CN103487725A - 一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置 - Google Patents

一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,包括安装于用于架设配电线路的电杆上的电杆式故障指示器;所述电杆式故障指示器检测本地零序电流和零序电压,并在所述本地零序电流/零序电压的值达到预先存储的零序电流门限值/零序电压门限值后进行单相接地报警。本发明提供的装置无需安装在配电线路上,该装置能对配电线路的单相接地情况进行实时监控,并在出线故障时快速地、精确地定位单相接地故障的位置,从而为快速排除故障,恢复供电提供有力支撑。

Description

一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置技术领域
[0001] 本发明涉及电力技术领域,特别是指一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置。
背景技术
[0002] 架空配电线路广泛分布在城市和农村广大区域,大部分网络建设期较早,设备老化严重,且容易受到自然环境干扰以及人为因素干扰,因此在运行过程中,线路容易发生单相接地故障,影响线路正常供电。因此,需要一种能够检测线路发生单相接地故障的方案。
[0003] 现有技术中的单相接地故障检测主要有以下两种方式:
[0004] 1、基于瞬时信号法的单相接地故障检测方案,该方案主要是监测线路发生单相接地瞬间线路对地电容充放电引起的一种高频电流信号,检测指示器监测到该特征信号后,作为线路发生单相接地故障的依据之一;
[0005] 2、基于注入信号法的单相接地故障检测方案,其原理是当线路发生单相接地故障后,由一种专门的信号发生装置向IOKV线路注入一种工频脉冲式电流信号,一般为50A以内,检测指示器检测到该特征脉冲信号后,作为其判断后端发生单相接地故障的依据之一。
[0006] 但是,上述两种方案都需要在线路上安装指示器,增加了配电线路安装的复杂性,也不能实时地精确定位故障点位置。
[0007] 综上所述,需要一种能够快速定位线路上发生单相接地故障的精确位置且无需安装在配电线路上的单相接地故障检测装置,以便能够及时排除故障,恢复供电,提高供电系统的可靠性。
发明内容
[0008] 本发明提供一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,用于解决现有技术中单相接地故障检测指示器需要安装在线路上且故障检测不够快速,故障点定位不够准确的问题。本发明提供的基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置不仅能够对架空配电线路的单相接地故障进行实时监测并在故障时进行快速报警,且该装置无需安装在配电线路上,安装更为简便,此外,该装置还能对单相接地故障位置进行精确定位,提高了供电系统的可靠性。
[0009] 本发明提供的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,包括安装于用于架设配电线路的电杆上的电杆式故障指示器;所述电杆式故障指示器检测本地零序电流和零序电压,并在所述本地零序电流/零序电压的值达到预先存储的零序电流门限值/零序电压门限值后进行单相接地报警。
[0010] 优选地,所述电杆式故障指示器包括:零序电流检测电路、零序电压检测电路、控制单元、故障指示模块和供电模块;所述零序电流检测电路的输出端与所述控制单元连接;所述零序电压检测电路的输出端与所述控制单元连接;所述供电模块与所述控制单元连接;所述故障指示模块与所述控制单元连接;所述零序电流检测电路检测本地零序电流并将其提供给所述控制单元;所述零序电压检测电路检测本地零序电压并将其提供给所述控制单元;所述供电模块用于给所述控制单元供电;所述控制单元将接收到的所述本地零序电流和零序电压分别进行模数转换,并判断当前得到的数字信号形式的本地零序电流/零序电压的值是否达到预定零序电流门限值/零序电压门限值,若是,则向所述故障指示模块发送报警指令;所述故障指示模块根据所述控制单元发来的报警指令进行本地单相接地报警。
