CN102175951B - 配电网故障检测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电网故障检测系统，包括故障检测器和集中处理器，所述故障检测器包括电流互感器、信号处理电路、低通滤波器、频率检测电路、带通滤波器、第一微处理器和第一通信模块，所述集中处理器包括第二通信模块和第二微处理器。本发明配电网故障检测系统，能智能检测出配电网故障，定位准确，保证配电网工作稳定可靠，功耗低，抗干扰能力强。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统领域，尤其涉及一种配电网故障检测系统。
背景技术
我国配电网具有线路结构复杂、环境多样多变、故障频繁复杂、维护工作量大等特征。配电线路某一段发生故障，需要逐段排查故障发生位置，不但工作强度大，而且还会延误抢修时间，影响供电可靠性。
目前，一些配电线路的故障检测普遍存在一些问题，具体表现在：
1、指示简单：采用简单的翻牌、闪光等技术，需人工巡检进行故障定位，排查效率低。
2、故障判据简单：采用硬件模拟电路做判据，不能量化，判据单一固化，难以准确判断故障且判据参数无法调整。
3、检测精度低：对小电流接地故障判断不准确，甚至无法判断。
4、通信单一：采用单向通信协议，未实现双向通信。
5、自检功能不完备：未能对配电线路监控设备的运行情况做到实时自检并报警。
6、参数固化：配电线路监控的各类参数不能根据配电线路运行状况进行在线调整，对配电网环境适应能力低。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明提供了一种配电网故障检测系统，故障判断和定位准确，发生故障时能及时通知用户进行维护，保证配电网工作稳定可靠。
为了达到上述技术效果，本发明提供了一种配电网故障检测系统，包括三个故障检测器和集中处理器，
所述故障检测器包括电流互感器、信号处理电路、低通滤波器、频率检测电路、带通滤波器、第一微处理器和第一通信模块，
电流互感器，用于采集配电网的电流信号，并将所述电流信号处理成小电流信号，发送至所述信号处理电路；
所述信号处理电路，用于将所述小电流信号处理成带直流分量的交流信号，并发送至所述低通滤波器、频率检测电路和带通滤波器；
低通滤波器，用于检测所述带直流分量的交流信号中的电流信息，并发送至所述第一微处理器；
频率检测电路，用于检测所述带直流分量的交流信号中的频率信息，并发送至所述第一微处理器；
带通滤波器，用于检测所述带直流分量的交流信号中的高频信息，并发送至所述第一微处理器；
第一微处理器，包括电流判断单元、频率判断单元和高频分量判断单元，
电流判断单元，用于判断所述电流信息中的电流是否有变化，如果有则判断所述配电网发生故障；所述电流判断单元包括：第一电流判断单元、第二电流判断单元和第三电流判断单元；
第一电流判断单元，用于判断所述电流信息中的电流是否减小，当所述电流减小且持续时间为预先设置的第二时间时，判断所述配电网发生开路故障，将判断结果发送至所述集中处理器；
第二电流判断单元，用于当所述电流信息中的电流增大且持续时间为预先设置的第三时间时，判断所述电流是否大于预先设置的电流值，当所述电流大于预先设置的电流值时，将所述电流信息发送至所述集中处理器；
第三电流判断单元，当所述电流小于预先设置的电流值且在预先设置的第四时间内未恢复时，则判断所述配电网发生重合闸失败故障，将判断结果发送至所述集中处理器；
频率判断单元，用于计算所述频率信息在预先设置的第一时间内所通过的次数，当所述次数不为预先设置的值时，判断所述配电网发生故障；
高频分量判断单元，用于读取所述高频信息，当所述读取的高频信息增大时，则判断所述配电网发生故障；
第一通信模块，用于当所述配电网发生故障时，将电路信息发送至所述集中处理器，所述电路信息包括所述电流信息、所述频率信息和所述高频信息；
所述集中处理器包括第二通信模块和第二微处理器，
第二通信模块，用于接收所述故障检测器发送的电路信息，并且在接收到任一故障检测器发送的电路信息时，请求另外两个故障检测器反馈电路信息；
第二微处理器，用于根据所述电路信息计算出三个故障检测器的电流差有效值和相位差，根据所述电流差有效值和所述相位差判断出所述配电网故障信息，所述故障信息包括故障类型和预先设置的故障检测器编号。
作为本发明配电网故障检测系统优选实施方式，所述故障检测器还包括：
第一电源模块，用于向所述故障检测器提供电源电压；
第一低压检测电路，用于检测所述故障检测器的电源电压，并将检测结果发送至所述第一微处理器；
第一时钟电路，用于向所述第一微处理器提供精准时钟信号。
作为本发明配电网故障检测系统优选实施方式，所述集中处理器还包括：
