CN105699844A - 一种配电线路短路故障定位装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种配电线路短路故障定位装置，包括控制器、PWM调制模块、放大电路、扩展接口电路、选频放大电路和PFC电路，所述控制器分别连接隔离电路、PWM调制模块和无线发射电路，隔离电路还连接扩展接口电路，扩展接口电路还连接放大电路，放大电路还连接高频滤波电路，高频滤波电路还分别连接选频放大电路和PWM调制模块另一端，选频放大电路还连接滤波放大电路。本发明配电线路短路故障定位装置采用单片机与若干集成电路芯片组成最小系统，其全部电路集中在一块印刷线路板上，结构紧凑，体积小，工艺简单；工作可靠，抗干扰能力强，不会有死机现象，提高了巡回监测抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种定位装置，具体是一种配电线路短路故障定位装置。
背景技术
输电线路故障定位是输电线路发生故障时快速查找故障点的一项重要技术，目前输电线路故障定位的方法主要有三种：短路测距法、故障指示器法和手持检测器巡线法，短路测距法是通过测量短路点到测量点的线路阻抗，估计出短路点到测量点的线路长度从而确定短路点的位置，该方法需要的设备造价高，且不能反映故障分支，不能直接测量变压器中性点非直接接地系统单相接地时的距离；故障指示器法是在输电线路的沿线装设故障指示器，当线路故障时在故障段线路上有故障特征电流流过，通过检测故障特征电流，故障段线路上的故障指示器就有机械翻牌或亮灯指示，故障指示器法的主要问题是检测人员必须沿故障线路巡查指示器，工作量大时间长；手持检测器巡线法跟上述问题一样。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配电线路短路故障定位装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种配电线路短路故障定位装置，包括控制器、PWM调制模块、放大电路、扩展接口电路、选频放大电路和PFC电路，所述控制器分别连接隔离电路、PWM调制模块和无线发射电路，隔离电路还连接扩展接口电路，扩展接口电路还连接放大电路，放大电路还连接高频滤波电路，高频滤波电路还分别连接选频放大电路和PWM调制模块另一端，选频放大电路还连接滤波放大电路，滤波放大电路还连接PFC电流，PFC电路还连接多个故障检测模块，所述无线放射电路通过无线方式连接无线接收终端。
作为本发明进一步的方案：所述PFC电路包括PFC控制器、电阻R0、电阻R1、电容C1、电感L、二极管D1和整流桥Q，所述整流桥Q两个AC输入端分别连接交流220V两端，整流桥Q的正极输出端V+分别连接电容C1、电感L和PFC控制器的输入电压采样端，电感L另一端分别连接二极管D2正极、二极管D1正极和PFC功率管VT引脚1，PFC功率管VT引脚2分别连接电阻R0、电容C2和电阻R2并接地，电阻R0另一端分别连接电容C1另一端、整流桥Q输出端V-和PFC控制器的电流采样端，所述二极管D2负极连接接地二极管D3负极，所述二极管D1负极分别连接电容C2另一端、电阻R1和输出端Vo，电阻R1另一端分别连接电阻R2另一端和PFC控制器的输出电压采样端，PFC控制器的开关控制端连接PFC功率管VT引脚3。
作为本发明进一步的方案：所述二极管D3为稳压二极管。
作为本发明进一步的方案：所述所述PFC控制器采用UC3852。
作为本发明进一步的方案：所述控制器采用DSP控制器。
作为本发明进一步的方案：所述扩展接口电路采用芯片MAX306。