[0011] 优选地,所述零序电流检测电路包括零序电流传感器和零序电流放大电路;所述零序电流传感器的电流输出端连接所述零序电流放大电路的电流输入端;所述零序电流传感器用于感应本地零序电流,得到一个值与本地零序电流值成正比的感应电流;所述零序电流放大电路用于将所述零序电流传感器输出的感应电流放大成本地零序电流后提供给所述控制单元。
[0012] 优选地,所述零序电流传感器为:由高导磁材料作为铁芯,并在所述铁芯上缠绕有漆包线绕线圈。
[0013] 优选地,所述零序电压检测电路包括铝板、第一电阻、第二电阻和零序电压放大电路;所述铝板平行于地面设置;所述第一电阻和第二电阻串联后一端连接所述铝板,另一端接地;所述零序电压放大电路的两个电压输入端分别连接于所述第一电阻两端,所述零序电压放大电路用于测量所述第一电阻两端的电压并将其放大为本地零序电压,并将所述本地零序电压提供给所述控制单元。
[0014] 优选地,所述电杆式故障指示器的外壳为铁壳,所述第一电阻和第二电阻的串联电路的一端连接所述铝板,另一端通过所述电杆式故障指示器的外壳接地。
[0015] 优选地,所述供电模块包括相互电连接的取电模块和储能模块;所述取电模块包括太阳能发电单元和/或风力发电单元和/或电力线取电单元,所述取电模块用于获取电能并将其提供给所述储能模块;所述储能模块还与所述控制单元连接,所述储能模块用于存储所述取电模块提供的电能并为所述控制单元供电。
[0016] 优选地,所述储能模块包括超级电容和/或铅酸电池和/或锂电池。
[0017] 优选地,上述任一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置用于高12米且用于架设IOKV配电线路的电杆上,且所述电杆式故障指示器距离地面的高度为4〜6米。
[0018] 优选地,上述任一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置还包括监控中心,所述电杆式故障指示器还包括与所述控制单元连接的通信模块;所述监控中心通过网络与位于同一电网中的若干个所述电杆式故障指示器中的通信模块连接;每个所述电杆式故障指示器中的控制单元还用于将当前得到的数字信号形式的本地零序电流的值通过所述通信模块发送给所述监控中心,且若所述控制单元已经检测并判断出线路发生单相接地故障,则所述控制单元同时还通过本地的通信模块通知所述监控中心本地已单相接地报警;所述监控中心用于将当前已单相接地报警的所有电杆式故障指示器形成的线路作为报警线路,若所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器的后方相邻的电杆式故障指示器没有进行单相接地报警,且所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器测得的零序电流大于其后方相邻的电杆式故障指示器测得的零序电流,则所述监控中心将所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器与其后方相邻的电杆式故障指示器之间确定为单相接地故障点位置。
[0019] 优选地,每个所述电杆式故障指示器中的控制单元还用于将当前得到的数字信号形式的本地零序电压的值通过所述通信模块发送给所述监控中心;所述监控中心存储收到的所有零序电流和零序电压的值,并通过所述通信模块向所述控制单元发送新的零序电流门限值和新的零序电压门限值;所述控制单元还用于根据当前收到的新的零序电流门限值和新的零序电压门限值更新自身预先存储的零序电流门限值和零序电压门限值。。
[0020] 本发明提供的基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置只需安装在用于架设配电线路的电杆上,安装更为简便,该装置基于零序分量法检测流经本地电杆上线路的零序电流值和零序电压值,只要本地零序电流值/零序电压值达到根据经验预先存储的零序电流门限值/零序电压门限值时立刻报警,因此能够对架空配电线路的单相接地故障进行实时监测,并在配电线路出现单相接地故障时进行快速报警。此外,监控中心根据测得的各电杆处的零序电压值进行统计后对单相接地故障位置进行精确定位,因此能够使管理人员及时、准确地排除故障,提高了供电系统的可靠性。
附图说明
[0021] 图1为零序分量法原理图;
