一种基于故障指示器的配网故障定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于故障指示器的配网故障定位系统，包括故障指示器、数据采集器和后台监控系统，其中故障指示器包括场强传感器、电流互感器、信号处理电路、控制电路和无线通讯模块；还包括有取电线圈、保护电路、电源管理电路，其中电流互感器的铁芯采用不锈钢软磁材料，取电线圈一端与电流互感器的测量线圈串联，另一端与保护电路的输入端连接，保护电路的输出端通过电源管理电路用于向故障指示器中的电池充电。本实用新型专利技术中的故障指示器中的电流传感器的铁芯采用不锈钢软磁材料，不生锈，起始导磁率高，测量精度高；并且采用导线感应取电方式，实现了从高压导线小负荷电流（磁场）自取电的技术，为无线通讯提供能量，使产品使用更长久。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及配电网中故障定位领域，尤其涉及一种基于故障指示器的配网故障定位系统。
技术介绍
目前，配电网直接联系用户，其可靠供电能力和供电质量既是电力企业经济效益的直接体现，又有不可估量的社会效益。配电网故障自动定位作为配电自动化的一个重要内容，对提高供电可靠性有很大影响，也得到了越来越多的重视。配电系统因为分支线多而复杂，当系统发生故障时，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。故障定位虽研究较多，也有各种成型产品提供，但基本上都需人工现场查找，自动化水平不高；目前也有自动化式的故障定位系统，但是无线通讯能量较大，如只靠内部电池供电，则使用寿命短，且测量精度不高。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于故障指示器的配网故障定位系统，测量精度高、使用寿命长。本技术采用下述技术方案一种基于故障指示器的配网故障定位系统，包括故障指示器、数据采集器和后台监控系统，其中故障指示器包括场强传感器、电流互感器、 信号处理电路、控制单元和无线通讯模块，还包括取电线圈、保护电路、电源管理电路，其中电流互感器的铁芯采用不锈钢软磁材料，取电线圈一端与电流互感器的测量线圈串联，另一端与保护电路的输入端连接，保护电路的输出端与电源管理电路的输入端连接，电源管理电路的输出端用于向故障指示器中的电池充电。所述的数据采集器包括通讯模块与控制模块，控制模块由光伏电池为其供电，控制模块的数据端口连接无线通讯模块。所述的后台监控系统包括监控主站、企业服务器与通讯网络，企业服务器通过通讯网络与数据采集器通信，企业服务器与监控主站连接。本技术是基于故障指示器技术、GSM通信技术的一套自动高效的故障点检测及定位系统，主要用于配电系统各种故障点的自动检测和定位，包括相间短路和单相接地故障检测和定位。本技术中的故障指示器中的电流传感器的铁芯采用不锈钢软磁材料，其不生锈，起始导磁率高，测量精度高；并且采用导线感应取电方式，实现了从高压导线小负荷电流(磁场)自取电的技术，为无线通讯提供能量，使产品使用更长久，为此保证故障指示器的使用寿命到达十年；其中数据采集器也采用自取电技术，整个系统使用寿命也较长久。附图说明图1为本技术的电路框图；图2为本技术的故障指示器的电路框图；图3为本技术的数据采集器的电路框图。具体实施方式如图1所示，本技术基于故障指示器的配网故障定位系统包括故障指示器 FCI、数据采集器DCU和后台监控系统，后台监控系统包括监控主站、企业服务器与通讯网络(GSM移动网)，企业服务器通过通讯网络与数据采集器通信，企业服务器与监控主站连接。如图2所示，故障指示器包括场强传感器1、电流互感器2、信号处理电路、控制单元和无线通讯模块，还有取电线圈4、保护电路及电源管理电路，其中取电线圈4与电流互感器2 的测量线圈3串联，电流互感器2的铁芯采用不锈钢软磁材料，取电线圈4的输出端与保护电路的输入端连接，保护电路的输出端与电源管理电路的输入端连接，电源管理电路的输出端用于向故障指示器中的电池5充电。