第二电源模块，用于向所述集中处理器提供电源电压；
第二低压检测电路，用于检测所述集中处理器的电源电压，并将检测结果发送至所述第二微处理器；
脉冲保护电路，与所述集中处理器天线端连接，用于过滤雷击信号和高压信号；
第二时钟电路，用于向所述第二微处理器提供精准时钟信号。
作为本发明配电网故障检测系统优选实施方式，所述系统还包括监控中心，
所述集中处理器还包括第一GSM通信模块，用于将所述故障信息转换成短信数据包发送至所述监控中心；
监控中心，用于接收所述短信数据包，并根据用户预先设置的格式进行告警提示。
作为本发明配电网故障检测系统优选实施方式，所述监控中心包括通信交换机和应用服务器，
通信交换机，用于解析所述短信数据包，获取所述故障信息，并发送至所述应用服务器；
应用服务器，与所述通信交换机通过RS232接口和/或USB接口连接，用于根据所述故障信息对所述配电网故障进行定位，并根据用户预先设置的格式进行提示。
作为本发明配电网故障检测系统优选实施方式，所述通信交换机包括：
第二GSM通信模块，包括主用GSM通信模块和备用GSM通信模块，所述主用GSM通信模块用于接收所述短信数据包，所述备用GSM通信模块用于当所述主用GSM通信模块处于繁忙时，接收所述短信数据包；
第三微处理器，用于实时根据当前通信量大小切换所述主用GSM通信模块和备用GSM通信模块的开启和关闭；
第三时钟电路，用于向所述第三微处理器提供精准时钟信号。
作为本发明配电网故障检测系统优选实施方式，所述应用服务器包括：
设置单元，用于设置所述集中处理器的参数和所述故障检测器的参数；
所述第二GSM通信模块，还用于将所述设置的集中处理器的参数和故障检测器的参数发送至所述集中处理器；
所述第一GSM通信模块，还用于接收所述集中处理器的参数和故障检测器的参数，并将所述故障检测器的参数发送至所述故障检测器；
所述第一通信模块，还用于接收所述故障检测器的参数；
统计单元，用于统计所述配电网的历史故障次数，并以表格报表和/或图形报表的形式显示。
作为本发明配电网故障检测系统优选实施方式，所述用户预先设置的格式为短信格式、语音播放格式和图形格式中的一种或者几种组合。
实施本发明配电网故障检测系统，具有如下有益效果：通过故障检测器中的电流互感器、电流检测模块、频率检测电路和带通滤波器对配电网的电流信号进行采集和处理，并通过第一微处理器对采集到的信息进行分析，即可判断出配电网线路是否出现故障，达到智能检测作用。同时，通过集中处理器中的第二微处理器计算出三个故障检测器的电流差有效值和相位差，判断出配电网的故障信息，并发送至监控中心，监控中心根据用户预先设置的格式进行告警提示，达到及时通知用户进行维护作用，定位准确，保证配电网工作稳定可靠，功耗低，抗干扰能力强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显然，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例；对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明配电网故障检测系统第一实施例的结构示意图；
图2为信号处理电路示意图；
图3为低通滤波器电路示意图；
图4为频率检测电路示意图；
图5为带通滤波器电路示意图；
图6为第一低压检测电路示意图；
图7为第一时钟电路示意图；
图8为本发明配电网故障检测系统第二实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1为本发明配电网故障检测系统一个实施例的结构示意图。该系统包括三个故障检测器1（这里将三个故障检测器1命名为故障检测器A、故障检测器B和故障检测器C，以下雷同不再赘述）和集中处理器2，故障检测器1包括电流互感器101、信号处理电路102、低通滤波器103、频率检测电路104、带通滤波器105和第一微处理器106，
电流互感器101，用于采集配电网的电流信号，并将电流信号处理成小电流信号，发送至信号处理电路102；
具体的，电流互感器101由采用具有高导磁性能的电流互感器组成，由于采集到的配电网的电流比较大，导致无法直接采集大电流信号，所以必须通过电流互感器101将大电流信号处理成小电流信号，使输出幅度与配电网在线电流成比例，输出频率与配电网在线电流频率相等。
信号处理电路102，用于将小电流信号处理成带直流分量的交流信号，并发送至低通滤波器103、频率检测电路104和带通滤波器105；
