一种内置双传感器的分布式电网故障监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种内置双传感器的分布式电网故障监测装置，包括监测主体；电流传感模块，用于获得电流信息；电压传感模块，用于获得电压信息；电压传感模块包括测量电极、测量电容，测量电极设置在监测主体的底部区域，测量电容设置在测量电极的上方；测量电容的一端与输电线路电连接，测量电容的另一端与测量电极电连接；采集模块，用于接收电流信息以及电压信息；取能模块，用于对电流传感模块、电压传感模块、采集模块供能。本发明专利技术的分布式电网故障诊断系统，对电流、电压信号进行采集、判断故障并授时，系统综合电压、电流数据，可就地完成初始故障时刻计算、故障识别以及诊断分析，从而进一步提升电网故障定位及识别的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种内置双传感器的分布式电网故障监测装置
本专利技术涉及电网故障诊断
，尤其涉及一种内置双传感器的分布式电网故障监测装置。
技术介绍
现有的分布式电网故障诊断系统由故障监测终端和后台构成，图1是现有技术中分布式电网故障诊断系统的系统框架图，图2是现有技术中分布式电网故障诊断系统3的监测装置的布置示意图。如图1和2所示，若干监测装置1(即故障监测终端)沿输电线路2部署，当输电线路2出现故障后，监测装置1采集故障电流上送后台，后台包括电网故障诊断系统3，如图1所示，由后台完成定位计算及诊断分析并进行信息发布。现有技术中，分布式电网故障诊断系统3只采集电流量作为后台计算的基础数据源，而没有对电压量进行采集，主要原因是难以解决高电位电压采集问题；相对于电流传感器只需要套接在线路上，即可实现电流信号采集，电压传感模块需要地电位作为参考，就需要体积重量较大的绝缘结构，电力系统常见电压采集是通过铁磁式电压互感器或分压器实现的，这两种方式都体积、重量都难以满足线上安装要求。因此，现有的分布式电网故障定位装置都没有电压传感模块。由于缺少电压量的信息，现有的分布式电网故障诊断系统用于多分支及配电网线路时，故障定位的可靠性相对降低，故障识别及诊断的可靠性难以进一步提升，从系统功能来说，也无法实现过电压监测。图3是现有技术中分布式电网故障诊断系统的方法流程图，如图3所示，现有技术中，分布式电网故障诊断系统的方法流程包括：步骤S01，数据采集；步骤S02，故障判别；步骤S03，数据储存；步骤S04，组包发送。其中故障判别是其中最重要的环节，现有电网故障诊断系统用于多分支、配电网线路故障定位时，可靠性偏低，这是由于与高电压等级线路相比，配电网线路故障电流较小导致故障判别较为困难，但电压跌落较为明显，若能增加电压量采集能显著提高装置故障判别可靠性。从技术角度看，综合电压、电流量能进一步提升故障识别可靠性，例如(雷击故障电流上升电压下降、而接地故障电流上升但电压跌落)，扩展装置数据应用场景。此外，电网过电压监测以及负荷监测等需求，电压量更是必不可少的。现有技术实现对电压的监测，一种方法是在分布式故障监测装置的下方部署电压传感模块，当系统检测到电压突变时候通知高电位的监测装置，电压、电流数据通过时钟同步进行故障判别分析，这种电压、电流分别采集的方式需要硬件具备较大的存储缓存及通讯通道。在实际工程实施时，设备成本显著提高、且装置可靠性受到较大影响。另一种方法是，通过电场传感器基本原理，利用两个极板之间电势差判别电场，但由于两极板间距较小，传统的电场传感器仅能实现带电检测，难以准确测量电压量，为解决上述问题，提出通过微机电结构放大电势差的方式(即mems传感器)测量电场。但这种电场存在两个问题：1)暂态响应：MEMS电场传感器信号带宽受限(一般不大于1kHz)，使其无法采集暂态电压(难以定位、过电压监测)；2)MEMS电场传感器在未做良好屏蔽情况下，电场测量值受相邻相、相邻线路影响，难以保证较好的测量精度，故障识别、诊断可靠性及精度都受影响。因此，针对以上不足，需要提供一种内置双传感器的分布式电网故障诊断系统，对电流、电压信号进行采集、判断故障并授时，系统综合电压、电流数据，可就地完成初始故障时刻计算、故障识别以及诊断分析，从而进一步提升电网故障定位及识别的可靠性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于现有技术中，分布式电网故障诊断系统只采集电流量作为后台计算的基础数据源，而没有对电压量进行采集，分布式电网故障诊断系统用于多分支及配电网线路时，故障定位的可靠性相对降低，故障识别及诊断的可靠性难以进一步提升，从系统功能来说，也无法实现过电压监测；针对现有技术中的缺陷，提供一种内置双传感器的分布式电网故障诊断系统，对电流、电压信号进行采集、判断故障并授时。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种内置双传感器的分布式电网故障监测装置，包括：监测主体，监测主体套设于输电线路上；电流传感模块，电流传感模块设置在监测主体的内部，电流传感模块用于监测输电线路的电流，获得电流信息；电压传感模块，电压传感模块设置在监测主体的内部，电压传感模块用于监测输电线路的电压，获得电压信息；电压传感模块包括测量电极、测量电容，测量电极设置在监测主体的底部区域，测量电容设置在测量电极的上方；测量电容的一端与输电线路电连接，测量电容的另一端与测量电极电连接；采集模块，采集模块用于接收电流信息以及电压信息；取能模块，取能模块用于对电流传感模块、电压传感模块、采集模块供能。优选地，所述输电线路所在的与地面平行的平面为安装平面，所述电压传感模块位于所述安装平面以下。优选地，监测主体的构成为：位于安装平面以上的部分由第一金属材料构成；测量电容所在的区域由第二金属材料构成；测量电极所在的区域由非金属材料构成。优选地，第二金属材料包覆测量电容的包覆厚度至少为1cm；测量电容与监测主体的外壳通过非金属材料连接。优选地，第一金属材料与第二金属材料均为铝合金。优选地，监测主体的横截面为圆形，监测主体的圆心与输电线路的圆心重合设置。优选地，测量电极的对地电容为C0，测量电容的电容值为C1，变比系数为μ，则有C1＝μ×C0，测量电容两端的电压为U1，则输电线路的电压U0满足如下关系：U0≈μ×U1；其中，5000≤μ≤25000。优选地，所述采集模块由AD芯片、FPGA芯片、DSP芯片、授时芯片、通讯芯片构成。优选地，在所述采集模块中嵌入电流、电压双重判据及数据预处理方法，其中所述电流、电压双重判据及数据预处理方法具体包括以下步骤：S11：计算电压电流工频差值：即计算当前周波电压、电流(Uk/Ik)与前一周波电压、电流(Uk-1/Ik-1)差值，如下式所示：ΔU≈(Uk-Uk-1)ΔI≈(Ik-Ik-1)S12：基于电压、电流判据识别故障，当ΔU、ΔI两者之一差值越限时，则判定故障发生，启动预录下一定长度数据；S13：故障初始时刻判别及数据组包。优选地，上述步骤S13具体包括以下步骤：S131：通过小波变换提取电压电流高频分量，假定高频分量分别为DU，DI。S132：获取高频能量；具体的，电压、电流具有高度相关性，相关运算可显著降低白噪、采样噪声影响，用电压、电流同步后相乘获取的高频能量可以更有效地识别故障初始时刻，DE(i)＝DU(i)×DI(i)其中，DE(i)、DU(i)、DI(i)代表高频能量、高频电压、高频电流采样值。S133：故障初始时刻判别及数据截取，基于模极大值法识别故障初始时刻，并截取故障初始时刻后定长度数据(1ms)组包上送，供系统后台分析。如上所述，实施本专利技术的分布式电网故障诊断系统，具有以下有益效果：对电流、电压信号进行采集、判断故障并授时，系统综合电压、电流数据，可就地完成初始故障时刻计算、故障识别以及诊断分析，从而进一步提升电网故障定位及识别的可靠性。附图说明图1是现有技术中分本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置双传感器的分布式电网故障监测装置，其特征在于，包括：/n监测主体，所述监测主体套设于输电线路上；/n电流传感模块，所述电流传感模块设置在所述监测主体的内部，所述电流传感模块用于监测所述输电线路的电流，获得电流信息；/n电压传感模块，所述电压传感模块设置在所述监测主体的内部，所述电压传感模块用于监测所述输电线路的电压，获得电压信息；所述电压传感模块包括测量电极、测量电容，所述测量电极设置在所述监测主体的底部区域，所述测量电容设置在所述测量电极的上方；所述测量电容的一端与所述输电线路电连接，所述测量电容的另一端与所述测量电极电连接；/n采集模块，所述采集模块用于接收所述电流信息以及所述电压信息；/n取能模块，所述取能模块用于对所述电流传感模块、所述电压传感模块、所述采集模块供能。/n