作为本发明再进一步的方案：所述无线发射电路为GPRS无线发射电路。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明配电线路短路故障定位装置采用单片机与若干集成电路芯片组成最小系统，其全部电路集中在一块印刷线路板上，结构紧凑，体积小，工艺简单；工作可靠，抗干扰能力强，不会有死机现象，提高了巡回监测抗干扰能力；与传统的数字式电路相比，自动化程度高，工作性能好，利用DSP丰富的软件功能，通过采样、记忆、处理数据，合理实现了巡回检测直流系统各条支路的自动化和智能化；能定位接地支路编号和极性，并采用无线报警方式提示运行人员及时处理接地故障。
附图说明
图1为配电线路短路故障定位装置的电路原理框图；
图2为配电线路短路故障定位装置中PFC电路的电路图。
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、完整地描述，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。
请参阅图1～2，本发明实施例中，一种配电线路短路故障定位装置，包括控制器、PWM调制模块、放大电路、扩展接口电路、选频放大电路和PFC电路，所述控制器分别连接隔离电路、PWM调制模块和无线发射电路，隔离电路还连接扩展接口电路，扩展接口电路还连接放大电路，放大电路还连接高频滤波电路，高频滤波电路还分别连接选频放大电路和PWM调制模块另一端，选频放大电路还连接滤波放大电路，滤波放大电路还连接PFC电流，PFC电路还连接多个故障检测模块，所述无线放射电路通过无线方式连接无线接收终端。
作为本发明进一步的方案：所述PFC电路包括PFC控制器、电阻R0、电阻R1、电容C1、电感L、二极管D1和整流桥Q，所述整流桥Q两个AC输入端分别连接交流220V两端，整流桥Q的正极输出端V+分别连接电容C1、电感L和PFC控制器的输入电压采样端，电感L另一端分别连接二极管D2正极、二极管D1正极和PFC功率管VT引脚1，PFC功率管VT引脚2分别连接电阻R0、电容C2和电阻R2并接地，电阻R0另一端分别连接电容C1另一端、整流桥Q输出端V-和PFC控制器的电流采样端，所述二极管D2负极连接接地二极管D3负极，所述二极管D1负极分别连接电容C2另一端、电阻R1和输出端Vo，电阻R1另一端分别连接电阻R2另一端和PFC控制器的输出电压采样端，PFC控制器的开关控制端连接PFC功率管VT引脚3；所述二极管D3为稳压二极管；所述所述PFC控制器采用UC3852；所述控制器采用DSP控制器；所述扩展接口电路采用芯片MAX306；所述无线发射电路为GPRS无线发射电路。
本发明的工作原理是：与传统的检测方法比较，PFC给整个检测系统带来转换速度快、无触点、寿命长、控制线路简单等优点。传统的检测方法有抖动脉冲现象，信号跳跃很大，必须在软件上躲过脉冲幅值，这样不但需要增加滤波电路而且延长巡检时间，检测方法有通断次数的寿命问题，一旦某继电器出现故障，该条支路失去检测，整个系统即不能正常工作。模拟开关阻抗值大，但由于运算放大器输入阻抗非常高，使其多路开关电路的导通电阻可以忽略不计。发电厂、变电所工作现场有系统内部干扰、外部电场、电磁波干扰等，传感器把各种干扰信号一同送入放大器电路放大，因此滤波成了监测系统正常可靠工作的关键问题。使用普通的运算放大器构成高阶有源滤波电路较为复杂，该仪器在硬件电路设计时使用的是芯片PFC电路，它可以产生0.1Hz到100kHz的输出频率。巴特沃斯滤波器在设计时，使低通频带尽可能地平坦，因此它可以作为普通的滤波器来使用。它的肩特性虽然较为平缓，但通频带的相位特性非常平坦，最适用于失真非常小地传送波形的场合。
L为PFC电感，D1为PFC二极管，C1为市电滤波电容，VT为PFC功率管，R0为市电电流采样电阻，PFC控制电路输入的市电电流采样电压为负值，R1、R2为直流电压采样电阻，PFC控制电路通过对市电输入电压、直流输出电压和电路电流采样值的分析，输出控制信号，控制PFC功率管的占空比，从而达到校正电路PFC的目的。