具体的，由于电流互感器101输出的小电流信号是一个正负交替的交流信号，故障检测器1无法采集负电流波形信号，所以需要信号处理电路1021将正负交替的交流信号（即小电流信号）处理成带直流分量的交流信号，该信号处理电路102电路图如图2所示，电流互感器101输出的小电流信号从J2端口接入，经C2耦合后输入至运算放大器，运算放大器在保持信号完整的基础上，既提高了输入电阻，减少电流互感器101的负载，又降低了输出电阻，增加电路的驱动能力，使输入和输出阻抗相匹配，提高后续电路对信号的分辨能力，且P1压敏电阻、D1瞬变电压抑制二极管、D3稳压管对运算放大器输入端起到了良好的保护作用，经过处理后的带直流分量的交流信号从运算放大器1脚输出端输出。
低通滤波器103，用于检测带直流分量的交流信号中的电流信息，并发送至第一微处理器106；
具体的，低通滤波器1022的电路示意图如图3所示，带直流分量的交流信号从R13输入至由运放组成的有源二阶低通滤波器，滤掉配电网中由于各种负载所产生的高频分量仅对低频的稳态分量进行处理，得到配电网中的电流信息，然后发送至第一微处理器106中。
频率检测电路104，用于检测带直流分量的交流信号中的频率信息，并发送至第一微处理器106；
具体的，由于高压线附近的强磁场会产生干扰，从而造成波形的畸变，最终导致判断出错，所以需要通过一频率检测电路来解决此情况，该频率检测电路示意图如图4所示，利用由运放组成的运算放大器电路对带直流分量的交流信号进行波形整形，将其变化的正弦波整形成方波，然后输入至第一微处理器106中。
带通滤波器105，用于检测带直流分量的交流信号中的高频信息，并发送至第一微处理器106；
具体的，因发生短路接地和小电流接地时会存在较多的5次谐波和7次谐波分量，这为故障的判断提供了依据，因此，利用如图5所示的带通滤波器电路中由运放组成的让限定的频带500Hz-1500Hz之内的信号分量通过，而对该频带之外的信号分量大大抑制的谐振电路将其提取出来，其工作原理为：当配电网线路正常运行时，由于配电网供电频率为50Hz，无法满足带通滤波器条件，此时带通滤波器无信号输出；当发生短路接地和小电流接地时会存在较多的5次谐波和7次谐波分量，谐波大小一般为500Hz-1500Hz，刚好满足带通滤波器输出条件。该带通滤波器105具有较高的Q值，能很好地对阻带内的信号进行抑制，因此，可完整地、不失真地对谐波分量进行提取。
第一微处理器106，包括电流判断单元1061、频率判断单元1062和高频分量判断单元1063，具体的，第一微处理器106采用具有12位模数转换器（Analog-to-Digital Converter，ADC）采样精度的微处理器。
电流判断单元1061，用于判断电流信息中的电流是否有变化，如果有则判断配电网发生故障，发送告警信号至告警模块107；
具体的，电流判断单元1061包括：
第一电流判断单元10611，用于判断电流信息中的电流是否减小，当电流减小且持续时间为预先设置的第二时间时，判断配电网发生开路故障，将判断结果发送至集中处理器2，具体的，第二时间为2秒；
第二电流判断单元10612，用于当电流信息中的电流增大且持续时间为预先设置的第三时间时，判断电流是否大于预先设置的电流值，当电流大于预先设置的电流值时，将电流信息发送至集中处理器2，具体的，第三时间为20毫秒，预先设置的电流值为5A；
第三电流判断单元10613，当电流小于预先设置的电流值且在预先设置的第四时间内未恢复时，则判断配电网发生重合闸失败故障，将判断结果发送至集中处理器2，具体的，第三时间为50毫秒，如果电流小于预先设置的电流值且在预先设置的第四时间内恢复正常时，则可以判断速断重合闸成功，此时不需要再启动相电流突变判据。
频率判断单元1062，用于计算频率信息在预先设置的第一时间内所通过的次数，当次数不为预先设置的值时，判断配电网发生故障；
具体的，第一时间为1.66毫秒，第一微处理器106对方波进行下降沿中断，以1.66毫秒计时，通过计算1.66毫秒的次数，得到一个周期时间，因为正常相电流频率是50Hz，在中断计时窗口里计数值应为12，如果计数值不为12，则表明频率不正常，偏离了50Hz，判断配电网发生故障。
高频分量判断单元1063，用于读取高频信息，当读取的高频信息增大时，则判断配电网发生故障；
具体的，高频分量判断单元1063每周波读取12次，如果本次读取的数据比上次读取的数据增大10A是，则认为有暂态发生。
第一通信模块107，用于当配电网发生故障时，将电路信息发送至集中处理器2，电路信息包括电流信息、频率信息和高频信息；
集中处理器2包括第二通信模块21和第二微处理器22，
第二通信模块21，用于接收故障检测器发送的电路信息，并且在接收到任一故障检测器发送的电路信息时，请求另外两个故障检测器反馈电路信息；
