41-高速数据处理元件、411-A/D转换器、412-FPGA逻辑电路控制单元、413-存储器、414-单片机、415-光耦隔离器、42-中央处理器、5-输出装置。具体实施方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本申请进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本申请的不同结构。为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电线路故障定位系统，其特征是，包括采集装置、启动元件(3)、数据处理装置(4)和输出装置(5)，所述采集装置包括穿心式行波传感器(1)和无线传感器(2)，所述穿心式行波传感器(1)套接在配电线上用于采集配电线上的信号，所述无线传感器(2)设置于所述采集装置的内部，所述穿心式行波传感器(1)通过同轴电缆与所述无线传感器(2)连接，所述采集装置通过所述无线传感器(2)将信号分别传递至所述启动元件(3)和数据处理装置(4)，所述数据处理装置(4)对信号进行处理后传递给所述输出装置(5)，当信号经启动元件(3)判定为故障信号时，所述启动元件(3)将信号经数据处理装置(4)传递至输出装置(5)。

【技术特征摘要】
1.一种配电线路故障定位系统，其特征是，包括采集装置、启动元件(3)、数据处理装置(4)和输出装置(5)，所述采集装置包括穿心式行波传感器(1)和无线传感器(2)，所述穿心式行波传感器(1)套接在配电线上用于采集配电线上的信号，所述无线传感器(2)设置于所述采集装置的内部，所述穿心式行波传感器(1)通过同轴电缆与所述无线传感器(2)连接，所述采集装置通过所述无线传感器(2)将信号分别传递至所述启动元件(3)和数据处理装置(4)，所述数据处理装置(4)对信号进行处理后传递给所述输出装置(5)，当信号经启动元件(3)判定为故障信号时，所述启动元件(3)将信号经数据处理装置(4)传递至输出装置(5)。2.如权利要求1所述的一种配电线路故障定位系统，其特征是，所述数据处理装置(4)包括高速数据处理元件(41)和中央处理器(42)，所述采集装置通过所述无线传感器(2)将所述分别传递至所述启动元件(3)和高速数据处理元件(4)，所述高速数据处理单元(41)对数据进行初步处理后发送至所述中央处理器(42)，所述中央处理器(42)与所述输出装置(5)连接，所述无线传感器(2)还通过所述启动元件(3)与所述中央处理器(42)连接。3.如权利要求2所述的一种配电线路故障定位系统，其特征是，所述高速数据处理元件(41)包括：A/D转换器(411)、FPGA逻辑电路控制单元(412)、存储器(413)、单片机(414)以及光耦隔离器(415)，所述A/D转换器(411)对信号进行A/D转换并将A/D转换后的信号传递至存储器(413)和单片机(414)，所述存储器(413)对A/D转换后的信号进行存储并与FPGA逻辑电路控制单元(412)进行交互，所述单片机(414)对A/D转换后的信号进行初步处理并与FPGA逻...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐现昊，周晓亮，孙连棒，黄志新，李化波，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南市历城区供电公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：山东,37