配电网故障定位的边缘计算装置及配电网故障定位系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种配电网故障定位的边缘计算装置及配电网故障定位系统，包括：电压监测模块、处理模块及通信模块；电压监测模块，用于获取并监测配电网的零序电压；处理模块，用于当识别到发生接地故障时，计算相应的故障时刻点，以生成数据召测指令，后启动通信模块；通信模块，用于向安装于各三相母线上的所有电流监测模块广播数据召测指令，以使得电流监测模块响应于数据召测指令，获取并返回故障时刻点对应的故障电流信号；处理模块，用于根据故障电流信号定位配电网的接地故障点，并通过通信模块将接地故障点反馈到云平台。本发明专利技术提供一种利用监测中性点零序电压实现故障定位的装置，有效提高故障定位的准确性和及时性。

【技术实现步骤摘要】
配电网故障定位的边缘计算装置及配电网故障定位系统
本专利技术涉及配电网自动化
，尤其涉及一种配电网故障定位的边缘计算装置及配电网故障定位系统。
技术介绍
目前，配电网单相接地故障的识别和定位越来越引起电网管理人员的重视，以往就有依据零序电压判定是否存在接地故障的使用习惯，也研发出基于各种方法开展故障定位的装置。然而现有技术中未存在将两者优势有机结合的故障定位装置。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种配电网故障定位的边缘计算装置及配电网故障定位系统，能提供一种利用监测中性点零序电压实现故障定位的装置，实现对配电网故障的实时监测响应，有效提高故障定位的准确性，同时大大加快了电网故障的处理速度。本专利技术一实施例提供一种配电网故障定位的边缘计算装置，包括：电压监测模块、处理模块及通信模块；所述电压监测模块包括安装于配电网变压器母线中性点处的零序电压互感器；所述电压监测模块，用于通过所述零序电压互感器，获取并监测配电网的零序电压；所述处理模块，与所述电压监测模块、所述通信模块连接，用于根据所述零序电压识别所述配电网是否发生接地故障；当识别到发生接地故障时，计算相应的故障时刻点，以根据所述故障时刻点生成数据召测指令，后启动所述通信模块；所述通信模块，与电流监测模块、云平台连接，用于向安装于各三相母线上的所有电流监测模块广播所述数据召测指令，以使得所述电流监测模块响应于所述数据召测指令，获取并返回所述故障时刻点对应的故障电流信号；所述处理模块，用于根据所述故障电流信号定位所述配电网的接地故障点，并通过所述通信模块将所述接地故障点反馈到所述云平台。作为上述方案的改进，所述电压监测模块还包括接地变压器、电压互感器、瞬态二极管及ADC采样单元；所述零序电压互感器包括至少两个二次绕组；所述接地变压器接在三相母线上，所述接地变压器的中性点与所述零序电压互感器的一次侧连接；所述零序电压互感器的其中一个二次侧与所述电压互感器的一次侧连接；所述电压互感器的二次侧与所述ADC采样单元的第一端连接，所述电压互感器的二次侧接地，所述瞬态二极管并联连接于所述电压互感器的二次侧与所述ADC采样单元的第一端之间；所述ADC采样单元的第二端与所述处理模块的第一引脚连接。作为上述方案的改进，所述处理模块被配置为，包括：所述根据所述零序电压识别所述配电网是否发生接地故障，具体包括：获取所述零序电压的基波有效值，将第n个周波开始连续的N个周波的基波有效值分别减去第n-1个周波的基波有效值，并对其所有差值进行依次累加，得到长期性电压变化值；其中，n>1，N≥1；判断在预设时长内所述零序电压的基波幅值有效值是否超过预设的幅值阈值，并判断所述长期性电压变化值是否超过预设的长期性电压阈值；当判断到在所述预设时长内所述零序电压的基波幅值有效值超过所述幅值阈值，或所述长期性电压变化值超过所述长期性电压阈值时，则识别到所述配电网发生接地故障。作为上述方案的改进，所述处理模块被配置为，还包括：所述当识别到发生接地故障时，计算相应的故障时刻点，以根据所述故障时刻点生成数据召测指令，具体包括：当识别到所述配电网发生接地故障时，则将当前周波各采样点的电压值与上一周波对应所述采样点的电压值的差值，作为增量数据，并根据所述增量数据计算当前周波的数据增量；其中，所述数据增量包括幅值突变量；判断所述幅值突变量是否超过预设的幅值突变阈值；当判断到所述幅值突变量超过所述幅值突变阈值时，则当检测到连续M个所述增量数据超过预设的增量阈值时，将M个所述增量数据中的第一个所述增量数据对应的采样时刻点作为故障时刻点，并以所述故障时刻点作为数据召测指令的时间戳；其中，M≥1。