一种配电网故障定点检测装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种配电网故障定点检测装置及检测方法，检测装置包括信号源和检测器；其中，所述信号源，连接于配电网的故障区段，用于在故障区段所属的多个分支线路停运时，向多个分支线路的接地相注入特征信号，向检测器发送特征信号电压、频率信息，所述特征信号通过所述多个分支线路的接地点构成回路；所述检测器，连接于多个分支线路连接，用于基于所述回路，对所述多个分支线路流过的特征信号进行测量，接受信号源发送来的信息，以得到故障区域中每个分支线路的阻性电流，并基于该阻性电流确定所述故障区段的接地点。本发明专利技术检测效率高和数据准确性好。

A fixed-point detection device for distribution network fault and its detection method

【技术实现步骤摘要】
一种配电网故障定点检测装置及检测方法
本专利技术属于配电故障检测设备
，尤其是涉及一种配电网故障定点检测装置及检测方法。
技术介绍
我国配电网线路复杂，分支繁多，一旦发生接地故障，很难进行定位。据统计，电力用户遭受的停电事故95％以上是由配电网故障引起的。因此，准确定位配电网故障位置，对于及时隔离并修复故障、提高供电可靠性具有十分重要的意义。目前普遍采用信号注入法来进行故障的定位。信号源向故障相注入低频交流信号，然后用检测器沿故障线路进行地面巡测，当测得配电线路有电流时，说明故障点在测量点的下游，若无电流，说明故障点在测量点的上游。在故障点前后，检测器的指示有明显的大幅度变化，根据其明显变化判断故障点所在。但是，由于架空线路与大地之间存在分布电容，与信号源注入点的距离不同产生的容性电流也不同，且输电线路上由于种种原因存在大量入地电缆，这些电缆的分布电容更大。输电线路上的分布电容越大，容性电流越大，实际在故障点前后测得的电流无明显差异，无法检测出信号电流的突变，难以定位故障点。由于分布电容的存在，目前故障定位仪要求线路的对地电容影响不大，忽略短分支的分布电容，接地电阻值范围小等，这些约束条件使得故障定位仪存在有效定位距离较短，精确度不高等问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种配电网故障定点检测装置，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种配电网故障定点检测装置，包括信号源和检测器；其中，所述信号源，连接于配电网的故障区段，用于在故障区段所属的多个分支线路停运时，向多个分支线路的接地相注入特征信号，向检测器发送特征信号电压、频率信息，所述特征信号通过所述多个分支线路的接地点构成回路；所述检测器，连接于多个分支线路连接，用于基于所述回路，对所述多个分支线路流过的特征信号进行测量，接受信号源发送来的信息，以得到故障区域中每个分支线路的阻性电流，并基于该阻性电流确定所述故障区段的接地点。进一步的，所述信号源包括箱体，箱体表面设有显示屏和第一开关，箱体内设有电路板，电路板上设有第一CPU、A/D转换电路、D/A转换电路、相位鉴别电路、第一电源、功放电路、第一无线通讯模块、以及信号输出模块；所述第一电源通过第一电源电路连接第一CPU、显示屏以及第一无线通讯模块，用于为第一CPU、显示屏以及第一无线通讯模块供电；所述第一CPU通过相关管脚连接显示屏、第一无线通讯模块、相位鉴别电路、A/D转换电路、以及D/A转换电路；所述D/A转换电路还连接功放电路；所述A/D转换电路和功放电路均连接信号输出模块。进一步的，所述检测器包括外壳，外壳表面设有第二开关，其特征在于：还包括设置在外壳内的控制电路板，所述控制电路板上设有第二CPU、感应线圈、滤波放大器、第二无线通讯模块、第二电源、以及无线充电模块；所述第二电源通过第二电源电路连接第二CPU和第二无线通讯模块，用于为第二CPU和第二无线通讯模块供电；所述第二CPU通过相应管脚连接第二无线通讯模块以及滤波放大器；所述滤波放大器还连接感应线圈；所述第二电源还连接无线充电模块，所述无线充电模块包括无线充电电路以及无线充电线圈。本专利技术的另一目的在于提出一种配电网故障定点检测方法，包括如下步骤：S1、信号源向被测线路发送频率为f1的信号电流，并将频率为f1，电压为U1的特征信号数据发送给检测器；S2、检测器测量线路上有效电流I1，计算被测线路上复阻抗大小Z1；S3、信号源向被测线路发送频率为f2的信号电流，并将频率为f2，电压为U2的特征信号数据发送给检测器；S4、检测器测量线路上有效电流I2，计算被测线路上复阻抗大小Z2；S5、在架空和埋地电缆混合线路中，线路的复阻抗呈现为容性，故复阻抗的电抗X等于等效容抗XC，根据两次计算出的阻抗Z1、Z2和检测线路上的等效电阻R和等效电容C的关系列出关于复阻抗模的二元二次方程组，求解取绝对值得到检测线路上的等效电阻R和等效电容C；S6、计算被测线路在某一频率下的等效容抗XC1或XC2；S7、计算被测线路的阻抗角ψ1或ψ2；S8、计算被测线路的阻性电流IR。进一步的，复阻抗计算公式为Z＝U/I(1)式中，U为信号源发送来的有效电压值，I为检测器测量到线路的有效电流值。进一步的，所述的被测线路的容抗大小XC的计算公式为：式中，f为信号源发送来的信号电流频率，C为被测线路上的等效电容。进一步的，所述的二元二次方程组为：式中，f1、f2为信号源发送来的信号电流频率，R为被测线路上的等效电阻，XC1、XC2为被测线路在某一频率下的等效容抗，Z1、Z2为计算出的不同频率下被测线路的阻抗大小。进一步的，所述被测线路在某一频率下的等效容抗XC1、XC2的计算公式为：式中，f1、f2为信号源发送来的信号电流频率，C为被测线路上的等效电容。进一步的，所述被测线路的阻抗角ψ1\ψ2的计算公式为：ψ1＝arctan(XC1/R)(6)所述被测线路的阻抗角ψ2的计算公式为：ψ2＝arctan(XC2/R)(7)式中，R为被测线路等效电阻的大小，XC1为被测线路在频率为f1的电流下等效容抗的大小，XC2为被测线路在频率为f2的电流下等效容抗的大小。进一步的，所述的被测线路阻性电流IR的计算公式为：IR＝I1cosψ1(8)式中，I1为被测线路在频率为f1电流下的有效电流值，ψ1为被测线路在频率为f1电流下的复阻抗的阻抗角；或IR＝I2cosψ2(9)式中，I2为被测线路在频率为f2电流下的有效电流值，ψ2为被测线路在频率为f2电流下的复阻抗的阻抗角。相对于现有技术，本专利技术所述的一种配电网故障定点检测装置及检测方法具有以下优势：本专利技术采用向故障区段线路接地相注入两种异频特征信号、并对线路流过的特征信号进行测量、计算阻性电流的方式，确定故障区段的接地点，以解决目前配电网故障定点仪因分布电容造成的灵敏度低及可靠性等问题，从而，克服现有技术中检测效率低、数据准确性差等缺陷，以实现检测效率高和数据准确性好的有益效果。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是本专利技术实施例所述的阻抗示意图；图2是本专利技术实施例所述的的电流示意图；图3为本专利技术实施例所述的信号源的示意图；图4为本专利技术实施例所述的第一电源电路示意图；图5为本专利技术实施例所述的信号源中的单片机电路图；图6为本的专利技术实施例所述的第一无线通讯模块电路图；图7为本专利技术实施例所述的A/D转换电路示意图；图8为本专利技术实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网故障定点检测装置，其特征在于：包括信号源和检测器；其中，/n所述信号源，连接于配电网的故障区段，用于在故障区段所属的多个分支线路停运时，向多个分支线路的接地相注入特征信号，向检测器发送特征信号电压、频率信息，所述特征信号通过所述多个分支线路的接地点构成回路；/n所述检测器，连接于多个分支线路连接，用于基于所述回路，对所述多个分支线路流过的特征信号进行测量，接受信号源发送来的信息，以得到故障区域中每个分支线路的阻性电流，并基于该阻性电流确定所述故障区段的接地点。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障定点检测装置，其特征在于：包括信号源和检测器；其中，
所述信号源，连接于配电网的故障区段，用于在故障区段所属的多个分支线路停运时，向多个分支线路的接地相注入特征信号，向检测器发送特征信号电压、频率信息，所述特征信号通过所述多个分支线路的接地点构成回路；
所述检测器，连接于多个分支线路连接，用于基于所述回路，对所述多个分支线路流过的特征信号进行测量，接受信号源发送来的信息，以得到故障区域中每个分支线路的阻性电流，并基于该阻性电流确定所述故障区段的接地点。