具体的，当第二通信模块21接收到故障检测器A发送的电路信息时，会请求故障检测器B和故障检测器C反馈它们自身检测到的当前电路信息；当第二通信模块21接收到故障检测器B发送的电路信息时，会请求故障检测器A和故障检测器C反馈它们自身检测到的当前电路信息；当第二通信模块21接收到故障检测器C发送的电路信息时，会请求故障检测器A和故障检测器B反馈它们自身检测到的当前电路信息。
第二微处理器22，用于根据电路信息计算出三个故障检测器的电流差有效值和相位差，根据电流差有效值和相位差判断出配电网故障信息，故障信息包括故障类型和预先设置的故障检测器编号。
具体的，当故障检测器触发判据而故障检测器又不能判断故障时，故障检测器将数据冻结，打包通过无线通信模块传输给集中处理器2，集中处理器2同时命令其他两相故障检测器将当前数据也同时冻结，打包传输给集中处理器2。集中处理器2对三相检测器发过来的电流向量数据进行预处理，包括计算相电流有效值、相位和正序电流负序电流零序电流具体为：
首先计算三相电流差突变量的有效值|I'AB|、|I'BC|、|I'CA|，然后通过比较，求出当中最小值|I|min。这里有三种可能，如果|I'BC|最小，则先判断是否是单相接地，如果为单相接地，则为A相接地。判断方法是监测|I'BC|是否小于1/5另外两个电流有效值。如果判断不为单相接地，则必定是相间短路。|I'AB|，|I'CA|两种情况可以按上面方式类推。由于电流突变选相法在特殊情况，如弱电源端电流变化量不大，最严重是单端电源线路发生接地故障，受电端只有零序电流通过，三相电流基本相同，电流突变选相法就无法进行故障选相。为了有效的实现选项，这里采用序相量比相法进行辅助判断。序相量比相法使用稳态电流数据（故障发生5周波之后），利用负序分量与零序分量进行比相。不同故障类型下，它们有不同的相位差。利用负序分量IA-，零序分量为IA0求取IA-与IA0的相位差。假设IA0=a+jb;IA-=c+jd;则相位差不同的相位差对应故障见表1
表1
通过上述的处理，就能判断出配电网线路中实际的故障信息。第二微处理器22通过第一GSM通信模块23将故障信息发送到监控中心3，监控中心3根据用户预先设置的格式进行提示，用户预先设置的格式为短信格式、语音播放格式和图形格式中的一种或者几种组合。
需要说明的是，故障检测器1还包括：
第一电源模块108，用于向故障检测器1提供电源电压；
第一低压检测电路109，用于检测故障检测器的电源电压，并将检测结果发送至第一微处理器106；
具体的，该第一低压检测电路示意图如图6所示，利用第一微处理器106的12位ADC功能，把电池电压用电阻分压的形式输入至第一微处理器106的ADC转换脚，第一微处理器106利用ADC转换将采集到的电压信号通过R29与R15的分压比算出当前电池电压：
电池电压=检测ADC电压/（R15/（R15+R29））
再根据电池电压跟预设的低压电压进行判断，当电池电压低于预设电压则为电池低压；当电池电压高于预设电压则是正常电压。Q1与Q2组成一开关电路，当第一微处理器106需要采集时打开开关电路，采集完成关闭开关电路，保证电路低功耗运行。
第一时钟电路110，用于向第一微处理器106提供精准时钟信号。
具体的，该时钟电路示意图如图7所示，此为由一晶体振荡器组成的标准时钟电路，为第一微处理器106提供一个标准的16M时钟信号，保证了数据采集的精确性。
需要说明的是，集中处理器2还包括：
第二电源模块23，用于向集中处理器2提供电源电压；具体的，第二电源模块23主要由蓄电池和太阳能电池板组成，为集中处理器2野外工作提供一个稳定的电源供应，蓄电池为一个6V4A/h的大容量可充电电池，太阳能电池板为蓄电池提供太阳能充电，使用的是9V/4.5W太阳能充电板，为集中处理器2长期工作提供能源保障。
第二低压检测电路24，用于检测集中处理器2的电源电压，并将检测结果发送至第二微处理器22；具体的，第二低压检测电路24与第一低压检测电路109相同，都以ADC采用获取电池当前电压值，用于及时通报电池使用情况。
脉冲保护电路25，与集中处理器2天线端连接，用于过滤雷击信号和高压信号；具体的，该脉冲保护电路25主要由防雷管组成，防止雷击，高压等脉冲信号对集中处理器2的影响。
第二时钟电路26，用于向第二微处理器22提供精准时钟信号。具体的，第二时钟电路26与第一时钟电路110相同，由一晶体振荡器组成的标准时钟电路，为集中处理器2的第二微处理器22提供一个标准的16M时钟信号，保证了数据运算的精确性。
