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

本实用新型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。本实用新型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。性。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


[0001]本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

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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

[0006]本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。
[0007]为了解决上述技术问题，本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。
[0008]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。
[0009]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。
[0010]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。
[0011]优选地，第一金属材料与第二金属材料均为铝合金。
[0012]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。
[0013]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。
[0014]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。
[0015]如上所述，实施本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
[0016]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；
[0017]图2是现有技术中分布式电网故障诊断系统的监测装置的布置示意图；
[0018]图3是现有技术中分布式电网故障诊断系统的信息流程图；
[0019]图4是本技术内置双传感器的分布式电网故障监测装置的安装示意图；
[0020]图5是本技术内置双传感器的分布式电网故障监测装置的结构示意图；
[0021]图6是本技术内置双传感器的分布式电网故障监测装置的电压传感模块的结构示意图；
[0022]图7是本技术内置双传感器的分布式电网故障监测装置的横截面材质构成示意图；
[0023]图8是本技术内置双传感器的分布式电网故障监测装置的电压传感模块的横截面材质构成示意图；
[0024]图9是本技术内置双传感器的分布式电网故障监测装置的电压传感模块的计算原理图；
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【技术保护点】

【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；其中，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；模拟信号经信号调理后；由AD芯片完成数模转换；由DSP芯片负责故障判别；当线路故障后，DSP判别线路发生故障，将故障时刻数据存储下并组成数据包进行发送；其中，取能模块由取能线圈、锂电池及能量管理模块构成；当线路电流流过一定幅值的电流时，取能线圈耦合出电压对采集器模块进行供电，取能模块内置能量管理模块，取能线圈输出能量大于采集器功耗时，取能线圈同时对锂电池进行充电，取能线圈供电功率低于采集器模块功耗时，能量管理模块自动切换至锂电池供...

【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：新型
国别省市：