[0022] 图2为本发明实施例提供的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置的结构示意图;
[0023] 图3为本发明实施例提供的另一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置的结构示意图;
[0024] 图4为本发明实施例提供的另一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置的结构示意图;
[0025] 图5为本发明实施例提供的另一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置的结构示意图;
[0026] 图6为本发明实施提供的一种电杆式故障指示器在电杆上的安装位置与导线之间的位置关系图;
[0027] 图7为本发明实施例提供的另一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置的结构示意图;
[0028] 图8为图7所示装置的一个具体实施例。
具体实施方式
[0029] 为及时发现并解决空配电线路接地故障问题,本发明基于零序分量法提出了一种架空配电线路接地故障指示装置,为使本发明具体实施例的说明更加清楚,下面首先对本发明所采用的零序分量法进行介绍。
[0030] 目前,我国大部分地区的配电网都是中性点不接地系统、经消弧线圈接地系统等小电流接地系统,其特点是线路只有A、B、C三相,没有中性线,相间电压为10KV,相线与大地之间电压在未发生接地的状态下为5.7KV。在未接地的情况下,三相电流Ia、Ib、I。的矢量和以及三相对地电压Ua0、UM、Uc0的矢量和均为零。当发生单相接地故障之后,相间电压仍为ιοκν,但是相线与大地之间的电压发生改变,接地相对地电压为零,未接地相对地电压为10KV,由此产生了零序电压,同时三相电流的矢量和不为零,根据线路长度不同,有不同的零序电流值。
[0031] 发生单相接地故障时,故障点前后零序电流值有很大差别,其原理如图1所示。目前我国电网变电站IOKV目前一般会带有7~15条IOKV出线,图1中为方便表示仅画了三条出线,为方便说明,将图1中上侧的那条三相出线称为线路一,中间侧的那条三相出线称为线路二,最下侧那条三相出线称为线路η。图1结合电路原理可以分析出:当线路二发生A相单相接地后,所有的IOKV出线均会出现零序电流,但是不同线路以及不同位置测量到的零序电流值大小相差很大。对于非故障线路,即图1中的线路一,整条线路的零序电流均为(Ic^Ibl),即线路一上任一位置检测到的零序电流均为本出线的分布电容电流之和。对于发生单相接地故障的线路二,故障点之后(故障点的远离变电站19 一侧)的零序电流为(Ic^Ib2),但是故障点前面(故障点的靠近变电站19侧)的零序电流Id则为所有线路的零序电流之和,即为:
[0032] Id= (Ibi + Ici)+ (Ib2 + IC2) + (Ib3+IC3)+...+(Ibn+Icn) (I)
[0033] 式(I)中,(Ic^Ibl)为图1中的线路一的零序电流值,(Ic2+Ib2)为图1中线路二中故障点之后的零序电流值,(Ibn+Icn)为图1中未示出的其他未发生故障的第η条(η为大于等于3的正整数)出线的零序电流值。
[0034] 由上述分析可见,单相接地故障点前的零序电流值远大于故障点后的零序电流值。尤其是当变电站母线的出线越多,线路越长,故障点前能够检测到的零序电流值越大。本发明就是根据发生单相接地故障后,线路产生了零序电压和零序电流,且故障点前后零序电流值有很大的差别这一典型特征来进行故障指示和定位的。
[0035] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述 。