参见图8，图8为本发明配电网故障检测系统第二实施例的结构示意图，与第一实施例相同的是，本实施例同样包括：三个故障检测器1和集中处理器2，故障检测器1包括电流互感器11、信号处理电路102、低通滤波电路103频率检测电路104、带通滤波器105、第一微处理器106和第一通信模块107，电流检测模块102包括信号处理电路1021和低通滤波器1022，第一微处理器106包括电流判断单元1061、频率判断单元1062和高频分量判断单元1063，电流判断单元1061包括第一电流判断单元10611、第二电流判断单元10612和第三电流判断单元10613，故障检测器1还包括第一电源模块108、第一低压检测电路109和第一时钟电路110。集中处理器2包括第二通信模块21、第二微处理器22、第二电源模块23、第二低压检测电路24、脉冲保护电路25和第二时钟电路26。
与第一实施例不同的是，本实施例的配电网故障检测系统还包括监控中心3，本实施例中的集中处理器还包括第一GSM通信模块27，用于将故障信息转换成短信数据包发送至监控中心3。
监控中心3，用于接收短信数据包，并根据用户预先设置的格式进行告警提示。
需要说明的是，监控中心3包括通信交换机31和应用服务器32，
通信交换机31，用于解析短信数据包，获取故障信息，并发送至应用服务器32；
具体的，由于集中处理器2传输过来的数据是短信信息，监控中心3中的应用服务器32无法直接接收，这就需要一个通信交换机负责将短信数据信息转换后传输给应用服务器32，通信交换机31包括：
第二GSM通信模块311，包括主用GSM通信模块3111和备用GSM通信模块3112，主用GSM通信模块3111用于接收短信数据包，备用GSM通信模块3112用于当主用GSM通信模块3111处于繁忙时，接收短信数据包；
第三微处理器312，用于实时根据当前通信量大小切换主用GSM通信模块3111和备用GSM通信模块3112的开启和关闭；
第三时钟电路313，用于向第三微处理器312提供精准时钟信号。具体的，第三时钟电路313与第一时钟电路110相同，由一晶体振荡器组成的标准时钟电路，为通信交换机31的第三微处理器312提供一个标准的8M时钟信号，保证了数据接收的精确性。
应用服务器32，与通信交换机31通过RS232接口和/或USB接口连接，用于根据故障信息对配电网故障进行定位，并根据用户预先设置的格式进行提示。
具体的，用户预先设置的格式为短信格式、语音播放格式和图形格式中的一种或者几种组合，若需要进行短信提示，系统使用串口连接通信交换机，根据数据库数据生成内容包括线路名称、故障检测器安装地点、故障检测器相号、故障类型的故障短信，然后将短信通过通信交换机发送给相关人员。若需进行语音报警，则开启语音播放功能，由声卡将报警语音播出。若需进行图形提示，则在监测界面上显示配电网的实际线路布线图，用特定的图形符号在布线图上的相关位置标识故障检测器的实际安装位置，若状态表里存在故障信息，根据状态数据以及数据库里故障类型设置表里预先设置的提示颜色，将未处理的故障信息显示在当前画面相对应的图形符号上。
需要说明的是，应用服务器32包括：
设置单元321，用于设置集中处理器2的参数和故障检测器1的参数；
具体的，集中处理器2的参数包括集中处理器的自检时间和区号，故障检测器1的参数包括电流放大系数、突变电流条件、开路电流大小和预先设置的数值，如第一时间、第二时间、第三时间、第四时间、计数值等。
需要说明的是，第二GSM通信模块311，还用于将设置的集中处理器的参数和故障检测器的参数发送至集中处理器2，第一GSM通信模块27，还用于接收集中处理器的参数和故障检测器的参数，并将故障检测器的参数发送至故障检测器1，第一通信模块111，还用于接收故障检测器的参数。通过第一通信模块111、第一GSM通信模块27和第二GSM通信模块311实现故障检测器1、集中处理器2和监控中心3之间进行双向通信功能。
统计单元321，用于统计配电网的历史故障次数，并以表格报表和/或图形报表的形式显示。
综上所述，本发明配电网故障检测系统，通过故障检测器中的电流互感器、电流检测模块、频率检测电路和带通滤波器对配电网的电流信号进行采集和处理，并通过第一微处理器对采集到的信息进行分析，即可判断出配电网线路是否出现故障，达到智能检测作用。同时，通过集中处理器中的第二微处理器计算出三个故障检测器的电流差有效值和相位差，判断出配电网的故障信息，并发送至监控中心，监控中心根据用户预先设置的格式进行告警提示，达到及时通知用户进行维护作用，定位准确，保证配电网工作稳定可靠，功耗低，抗干扰能力强。