作为上述方案的改进，还包括GPS授时模块；所述GPS授时模块，与所述处理模块连接，用于进行时钟校准。作为上述方案的改进，所述边缘计算装置还包括使能电路；所述使能电路包括第一电阻、第二电阻、三极管、第一电容和第二电容；所述处理模块的第二引脚与所述第二电阻的一端连接，所述第二电阻的另一端与所述三极管的基极连接，所述三极管的集电极和发射极并联连接在所述第二电容的两端，所述三极管的集电极均与所述通信模块的第一引脚、所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端均与所述通信模块的第二引脚、所述第一电容的第一端连接，所述第二电容的第二端接地；所述处理模块，与所述使能电路连接，用于当识别到所述配电网发生接地故障，并获取到故障时刻点时，控制所述处理模块的第二引脚为低电平，通过所述使能电路控制所述通信模块的第一引脚为高电平，以启动所述通信模块。作为上述方案的改进，所述边缘计算装置还包括晶振电路；所述晶振电路与所述处理模块并联连接。作为上述方案的改进，所述边缘计算装置还包括数据存储模块和加密模块；所述数据存储模块，与所述处理模块连接，用于存储所述处理模块的数据；所述加密模块，与所述处理模块连接，用于对发送及接收的数据进行加密和解密，以进行所述边缘计算装置与所述电流监测模块、所述云平台的身份认证。作为上述方案的改进，所述边缘计算装置还包括用于供电的电源模块；所述电源模块均与零序电压互感器的其中一个二次侧、ADC采样单元、所述通信模块、数据存储模块、加密模块、GPS授时模块、所述处理模块连接。本专利技术另一实施例对应提供了一种配电网故障定位系统，包括：电流监测模块、云平台及上述的配电网故障定位的边缘计算装置；其中，所述配电网故障定位的边缘计算装置均与所述电流监测模块、所述云平台连接。相比于现有技术，本专利技术实施例公开的一种配电网故障定位的边缘计算装置及配电网故障定位系统，具有如下有益效果：所述配电网故障定位的边缘计算装置包括：电压监测模块、处理模块及通信模块；所述电压监测模块包括安装于配电网变压器母线中性点处的零序电压互感器；所述电压监测模块，用于通过所述零序电压互感器，获取并监测配电网的零序电压；所述处理模块，与所述电压监测模块、所述通信模块连接，用于根据所述零序电压识别所述配电网是否发生接地故障；当识别到发生接地故障时，计算相应的故障时刻点，以根据所述故障时刻点生成数据召测指令，后启动所述通信模块；所述通信模块，与电流监测模块、云平台连接，用于向安装于各三相母线上的所有电流监测模块广播所述数据召测指令，以使得所述电流监测模块响应于所述数据召测指令，获取并返回所述故障时刻点对应的故障电流信号；所述处理模块，用于根据所述故障电流信号定位所述配电网的接地故障点，并通过所述通信模块将所述接地故障点反馈到所述云平台。本专利技术能提供一种利用监测中性点零序电压实现故障定位的装置，充分利用了零序电压互感器的取能和故障监测功能，实现故障定位算法的边缘计算，实现对配电网故障的实时监测响应，能有效提高故障定位的准确性和及时性，同时大大加快了电网故障的处理速度。附图说明图1是本专利技术一实施例提供的一种配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种配电网故障定位的边缘计算装置，其特征在于，包括：电压监测模块、处理模块及通信模块；/n所述电压监测模块包括安装于配电网变压器母线中性点处的零序电压互感器；/n所述电压监测模块，用于通过所述零序电压互感器，获取并监测配电网的零序电压；/n所述处理模块，与所述电压监测模块、所述通信模块连接，用于根据所述零序电压识别所述配电网是否发生接地故障；当识别到发生接地故障时，计算相应的故障时刻点，以根据所述故障时刻点生成数据召测指令，后启动所述通信模块；/n所述通信模块，与电流监测模块、云平台连接，用于向安装于各三相母线上的所有电流监测模块广播所述数据召测指令，以使得所述电流监测模块响应于所述数据召测指令，获取并返回所述故障时刻点对应的故障电流信号；/n所述处理模块，用于根据所述故障电流信号定位所述配电网的接地故障点，并通过所述通信模块将所述接地故障点反馈到所述云平台。/n