[0036] 本发明的思想在于:在配电线路上用于架设配电线路的每个电杆上设置一个电杆式故障指示器,用于检测本地零序电流和零序电压,并在检测到的本地零序电流/零序电压的值达到预先存储的零序电流门限值/零序电压门限值后进行单相接地报警。即:根据经验预先在每个电杆式故障指示器内存储零序电流门限值和零序电压门限值,由于线路发生单相接地故障前,每个电杆式故障指示器检测到的零序电压和零序电流均为0,而当线路发生单相接地故障后,整个配电线路上的每根电杆上的电杆式故障指示器均可以检测到零序电压和/或零序电流值,尤其是单相接地故障点前的零序电流远大于故障点后的零序电流,因此,当发生单相接地故障时,故障点前的电杆式故障指示器检测到的零序电流/零序电压的值会达到甚至超过零序电流门限值/零序电压门限值,因此会发生单相接地报警;而由于故障点后的电杆式故障指示器检测到的零序电流/零序电压的值小于零序电流门限值/零序电压门限值,因此不产生报警,由此可监控整个配电线路的单相接地故障情况,并快速定位故障位置。
[0037] 优选地,如图2所示,本发明实施例提供的基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置中的电杆式故障指示器包括:零序电流检测电路1、零序电压检测电路2、控制单元3、故障指示模块4和供电模块5。其中,控制单元包括第一模数转换接口和第二模数转换接口,零序电流检测电路I的输出端与控制单元3的第一模数转换接口连接;零序电压检测电路2的输出端与控制单元3的第二模数转换接口连接;供电模块5与控制单元3连接;故障指示模块4与控制单元3连接。零序电流检测电路I检测本地零序电流并将其提供给控制单元3。零序电压检测电路2检测本地零序电压并将其提供给控制单元3。供电模块5用于给控制单元3供电。控制单元3由单片机、DSP等芯片作为主控芯片,采集第一模数转换接口(图中未示出)和第二模数转换接口(图中未示出)获得的零序电流和零序电压的值并将其分别进行模数转换,并判断当前得到的数字信号形式的本地零序电流/零序电压的值是否达到预定零序电流门限值/零序电压门限值,若是,则向故障指示模块4发送报警指令。故障指示模块4根据控制单元3发来的报警指令进行本地单相接地报警。
[0038] 优选地,如图3所示,图2中的零序电流检测电路I包括零序电流传感器6和零序电流放大电路7。零序电流传感器I的两个电流输出端分别与零序电流放大电路7的两个电流输入端相连接。其中,零序电流传感器6用于感应流经本地电杆上方配电线路的本地零序电流,得到一个值与本地零序电流值成正比的感应电流;随后零序电流放大电路将零序电流传感器6输出的感应电流放大成本地零序电流,并将本地零序电流提供给控制单元3。
[0039] 图3中,零序电流传感器6的具体工作原理为:假设本地电杆上方的三相线路A、B、C分别流过电流Ia、Ib、I。,根据法拉第电磁感应原理,在本地电杆上安装的电杆式故障指示器中的零序电流传感器6分别检测到三个电流的磁场,其大小分别ki X Ia/La、ikX Ib/Lb、kiXI。/!。,其中ki为电流与磁场强度的一个比例系数,La、Lb、Lc分别为本地电杆上方的三相线路A、B、C和本地电杆上安装的电杆式故障指示器的直线距离。本地电杆上安装的电杆式故障指示器中的零序电流传感器6感应到的感应电流I可以计算如下:
[0040] I=ki X Ia/La + ki X Ib/Lb + ki X Ic/Lc (2 )
[0041] 由于电杆的高度一般都为十多米,而三相线路A、B、C之间的间距都是厘米量级,因此,La、Lb、Lc可认为是近似相等,因此,式(2)可简化为:[0042] I=kiX (Ia+Ib+Ic)/La (3)
[0043] 公式(3)中,Ia+Ib+Ic即为本地的零序电流值,La为一定值,ki为定值,显然,零序电流传感器6感应到的感应电流I与本地的零序电流成正比例关系。由于在未发生单相接地故障时,三相电流之和为零,因此零序电流传感器6感应到的感应电流1=0,而当出现单相接地故障后,Ia+Ib+I。不等于零,因此零序电流传感器6可以检测到电流,且零序电流越大,零序电流传感器6检测到的感应电流I也越大。
[0044] 较佳地,图3中所示的零序电流传感器为非晶体合金等高导磁材料作为铁芯,并在铁芯上缠绕有漆包线线圈的零序电流传感器。
[0045] 优选地,如图4所示,图2中的零序电压检测电路2包括铝板8、第一电阻9、第二电阻10和零序电压放大电路11。铝板8平行于地面设置;第一电阻9和第二电阻10串联后一端连接铝板8,另一端接地;零序电压放大电路11的两个电压输入端分别连接于第一电阻9的两端,用于测量第一电阻9两端的电压并将其放大为本地零序电压,并将本地零序电压提供给控制单元3。显然,此处零序电压放大电路也可以通过测量图3中第二电阻10两端的电压并将其放大为本地零序电压。