以上所披露的仅为本发明几种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围。因此，依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的技术范围和系统结构。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术范围和系统结构之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种配电网故障检测系统，其特征在于，包括三个故障检测器和集中处理器，
所述故障检测器包括电流互感器、信号处理电路、低通滤波器、频率检测电路、带通滤波器、第一微处理器和第一通信模块，
电流互感器，用于采集配电网的电流信号，并将所述电流信号处理成小电流信号，发送至所述信号处理电路；
所述信号处理电路，用于将所述小电流信号处理成带直流分量的交流信号，并发送至所述低通滤波器、频率检测电路和带通滤波器；
低通滤波器，用于检测所述带直流分量的交流信号中的电流信息，并发送至所述第一微处理器；
频率检测电路，用于检测所述带直流分量的交流信号中的频率信息，并发送至所述第一微处理器；
带通滤波器，用于检测所述带直流分量的交流信号中的高频信息，并发送至所述第一微处理器；
第一微处理器，包括电流判断单元、频率判断单元和高频分量判断单元，
电流判断单元，用于判断所述电流信息中的电流是否有变化，如果有则判断所述配电网发生故障；所述电流判断单元包括：第一电流判断单元、第二电流判断单元和第三电流判断单元；
第一电流判断单元，用于判断所述电流信息中的电流是否减小，当所述电流减小且持续时间为预先设置的第二时间时，判断所述配电网发生开路故障，将判断结果发送至所述集中处理器；
第二电流判断单元，用于当所述电流信息中的电流增大且持续时间为预先设置的第三时间时，判断所述电流是否大于预先设置的电流值，当所述电流大于预先设置的电流值时，将所述电流信息发送至所述集中处理器；
第三电流判断单元，当所述电流小于预先设置的电流值且在预先设置的第四时间内未恢复时，则判断所述配电网发生重合闸失败故障，将判断结果发送至所述集中处理器；
频率判断单元，用于计算所述频率信息在预先设置的第一时间内所通过的次数，当所述次数不为预先设置的值时，判断所述配电网发生故障；
高频分量判断单元，用于读取所述高频信息，当所述读取的高频信息增大时，则判断所述配电网发生故障；
第一通信模块，用于当所述配电网发生故障时，将电路信息发送至所述集中处理器，所述电路信息包括所述电流信息、所述频率信息和所述高频信息；
所述集中处理器包括第二通信模块和第二微处理器，
第二通信模块，用于接收所述故障检测器发送的电路信息，并且在接收到任一故障检测器发送的电路信息时，请求另外两个故障检测器反馈电路信息；
第二微处理器，用于根据所述电路信息计算出三个故障检测器的电流差有效值和相位差，根据所述电流差有效值和所述相位差判断出所述配电网故障信息，所述故障信息包括故障类型和预先设置的故障检测器编号。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述故障检测器还包括：
第一电源模块，用于向所述故障检测器提供电源电压；
第一低压检测电路，用于检测所述故障检测器的电源电压，并将检测结果发送至所述第一微处理器；
第一时钟电路，用于向所述第一微处理器提供精准时钟信号。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集中处理器还包括：
第二电源模块，用于向所述集中处理器提供电源电压；
第二低压检测电路，用于检测所述集中处理器的电源电压，并将检测结果发送至所述第二微处理器；
脉冲保护电路，与所述集中处理器天线端连接，用于过滤雷击信号和高压信号；
第二时钟电路，用于向所述第二微处理器提供精准时钟信号。
4.如权利要求1至3任一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括监控中心，
所述集中处理器还包括第一GSM通信模块，用于将所述故障信息转换成短信数据包发送至所述监控中心；
监控中心，用于接收所述短信数据包，并根据用户预先设置的格式进行告警提示。
5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述监控中心包括通信交换机和应用服务器，
通信交换机，用于解析所述短信数据包，获取所述故障信息，并发送至所述应用服务器；
应用服务器，与所述通信交换机通过RS232接口和/或USB接口连接，用于根据所述故障信息对所述配电网故障进行定位，并根据用户预先设置的格式进行提示。
6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述通信交换机包括：
