本发明专利技术提供一种配电网实时数据采集和故障定位系统及其工作方法，包括变电站电压采集单元、若干个线路单元、实时数据服务器、后台监控计算机和手持终端；变电站电压采集单元在每个变电站各设置一个；变电站电压采集单元包括1个智能电压检测终端；每个线路单元包括3台故障定位及数据采集传感器和1台通信及计算终端；智能电压检测终端、通信及计算终端及手持终端与实时数据服务器无线通信；同一线路单元的3台故障定位及数据采集传感器与通信及计算终端短距离无线通信。其工作方法主要包括实时数据采集和故障判定。本发明专利技术实时采集输电线路信息精度高，判断短路和接地故障快速准确，缩短停电检修时间，减少故障巡线人员，节省人力物力。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电网
，具体涉及配电网运行过程中实时数据采集和故障定位系统及其工作方法。
技术介绍
配电网的故障定位，主要是架空线路单相接地的故障定位及相间短路的故障定位。中压配电线路的电压等级主要为10KV，多数为变压器中性点不接地或通过消弧线圈接地，此类架空线路易出故障，且90%以上是单相接地故障，原因在于这种线路单相接地电流(电容电流)极小，与线路正常运行中不平衡电流很难区别。常见的配电网故障监测的采样设备多为按变压器方式采用以铁芯为导磁体进行电流采样，由于铁芯固有的小信号区段的非线性特性，因而无法做到对单相接地故障的精确测量，无法满足单相接地故障电流高精度测量的要求。目前常见的架空线路智能故障指示器的工作原理大致可分成两大类一类是采用半波法原理，即假设接地故障发生在相电压接近峰值的瞬间，接地后第一个半波电容电流突变最大，超过设定的门槛值的故障指示器发出指示信号，以此判定故障区段。但这种方法存在原理上的缺陷，因为实际接地故障并不一定会发生在相电压接近峰值的瞬间，导致基于半波法原理的故障定位准确率不高；另一类是采用信号注入法原理，该方法是在变电站每段母线上装设一台高压信号源装置，在发生接地故障时，利用变电站母线的开口三角形电压变化作为起动信号，合上高压接触器，将一个高频信号送至线路上，在故障线路的接地点构成回路，点亮这一故障线路区段的故障指示器，判断故障区段。这种方法在遇到高阻抗接地时(据统计，约50%以上的单相接地故障是高阻抗接地)因信号很弱，很难准确检测和识别故障点，在遇到弧光接地时因谐波丰富，而且是断续接地，同样很难判断何处发生接地故障。另外，现有设备所用的方法一般都只能测量一条线路(相)某一特定点的故障电流，并不能根据其他相以及其他点位的电流相应变化来进行综合分析判断，因而在线路电流遇到较大扰动时(如大型电机或变压器投运时扰动瞬间)，线路冲击电流和单相接地故障电流很难区分。还有，目前同类设备功能比较单一，有的只能进行故障定位，有的只能进行运行状态(电流、温度)监测，没有实现功能的集成。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术的不足，提供一种能实时采集配电线路各监测段的三相电流、零序电流、温度，变电站母线三相电压、零序电压等信息且能够及时判断短路故障、接地故障、准确定位故障位置和故障时间的。本专利技术的技术方案是本专利技术的配电网实时数据采集和故障定位系统，其结构特点是包括变电站电压采集单元、线路单元、实时数据服务器、后台监控计算机和手持终端;上述的变电站电压采集单元在所辖配电网内的每个变电站各设置一个；每个变电站电压采集单元包括I台用于采集变电站母线的三相电压及零序电压值的智能电压检测终端DFU-C ； 线路单元设置在配电网的各输电线路上，线路单元的数量根据实际需要确定；每个线路单元包括3台用于分相采集线路电流和温度以及对短路故障进行判定的故障定位及数据采集传感器DFU-A和I台通信及计算终端DFU-B ;故障定位及数据采集传感器DFU-A上设有用于故障报警的故障指示灯；上述的3台故障定位及数据采集传感器DFU-A在输电线路的三相线的每一相线上各设置I台；实时数据服务器是一种用于实时接收采集数据、对数据进行分析处理、对接地故障进行判定以及对故障点进行定位的服务器；后台监控计算机为用于信息实时显示和提供操作界面的PC机；实时数据服务器和后台监控计算机设置在配电监测检修中心；手持终端为能在故障点现场对线路单元的故障定位及数据采集传感器DFU-A和通信及计算终端DFU-B进行复位、设置参数和调试的PDA ； 上述的变电站电压采集单元的智能电压检测终端DFU-C与实时数据服务器通过GPRS网络无线通信连接；同一线路单元的3台故障定位及数据采集传感器DFU-A与通信及计算终端DFU-B短距离无线通信连接，各线路单元的通信及计算终端DFU-B通过GPRS网络与实时数据服务器远距离无线通信连接；实时数据服务器与后台监控计算机通过以太网通信连接；手持终端和实时数据服务器通过无线通信连接。进一步的方案是上述的线路单元的通信及计算终端DFU-B是一种具有与实时数据服务器以及同一单元的3台故障定位及数据采集传感器DFU-A进行无线通信对时功能的>j-U ρ α装直。