其中保护电路和电源管理电路用来使电源安全可靠工作，为成熟技术；信号处理电路包括信号调理电路和暂态处理电路，为现有技术。故障指示器采用低功耗电路，电流互感器2的铁芯采用不锈钢软磁材料，其不生锈，起始导磁率高，测量精度高；并且采用导线感应取电方式，实现了从高压导线小负荷电流(磁场)自取电的技术，为无线通讯提供能量，使产品使用更长久，为此保证故障指示器的使用寿命到达十年。如图3所示，数据采集器包括通讯模块与控制模块，控制模块由光伏电池7和蓄电池8 为其供电，控制模块的数据端口分别与无线通讯模块和GPRS通讯模块连接，无线通讯模块与故障指示器通信，GPRS通讯模块连接与通讯网络通信。数据采集器DCU提供了双向、多主无线通信组网(本地)和远程GPRS通讯技术，在线监测和配网自动化接口功能，并且还实现了太阳能电池板在阴雨天气的取电技术，为无线通讯和后备电池提供电能。如图1、图2、图3所示，首先故障指示器FCI安装在各线路上及分支线上，当线路正常运行时，故障指示器FCI实时采集线路6的电流(稳态、暂态)、电压数据，数据采集器 D⑶向下采用POLLING规约(问答式传送)轮询每个故障指示器，故障指示器按预设的通讯策略进行应答，即按预设的间隔时间和任选一个无线调频信道(总共有64个独立的无线信道)主动发送电流、电压等实时数据到数据采集器DCU。当负荷电流大于20A时可以完全取到通讯能量，在通讯时可以做到“有问必答”；当负荷电流小于20A时，只能取到有限的电能， 在通讯时会出现“两问一答”或“十问一答”的情况，其它时间故障指示器内部无线通讯模块都在休眠，以减少电池损耗，也会定时“醒来”一次，以接收和执行主站遥控(翻牌、复归)和参数调节命令。对于IOKV配网系统，当线路出现短路故障或接地故障时，故障指示器可以检测到故障电流及电压变化量，如果符合特定的故障判据，则本地翻牌显示，并主动将动作信号等数据发送到数据采集器DCU。数据采集器DCU定时上报召唤请求，当收到召唤命令以后，将数据上传到公共移动网GSM，后台监控系统再经以太网接收或发送数据。后台监控系统接收现场安装的故障指示器FCI的各种信息，通过拓扑分析，给出故障区段和故障时间的故障事件信息，并记录故障信息(故障事件记录及电流最大值、电压最大变化量)。同时还可以通过GSM短消息的方式将故障位置信息发送到相关人员手机上，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，恢复正常供电。对于IOKV配网接地故障，由于接地电流分量较小，所以对于接地故障的判断是一个难题，由于电流互感器采用了高起始磁导率材料，使得电流检测精度大大提高，从而也提高了判断接地故障的成功率，使整个系统工作效率提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种基于故障指示器的配网故障定位系统，包括故障指示器、数据采集器和后台监控系统，其中故障指示器包括场强传感器、电流互感器、信号处理电路、控制单元和无线通讯模块，其特征在于：还包括取电线圈、保护电路、电源管理电路，其中电流互感器的铁芯采用不锈钢软磁材料，取电线圈一端与电流互感器的测量线圈串联，另一端与保护电路的输入端连接，保护电路的输出端与电源管理电路的输入端连接，电源管理电路的输出端用于向故障指示器中的电池充电。

【技术特征摘要】
2010.12.15 CN 201020660824.91.一种基于故障指示器的配网故障定位系统，包括故障指示器、数据采集器和后台监控系统，其中故障指示器包括场强传感器、电流互感器、信号处理电路、控制单元和无线通讯模块，其特征在于还包括取电线圈、保护电路、电源管理电路，其中电流互感器的铁芯采用不锈钢软磁材料，取电线圈一端与电流互感器的测量线圈串联，另一端与保护电路的输入端连接，保护电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，赵鹏，郭颖君，王炳革，叶勇，曹书舟，张建华，杨京燕，卢志勇，陈亚勇，李涛，
申请(专利权)人：正阳县电业公司，华北电力大学，
类型：实用新型
国别省市：41