第二GSM通信模块，包括主用GSM通信模块和备用GSM通信模块，所述主用GSM通信模块用于接收所述短信数据包，所述备用GSM通信模块用于当所述主用GSM通信模块处于繁忙时，接收所述短信数据包；
第三微处理器，用于实时根据当前通信量大小切换所述主用GSM通信模块和备用GSM通信模块的开启和关闭；
第三时钟电路，用于向所述第三微处理器提供精准时钟信号。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述应用服务器包括：
设置单元，用于设置所述集中处理器的参数和所述故障检测器的参数；
所述第二GSM通信模块，还用于将所述设置的集中处理器的参数和故障检测器的参数发送至所述集中处理器；
所述第一GSM通信模块，还用于接收所述集中处理器的参数和故障检测器的参数，并将所述故障检测器的参数发送至所述故障检测器；
所述第一通信模块，还用于接收所述故障检测器的参数；
统计单元，用于统计所述配电网的历史故障次数，并以表格报表和/或图形报表的形式显示。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述用户预先设置的格式为短信格式、语音播放格式和图形格式中的一种或者几种组合。
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Families Citing this family (19)
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|---|---|---|---|---|
| CN102611202B (zh) * | 2012-03-23 | 2014-11-26 | 广州思泰信息技术有限公司 | 一种配电线路智能在线录波系统 |
| CN103529360B (zh) * | 2013-10-15 | 2017-01-18 | 上海交通大学 | 一种支持地理信息的电力故障指示装置 |
| CN104133157A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-05 | 国家电网公司 | 高压线路故障指示和故障自动定位系统 |
| CN104280665A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-14 | 天津市翔晟远电力设备实业有限公司 | 配电网用的故障检测系统及其检测方法 |
| CN104578000A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-04-29 | 国家电网公司 | 供电线路故障隔离方法、装置和系统 |
| CN104678256B (zh) * | 2015-01-29 | 2018-09-14 | 杭州申昊科技股份有限公司 | 一种配电线路故障在线监测系统 |
| CN105403779B (zh) * | 2015-09-29 | 2019-01-04 | 昆明理工大学 | 一种基于极线电流梯度和的直流线路故障识别方法 |
| CN105510772A (zh) * | 2016-01-21 | 2016-04-20 | 广州思泰信息技术有限公司 | 一种10kv配电故障指示器测试平台 |
| CN105871625A (zh) * | 2016-05-27 | 2016-08-17 | 姹や寒 | 一种电力电网系统的数据采集及故障检测方法 |
| CN106980068A (zh) * | 2017-04-12 | 2017-07-25 | 上海倍肯机电科技有限公司 | 基于无线通讯接力的高压输电线路故障定位系统及方法 |
| CN107219418B (zh) * | 2017-05-25 | 2019-06-18 | 国家电网公司 | 一种配电网运行状态监测终端 |
| CN109036812B (zh) * | 2017-06-12 | 2024-04-12 | 天津市中力神盾电子科技有限公司 | 电流采集装置 |
| CN108254656A (zh) * | 2018-03-21 | 2018-07-06 | 国网河南省电力公司漯河供电公司 | 一种基于无线通信配网实时信息采集及故障快速诊断装置 |
| CN109782125A (zh) * | 2018-12-25 | 2019-05-21 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局 | 一种不接地电力系统单相接地故障识别与隔离方法 |
| CN109814000A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-28 | 国家电网有限公司 | 一种用于电网快速抢修的控制系统及其使用方法 |