—种上述的配电网实时数据采集和故障定位系统的工作方法，主要包括以下步骤 ①变电站电压采集单元的智能电压检测终端DFU-C通过无线通信将采集的变电站母线的三相电压及零序电压值发送给实时数据服务器；线路单元的故障定位及数据采集传感器DFU-A对三相线路的电流和温度进行连续高密度采样，采集的数据经同一单元的通信及计算终端DFU-B处理后连同由通信及计算终端DFU-B计算的零序电流数据经GPRS网络发送给实时数据服务器； ②实时数据服务器实时接收各线路单元的通信及计算终端DFU-B以及各变电站电压采集单元的智能电压检测终端DFU-C上传的信息数据进行分析处理；后台监控计算机同步显示线路运行状态和可能出现的故障等信息； ③当线路单元的故障定位及数据采集传感器DFU-A检测到配电馈线电流3630Α时，故障定位及数据采集传感器DFU-A启动短路故障判断流程，若进入流程后馈线无流且持续时间达到5秒以上时，故障定位及数据采集传感器DFU-A判定发生短路故障；故障定位及数据采集传感器DFU-A通过其故障指示灯发出报警指示，同时，通过同一单元的通信及计算终端DFU-B将故障信息发送给实时数据服务器；实时数据服务器采用结点搜索法确定短路故障点位置即以变电站的出口处为始点、以每个线路单元的故障定位及数据采集传感器DFU-A为结点，依次向线路的末端进行数据检测，当检测到最后一个动作结点后，即可认定该结点和下一个非故障结点间发生了短路故障；当检测到线路最后一个结点仍为动作结点时，确定在该结点后存在短路故障点；④实时数据服务器采用零序电压起动判据、零序电流增量判据和零序过流设定门槛判据对单相接地故障进行判定实时数据服务器通过接收的电流信息计算得出零序电流增量门槛值和零序过流设定门槛值；当变电站电压采集单元的智能电压检测终端DFU-C上传的零序电压值> 15V时，实时数据服务器判定系统发生单相接地故障；实时数据服务器将各线路单元的通信及计算终端DFU-B上传的零序电流数据进行检测，比较各线路的首结点的零序电流数据，用零序电流增量判据和零序过流设定门槛判据对各线路进行接地故障可能性排序，确定发生单相接地故障的线路；选定线路后，利用结点搜索法确定线路故障点；确定故障点后，实时数据服务器驱动发生故障处的线路单元的故障定位及数据采集传感器DFU-A通过其故障指示灯发出报警指示。本专利技术具有积极的效果(I)本专利技术能够实时采集配电线路的三相电流、零序电流、温度，变电站母线三相电压、零序电压等信息，并在配电监测检修中心通过后台监控计算机上予以显示，便于监控人员全面监控配电网的运行状态。(2)本专利技术通过实时采集的信息能够自动及时地判断短路故障、接地故障，准确定位故障点位置，确定故障发生的时间，便于快速排除故障、缩小停电范围、减少停电时间，提高供电可靠性。(3)应用本专利技术的系统，能有效地提高配电网运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，较大幅度地减少故障巡线人员，提高本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种配电网实时数据采集和故障定位系统，其特征在于：包括变电站电压采集单元（1）、线路单元（2）、实时数据服务器（3）、后台监控计算机（4）和手持终端（5）；？？？所述的变电站电压采集单元（1）在所辖配电网内的每个变电站各设置一个；每个变电站电压采集单元（1）包括1台用于采集变电站母线的三相电压及零序电压值的智能电压检测终端DFU？C；线路单元（2）设置在配电网的各输电线路上，线路单元（2）的数量根据实际需要确定；每个线路单元（2）包括3台用于分相采集线路电流和温度以及对短路故障进行判定的故障定位及数据采集传感器DFU？A和1台通信及计算终端DFU？B；故障定位及数据采集传感器DFU？A上设有用于故障报警的故障指示灯；所述的3台故障定位及数据采集传感器DFU？A在输电线路的三相线的每一相线上各设置1台；实时数据服务器（3）是一种用于实时接收采集数据、对数据进行分析处理、对接地故障进行判定以及对故障点进行定位的服务器；后台监控计算机（4）为用于信息实时显示和提供操作界面的PC机；实时数据服务器（3）和后台监控计算机（4）设置在配电监测检修中心；手持终端（5）为能在故障点现场对线路单元（2）的故障定位及数据采集传感器DFU？A和通信及计算终端DFU？B进行复位、设置参数和调试的PDA；所述的变电站电压采集单元（1）的智能电压检测终端DFU？C与实时数据服务器（3）通过GPRS网络无线通信连接；同一线路单元（2）的3台故障定位及数据采集传感器DFU？A与通信及计算终端DFU？B短距离无线通信连接，各线路单元（2）的通信及计算终端DFU？B通过GPRS网络与实时数据服务器（3）远距离无线通信连接；实时数据服务器（3）与后台监控计算机（4）通过以太网通信连接；手持终端（5）和实时数据服务器（3）通过无线通信连接。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：朱辉，李敏，金峰，
申请(专利权)人：江苏省电力公司常州供电公司，江苏省电力公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：
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