【技术特征摘要】
1.一种配电网故障定位的边缘计算装置，其特征在于，包括：电压监测模块、处理模块及通信模块；
所述电压监测模块包括安装于配电网变压器母线中性点处的零序电压互感器；
所述电压监测模块，用于通过所述零序电压互感器，获取并监测配电网的零序电压；
所述处理模块，与所述电压监测模块、所述通信模块连接，用于根据所述零序电压识别所述配电网是否发生接地故障；当识别到发生接地故障时，计算相应的故障时刻点，以根据所述故障时刻点生成数据召测指令，后启动所述通信模块；
所述通信模块，与电流监测模块、云平台连接，用于向安装于各三相母线上的所有电流监测模块广播所述数据召测指令，以使得所述电流监测模块响应于所述数据召测指令，获取并返回所述故障时刻点对应的故障电流信号；
所述处理模块，用于根据所述故障电流信号定位所述配电网的接地故障点，并通过所述通信模块将所述接地故障点反馈到所述云平台。


2.如权利要求1所述的配电网故障定位的边缘计算装置，其特征在于，所述电压监测模块还包括接地变压器、电压互感器、瞬态二极管及ADC采样单元；
所述零序电压互感器包括至少两个二次绕组；
所述接地变压器接在三相母线上，所述接地变压器的中性点与所述零序电压互感器的一次侧连接；所述零序电压互感器的其中一个二次侧与所述电压互感器的一次侧连接；所述电压互感器的二次侧与所述ADC采样单元的第一端连接，所述电压互感器的二次侧接地，所述瞬态二极管并联连接于所述电压互感器的二次侧与所述ADC采样单元的第一端之间；所述ADC采样单元的第二端与所述处理模块的第一引脚连接。


3.如权利要求1所述的配电网故障定位的边缘计算装置，其特征在于，所述处理模块被配置为，包括：
用于根据所述零序电压识别所述配电网是否发生接地故障，具体包括：
获取所述零序电压的基波有效值，将第n个周波开始连续的N个周波的基波有效值分别减去第n-1个周波的基波有效值，并对其所有差值进行依次累加，得到长期性电压变化值；其中，n>1，N≥1；
判断在预设时长内所述零序电压的基波幅值有效值是否超过预设的幅值阈值，并判断所述长期性电压变化值是否超过预设的长期性电压阈值；
当判断到在所述预设时长内所述零序电压的基波幅值有效值超过所述幅值阈值，或所述长期性电压变化值超过所述长期性电压阈值时，则识别到所述配电网发生接地故障。


4.如权利要求1所述的配电网故障定位的边缘计算装置，其特征在于，所述处理模块被配置为，还包括：
用于当识别到发生接地故障时，计算相应的故障时刻点，以根据所述故障时刻点生成数据召测指令，具体包括：
当识别到所述配电网发生接地故障时，则将当前周波各采样点的电压值...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹林，余文辉，吴争荣，罗俊平，李锐海，
申请(专利权)人：广东冠能电力科技发展有限公司，南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44