【技术特征摘要】
1.一种内置双传感器的分布式电网故障监测装置，其特征在于，包括：
监测主体，所述监测主体套设于输电线路上；
电流传感模块，所述电流传感模块设置在所述监测主体的内部，所述电流传感模块用于监测所述输电线路的电流，获得电流信息；
电压传感模块，所述电压传感模块设置在所述监测主体的内部，所述电压传感模块用于监测所述输电线路的电压，获得电压信息；所述电压传感模块包括测量电极、测量电容，所述测量电极设置在所述监测主体的底部区域，所述测量电容设置在所述测量电极的上方；所述测量电容的一端与所述输电线路电连接，所述测量电容的另一端与所述测量电极电连接；
采集模块，所述采集模块用于接收所述电流信息以及所述电压信息；
取能模块，所述取能模块用于对所述电流传感模块、所述电压传感模块、所述采集模块供能。


2.根据权利要求1所述的分布式电网故障监测装置，其特征在于，所述输电线路所在的与地面平行的平面为安装平面，所述电压传感模块位于所述安装平面以下。


3.根据权利要求2所述的分布式电网故障监测装置，其特征在于，所述监测主体的构成为：
位于所述安装平面以上的部分由第一金属材料构成；
所述测量电容所在的区域由第二金属材料构成；
所述测量电极所在的区域由非金属材料构成。


4.根据权利要求3所述的分布式电网故障监测装置，其特征在于，所述第二金属材料包覆所述测量电容的包覆厚度至少为1cm，所述测量电容与所述监测主体的外壳通过非金属材料连接。


5.根据权利要求4所述的分布式电网故障监测装置，其特征在于，所述第一金属材料与所述第二金属材料均为铝合金。


6.根据权利要求1-5中任意一项所述的分布式电网故障监测装置，其特征在于，所述监测主体的横截面为圆形，所述监测主体的圆心与所述输电线路的圆心重合设置。


7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙云峰，张冲，
申请(专利权)人：上海众岳信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31