2.根据权利要求1所述的一种配电网故障定点检测装置，其特征在于：所述信号源包括箱体，箱体表面设有显示屏和第一开关，箱体内设有电路板，电路板上设有第一CPU、A/D转换电路、D/A转换电路、相位鉴别电路、第一电源、功放电路、第一无线通讯模块、以及信号输出模块；
所述第一电源通过第一电源电路连接第一CPU、显示屏以及第一无线通讯模块，用于为第一CPU、显示屏以及第一无线通讯模块供电；
所述第一CPU通过相关管脚连接显示屏、第一无线通讯模块、相位鉴别电路、A/D转换电路、以及D/A转换电路；
所述D/A转换电路还连接功放电路；
所述A/D转换电路和功放电路均连接信号输出模块。


3.根据权利要求1所述的一种配电网故障定点检测装置，其特征在于：所述检测器包括外壳，外壳表面设有第二开关，其特征在于：还包括设置在外壳内的控制电路板，所述控制电路板上设有第二CPU、感应线圈、滤波放大器、第二无线通讯模块、第二电源、以及无线充电模块；
所述第二电源通过第二电源电路连接第二CPU和第二无线通讯模块，用于为第二CPU和第二无线通讯模块供电；
所述第二CPU通过相应管脚连接第二无线通讯模块以及滤波放大器；
所述滤波放大器还连接感应线圈；
所述第二电源还连接无线充电模块，所述无线充电模块包括无线充电电路以及无线充电线圈。


4.一种配电网故障定点检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、信号源向被测线路发送频率为f1的信号电流，并将频率为f1，电压为U1的特征信号数据发送给检测器；
S2、检测器测量线路上有效电流I1，计算被测线路上复阻抗大小Z1；
S3、信号源向被测线路发送频率为f2的信号电流，并将频率为f2，电压为U2的特征信号数据发送给检测器；
S4、检测器测量线路上有效电流I2，计算被测线路上复阻抗大小Z2；
S5、在架空和埋地电缆混合线路中，线路的复阻抗呈现为容性，故复阻抗的电抗X等于等...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆业森，刘伟轩，李鹏刚，王锋，吴学煊，吴传红，
申请(专利权)人：天津浩源慧能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12