[0046] 图4所示的零序电压检测电路2的工作原理为:假设本地电杆上的三相线路对地电压为Ua0、Ubo、Uetl,根据法拉第电磁感应原理,高压导体周围会产生交变电场,距离导体越远,电场强度越低。线路与大地之间的介质为空气,可以等效为大量分布的电容,高压导线与大地之间的分布电容会流过及其微小的放电电流。由于电杆式故障指示器安装在高压导线与大地中间的位置,并且其中有一块平行于地面的铝板8,因此铝板8可视作电极,该电极由于处于一个电场中间,该电极与大地之间也会产生电势差,其电势E可以计算如下:
[0047] E=ku X Ua0/La+ku X Ub0/Lb+ku X Uc0/Lc (4)
[0048] 式(4)中,ku为固定比例系数,La、Lb、Lc分别为本地电杆上方的三相线路A、B、C和本地电杆上安装的电杆式故障指示器的直线距离,类似于公式(3)的推导,当电杆的高度远大于三相线路之间的间距时,上式可简化为:
[0049] E=kuX (Ua0+Ub0+Uc0)/La (5)
[0050] 公式(5)中,Ua0+Ub0+Uc0即为本地的零序电压值,La为一定值,ku为定值,也就是说,铝板与大地之间的电势差E与本地三相导线的零序电压成正比例关系,当线路正常时,零序电压为零,因此E=0,当线路发生单相接地故障后,零序电压不为零,则E也不为零,此时第一电阻9和第二电阻10的串联电路中流过电流,第一电阻9上产生电压,随后零序电压放大电路11会将该电压根据电路原理计算得到的比例系数放大为本地零序电压。
[0051] 较佳地,图4所示的电杆式故障指示器的外壳为铁壳,第一电阻9和第二电阻10的串联电路的一端连接所述铝板,另一端通过该电杆式故障指示器的外壳接地。
[0052] 优选地,如图5所示,图2中的供电模块5包括相互电连接的取电模块12和储能模块13。其中,取电模块12用于获取电能并将其提供给储能模块13 ;储能模块13还与控制单元3连接,用于存储取电模块12提供的电能并为控制单元3供电。取电模块12包括太阳能发电单元和/或风力发电单元和/或电力线取电单元。电力线取电单元通过电流耦合方式从本地电杆上的电力线上取电。较佳地,储能模块13包括超级电容和/或铅酸电池和/或锂电池等具有蓄电能力的部件。
[0053] 优选地,电杆式故障指示器在电杆上的安装位置与导线之间的位置关系如图6所示,其中三相导线A、B、C的方向为垂直纸面方向。IOKV线路电线杆高度为12米,电杆式故障指示器14距离地面的高度为4〜6m,则电杆式故障指示器14离导线的距离为6〜Sm。三相导线水平排列,相互间距为0.7m。由于电杆式故障指示器14离导线的距离远大于三相导线与相互间距,因此可以近似认为每根三相导线A、B、C与电杆式故障指示器14的距离是近似相等的,前面所述公式(3 )和(5 )可用。
[0054] 图7所示为本发明实施例提供的另一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置结构示意图,除了电杆式故障指示器14外,该装置还包括监控中心15,所述电杆式故障指示器14还包括与控制单元3连接的通信模块16。监控中心15通过网络与位于同一电网中的若干个电杆式故障指示器14中的通信模块16连接。每个电杆式故障指示器14中的控制单元3还用于将当前得到的数字信号形式的本地零序电流值通过本地的通信模块16发送给监控中心15,此外,若控制单元3向故障指示模块4发送了报警指令(即若所述控制单元已经检测并判断出线路发生单相接地故障),则控制单元3同时还通过通信模块16通知监控中心15本地已单相接地报警;监控中心15根据当前收到的所有电杆式故障指示器14提供的零序电流值以及当前已单相接地报警的电杆式故障指示器的分布情况确定具体的单相接地故障点,以使用户及时获知单相接地故障点并对其进行维修,进一步提高了配电线路的可靠性。具体地,监控中心15将当前已单相接地报警的所有电杆式故障指示器14形成的线路作为报警线路,若所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器14的后方相邻的电杆式故障指示器14没有进行单相接地报警,且所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器14测得的零序电流明显大于其后方相邻的电杆式故障指示器14测得的零序电流,则监控中心15将所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器14与其后方相邻的电杆式故障指示器14之间确定为单相接地故障点位置。