| CN110346687B (zh) * | 2019-07-17 | 2022-04-12 | 南京伊科诺电气科技有限公司 | 一种具有停电故障录波功能的智能插座 |
| CN112946418A (zh) * | 2021-01-28 | 2021-06-11 | 湖南科技大学 | 一种基于事件驱动的多能互联电网智能化故障检测装置 |
| CN113376479B (zh) * | 2021-06-25 | 2022-08-16 | 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古电力科学研究院分公司 | 一种配电网故障检测系统 |
| CN116381417A (zh) * | 2023-06-01 | 2023-07-04 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局 | 输电设备的智能分析方法、装置、计算机设备和存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2562195Y (zh) * | 2002-04-22 | 2003-07-23 | 重庆龙源科技产业发展有限公司 | 智能网络化电能计量装置异常运行测录仪 |
| CN101038316A (zh) * | 2007-04-23 | 2007-09-19 | 国电南京自动化股份有限公司 | 采用双端信息的线路保护序分量选相方法 |
| CN101303386A (zh) * | 2007-05-11 | 2008-11-12 | 河海大学常州校区 | 高压线路电参数检测传感器装置 |
| CN101350520A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-01-21 | 中国南方电网有限责任公司 | 一种基于电网综合信息的保护控制系统和方法 |
| CN101738565A (zh) * | 2010-01-14 | 2010-06-16 | 北京双杰电气股份有限公司 | 自适应故障指示器 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2912990B2 (ja) * | 1993-07-09 | 1999-06-28 | 株式会社日立製作所 | 絶縁診断装置 |
| JP5089142B2 (ja) * | 2006-11-17 | 2012-12-05 | 中国電力株式会社 | 事故判定装置、方法及びプログラム |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2562195Y (zh) * | 2002-04-22 | 2003-07-23 | 重庆龙源科技产业发展有限公司 | 智能网络化电能计量装置异常运行测录仪 |
| CN101038316A (zh) * | 2007-04-23 | 2007-09-19 | 国电南京自动化股份有限公司 | 采用双端信息的线路保护序分量选相方法 |
| CN101303386A (zh) * | 2007-05-11 | 2008-11-12 | 河海大学常州校区 | 高压线路电参数检测传感器装置 |
| CN101350520A (zh) * | 2008-09-17 | 2009-01-21 | 中国南方电网有限责任公司 | 一种基于电网综合信息的保护控制系统和方法 |
| CN101738565A (zh) * | 2010-01-14 | 2010-06-16 | 北京双杰电气股份有限公司 | 自适应故障指示器 |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| JP特开2008-128735A 2008.06.05 * |
| JP特开平7-27812A 1995.01.31 * |
| 一种实用的新型高压无线核相装置的设计;张金波等;《计算机测量与控制》;20051231;第13卷(第01期);全文 * |
| 伊贵业，杨学昌，吴振升.用在线监测器的配电网故障定位法.《清华大学学报(自然科学版)》.2000,第40卷(第07期),全文. * |
| 张金波等.一种实用的新型高压无线核相装置的设计.《计算机测量与控制》.2005,第13卷(第01期),全文. * |
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