【技术实现步骤摘要】
一种基于边缘计算的配电网单相接地故障定位装置及方法
本专利技术涉及配电网故障定位
，特别是涉及一种配电网单相接地故障定位装置及方法。
技术介绍
现有技术文件1(衡思坤,韦海荣,朱立位,李德众,杨浩.一种配电网单相接地故障定位方法[P].CN103454561A,2013-12-18.)公开了一种配电网单相接地故障定位方法，以电线杆或分支线为节点安装故障指示器，通过故障指示器的翻牌结果作为指示，其效率低，定位精度差。现有技术2(孙忠耀,徐飞,汤盛润,王亮,赖晓明.一种故障录波器[P].CN203519741U,2014-04-02.)公开了一种故障录波器，然而该故障录波器体积较大，能耗高且不能进行野外部署，只能用在变电站侧进行关口数据录波，对各个分支线的情况不能准确的进行数据描述，存在一定的盲区。由于瞬态数据采集信息量大，且未来采集速率进一步提升后信息量更大，如果采用集中存储录波信号，将导致网络负载巨大，且网络的稳定性难以满足需求。另外由于架空输电线的电磁辐射环境复杂，对故障定位装置的通信
【技术保护点】
1.一种基于边缘计算的配电网单相接地故障定位装置，包括：设置在配电网自动化主站的定位计算模块和全网分布式设置的多个测点，各个测点设置有测量装置，测量装置包括安装在输电线上的三相采集模块和安装在电线杆上的汇聚模块，根据配电网拓扑结构，将全网的测量装置划分为多个测量装置组，其特征在于：/n三相采集模块通过北斗/GPS授时实现各个测点同步，实时同步采集配电网各个测点输电线每相的电流波形，将录波数据存储在三相采集模块本地，单相接地故障发生时，在三相采集模块本地执行边缘计算处理故障波形，查找故障点波形的波头，并将故障前后多个周波的电流波形及其时间信息传输至汇聚模块；/n汇聚模块汇总三...
【技术特征摘要】
1.一种基于边缘计算的配电网单相接地故障定位装置，包括：设置在配电网自动化主站的定位计算模块和全网分布式设置的多个测点，各个测点设置有测量装置，测量装置包括安装在输电线上的三相采集模块和安装在电线杆上的汇聚模块，根据配电网拓扑结构，将全网的测量装置划分为多个测量装置组，其特征在于：
三相采集模块通过北斗/GPS授时实现各个测点同步，实时同步采集配电网各个测点输电线每相的电流波形，将录波数据存储在三相采集模块本地，单相接地故障发生时，在三相采集模块本地执行边缘计算处理故障波形，查找故障点波形的波头，并将故障前后多个周波的电流波形及其时间信息传输至汇聚模块；
汇聚模块汇总三相采集模块的故障信息数据，对多个三相采集模块的故障信息数据进行横向处理校验，校验通过后，将故障信息数据无线传输至配电网自动化主站的定位计算模块；
定位计算模块以多个测量装置组计算融合行波波速，并采用双端行波测距算法以故障信息数据计算得出故障点位置。
2.根据权利要求1所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
三相采集模块包括：采样单元、存储单元、时间同步单元和数据处理单元。
3.根据权利要求2所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
所述采样单元包括：罗氏线圈、SAR差分ADC和FIFO，罗氏线圈用于采集输电线路电流，SAR差分ADC与罗氏线圈相连接，时钟发生芯片产生采样时钟信号，用于控制SAR差分ADC的采样频率，以设定的采样频率对电流波形进行采样，进行三相采集模块本地化录波。
4.根据权利要求3所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
所述设定的采样频率不低于1MHz。
5.根据权利要求2至4任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
所述存储单元包括：配置信息存储部件和波形数据存储部件，波形数据存储部件设置在各个测点的三相采集模块内部，实时同步存储配电网各个测点的电流波形，其包括设定容量的SSD或eMMC存储器。
6.根据权利要求5所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
采用eMMC存储器时，采用2块eMMC存储器构成乒乓缓存，在写入一块缓存信息的同时，另一块持续缓冲采集信息码流。
7.根据权利要求2至4中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
存储单元采用流媒体格式或标准录波器文件格式存储电流波形数据。
8.根据权利要求2至4中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
所述时间同步单元用于为配电网全网所有测点提供授时信号，实现同步采样，其包括：北斗/GPS双模授时部件；该北斗/GPS双模授时部件通过数据处理单元的RX接口向其发送北斗/GPS时间戳，该北斗/GPS双模授时部件的秒脉冲信号通过逻辑电路分发至各个FIFO芯片数据线和处理单元的一个GPIO接口上，实现SAR差分ADC数据的时间戳标记。
9.根据权利要求2至4中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
三相采集模块还包括：电源单元、通信单元及端口保护单元；
所述电源单元用于为三相采集模块运行提供电能，其包括：相互连接的CT取电部件，电池部件和电源管理部件；
所述通信单元用于进行信息数据传输，其包括至少两个2.4GHz射频通信部件，对现场前后两个方向的区域信号进行覆盖；
所述端口保护单元用于对采样单元的模拟采集端口进行保护，其包括：TVS阵列部件。
10.根据权利要求9所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
所述电源单元还包括：光伏部件，其与电池部件和电源管理部件相连接。
11.根据权利要求2至4、10中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
所述数据处理单元用作主控和数据处理部件，接收时间同步单元的时间同步信号，对采样单元、通信单元实施控制，执行边缘计算处理存储单元中的波形数据，结合时间同步单元赋予的时间戳，形成波形与时间的融合数据。
12.根据权利要求2至4中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置，其特征在于，
所述数据处理单元通过SPI总线对时钟发生芯片进行配置，实现对采样频率的动态配置；通过SPI总线对SAR差分ADC进行配置测试，用于检查电路的完整性；通过GPIO接口接收FIFO状态，并通过GPIO接口控制FIFO的复位状态。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的配电网单相接地故障定位装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：完善，丁建忠，吕峰，沈海平，鲁方林，朱振，费彬，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司无锡供电分公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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