[0055] 例如图8所示为图7所示装置的一个具体实施例,其中示出了变电站侧的三相母线A、B、C (图中左上角所示)以及两组出线,电杆21〜27上分别安装了本发明实施例提供的电杆式故障指示器14,且每个故障指示器均与监控中心15通过GPRS网络连接。当电杆26和电杆27之间发生单线接地故障时,从接地点到变电站侧的电杆21、电杆25以及电杆26上安装的电杆式故障指示器14均会检测到较大的零序电流,而接地点之后的电杆27以及未发生接地的出线上的电杆22〜24上安装的电杆式故障指示器14均只能检测到较小的零序电流,因此,最终电杆21、电杆25以及电杆26上安装的电杆式故障指示器14会向监控中心15上传测得的较大零序电流值以及单相接地报警通知;而其余电杆式故障指示器14则不会向监控中心15上传单相接地报警通知,只是上传较小的零序电流值。监控中心15根据收到的各电杆式故障指示器14上传的零序电流及单相接地报警通知,将电杆21、电杆25以及电杆26所处线路作为报警线路,由于该报警线路上最后一个电杆式故障指示器14即位于电杆26上的电杆式故障指示器14测得的零序电压远大于其后方电杆27所测得的零序电流,因此监控中心15将电杆26和电杆27之间确定为单相接地故障点位置。
[0056] 优选地,图7所示装置中,每个所述电杆式故障指示器14中的控制单元3还用于将当前得到的数字信号形式的本地零序电压的值通过通信模块16发送给监控中心15 ;监控中心15存储收到的所有零序电流和零序电压的值,使得管理人员能够根据历史数据重新设置新的零序电流门限值和新的零序电压门限值,监控中心15通过所述通信模块向所述控制单元发送管理人员新设置的新的零序电流门限值和新的零序电压门限值;控制单元3还用于在收到的新的零序电流门限值和新的零序电压门限值时更新自身预先存储的零序电流门限值和零序电压门限值。
[0057] 本发明提供的基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置只需安装在用于架设配电线路的电杆上,安装更为简便,该装置基于零序分量法检测流经本地电杆上线路的零序电流值和零序电压值,只要本地零序电流值/零序电压值达到根据经验预先存储的零序电流门限值/零序电压门限值时立刻报警,因此能够对架空配电线路的接地故障进行实时监测,在配电线路出现单相接地故障时进行快速报警。此外,监控中心根据测得的各电杆处的零序电压值进行统计后对单相接地故障位置进行精确定位,因此能够使管理人员及时、准确地排除故障,提高了供电系统的可靠性。
[0058] 以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,包括安装于用于架设配电线路的电杆上的电杆式故障指示器;所述电杆式故障指示器检测本地零序电流和零序电压,并在所述本地零序电流/零序电压的值达到预先存储的零序电流门限值/零序电压门限值后进行单相接地报警。
2.根据权利要求1所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述电杆式故障指示器包括:零序电流检测电路、零序电压检测电路、控制单元、故障指示模块和供电模块;所述零序电流检测电路的输出端与所述控制单元连接;所述零序电压检测电路的输出端与所述控制单元连接;所述供电模块与所述控制单元连接;所述故障指示模块与所述控制单元连接; 所述零序电流检测电路检测本地零序电流并将其提供给所述控制单元; 所述零序电压检测电路检测本地零序电压并将其提供给所述控制单元; 所述供电模块用于给所述控制单元供电; 所述控制单元将接收到的所述本地零序电流和零序电压分别进行模数转换,并判断当前得到的数字信号形式的本地零序电流/零序电压的值是否达到预定零序电流门限值/零序电压门限值,若是,则向所述故障指示模块发送报警指令; 所述故障指示模块根据所述控制单元发来的报警指令进行本地单相接地报警。