当VT饱和导通时，相当于将L右端接地，这时将有较大电流iPFC流过L，但由于L的电感特性，iPFC只能逐渐增大，随后VT截止关闭，电感L中的能量维持iPFC电流继续流动，经D1对C1充电，并供给负载，使iPFC逐渐减小，受PFC控制电路的控制，PFC开关管不断反复开、闭，在负载两端生成输出电压。
如果PFC开关管VT导通时间较长，L中电流较大，L中积蓄的能量较多，则当VT截止时L中维持的电流就较大。反之，若VT导通时间较短，则L中积蓄的能量就较少，当VT截止时L维持的电流也较小。可见控制VT开通时间的长短，即可控制电路中电流的大小，所以只要按照输入电压的规律来控制PFC开关管的开通与截止，就可以使输入电流与输入电压很好的同频同相，提高电路的输入功率因数。
当VT开通时，L两端的电压极性为左正右负。此时D1正端为低，处于截止状态，C2两端的电压不会经VT泻放。而当VT截止时，L两端电压极性反转，为左负右正，此时L两端的感生电压与整流桥Q的输出电压相串联，通过D1对C1充电，结果C1两端的电压高于整流器输出的电压，因此此PFC电路还具有升压功能。
当装置上电后，首先系统自检，预热10s后，装置以键盘设定电压偏移量作为直流系统接地报警界线开始巡回检测。软件采用阻性电流幅值判断法进行处理，当直流系统接地时，主程序调用报警程序。与传统的数字式电路相比，自动化程度高，工作性能好，利用计算机丰富的软件功能，通过采样、记忆、处理数据，合理实现了巡回检测直流系统各条支路的自动化和智能化；能定位接地支路编号和极性，并采用无线报警方式提示运行人员及时处理接地故障。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种配电线路短路故障定位装置，包括控制器、PWM调制模块、放大电路、扩展接口电路、选频放大电路和PFC电路，其特征在于，所述控制器分别连接隔离电路、PWM调制模块和无线发射电路，隔离电路还连接扩展接口电路，扩展接口电路还连接放大电路，放大电路还连接高频滤波电路，高频滤波电路还分别连接选频放大电路和PWM调制模块另一端，选频放大电路还连接滤波放大电路，滤波放大电路还连接PFC电流，PFC电路还连接多个故障检测模块，所述无线放射电路通过无线方式连接无线接收终端。
2.根据权利要求1所述的配电线路短路故障定位装置，其特征在于，所述PFC电路包括PFC控制器、电阻R0、电阻R1、电容C1、电感L、二极管D1和整流桥Q，所述整流桥Q两个AC输入端分别连接交流220V两端，整流桥Q的正极输出端V+分别连接电容C1、电感L和PFC控制器的输入电压采样端，电感L另一端分别连接二极管D2正极、二极管D1正极和PFC功率管VT引脚1，PFC功率管VT引脚2分别连接电阻R0、电容C2和电阻R2并接地，电阻R0另一端分别连接电容C1另一端、整流桥Q输出端V-和PFC控制器的电流采样端，所述二极管D2负极连接接地二极管D3负极，所述二极管D1负极分别连接电容C2另一端、电阻R1和输出端Vo，电阻R1另一端分别连接电阻R2另一端和PFC控制器的输出电压采样端，PFC控制器的开关控制端连接PFC功率管VT引脚3。
3.根据权利要求2所述的配电线路短路故障定位装置，其特征在于，所述二极管D3为稳压二极管。
4.根据权利要求2所述的配电线路短路故障定位装置，其特征在于，所述所述PFC控制器采用UC3852。
5.根据权利要求1所述的配电线路短路故障定位装置，其特征在于，所述控制器采用DSP控制器。
6.根据权利要求1所述的配电线路短路故障定位装置，其特征在于，所述扩展接口电路采用芯片MAX306。
7.根据权利要求1所述的配电线路短路故障定位装置，其特征在于，所述无线发射电路为GPRS无线发射电路。
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