3.根据权利要求2所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述零序电流检测电路包括零序电流传感器和零序电流放大电路;所述零序电流传感器的电流输出端连接所述零序电流放大电路的电流输入端; 所述零序电流传感器用于感应本地零序 电流,得到一个值与本地零序电流值成正比的感应电流; 所述零序电流放大电路用于将所述零序电流传感器输出的感应电流放大成本地零序电流后提供给所述控制单元。
4.根据权利要求3所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述零序电流传感器为:由高导磁材料作为铁芯,并在所述铁芯上缠绕有漆包线线圈。
5.根据权利要求2所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述零序电压检测电路包括铝板、第一电阻、第二电阻和零序电压放大电路;所述铝板平行于地面设置;所述第一电阻和第二电阻串联后一端连接所述铝板,另一端接地;所述零序电压放大电路的两个电压输入端分别连接于所述第一电阻两端,所述零序电压放大电路用于测量所述第一电阻两端的电压并将其放大为本地零序电压,并将所述本地零序电压提供给所述控制单元。
6.根据权利要求5所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述电杆式故障指示器的外壳为铁壳,所述第一电阻和第二电阻的串联电路的一端连接所述铝板,另一端通过所述电杆式故障指示器的外壳接地。
7.根据权利要求2所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述供电模块包括相互电连接的取电模块和储能模块; 所述取电模块包括太阳能发电单元和/或风力发电单元和/或电力线取电单元,所述取电模块用于获取电能并将其提供给所述储能模块;所述储能模块还与所述控制单元连接,所述储能模块用于存储所述取电模块提供的电能并为所述控制单元供电。
8.根据权利要求7所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述储能模块包括超级电容和/或铅酸电池和/或锂电池。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,所述电杆高12米,用于架设IOKV配电线路;所述电杆式故障指示器距离地面的高度为4~6米。
10.根据权利要求2至8任一项所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,该装置还包括监控中心,所述电杆式故障指示器还包括与所述控制单元连接的通信模块;所述监控中心通过网络与位于同一电网中的若干个所述电杆式故障指示器中的通信模块连接; 每个所述电杆式故障指示器中的控制单元还用于将当前得到的数字信号形式的本地零序电流的值通过所述通信模块发送给所述监控中心,且若所述控制单元已经检测并判断出本地线路发生单相接地故障,则所述控制单元同时还通过本地的通信模块通知所述监控中心本地已单相接地报警; 所述监控中心用于将当前已单相接地报警的所有电杆式故障指示器形成的线路作为报警线路,若所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器的后方相邻的电杆式故障指示器没有进行单相接地报警,且所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器测得的零序电流大于其后方相邻的电杆式故障指示器测得的零序电流,则所述监控中心将所述报警线路上远离变电站方向上的最后一个已单相接地报警的电杆式故障指示器与其后方相邻的电杆式故障指示器之间确定为单相接地故障点位置。
11.根据权利要求10所述的一种基于零序分量法的架空配电线路接地故障指示装置,其特征在于,每个所述电杆式故障指示器中的控制单元还用于将当前得到的数字信号形式的本地零序电压的值通过所述通信模块发送给所述监控中心; 所述监控中心存储收到的所有零序电流和零序电压的值,并通过所述通信模块向所述控制单元发送新的零序电流门限值和新的零序电压门限值;所述控制单元还用于根据当前收到的新的零序电流门限值和新的零序电压门限值更新自身预先存储的零序电流门限值和零序电压门限值。
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