CN108802575A - 一种基于电力扰动法的线路故障定位方法、装置及系统 - Google Patents
一种基于电力扰动法的线路故障定位方法、装置及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108802575A CN108802575A CN201810730007.7A CN201810730007A CN108802575A CN 108802575 A CN108802575 A CN 108802575A CN 201810730007 A CN201810730007 A CN 201810730007A CN 108802575 A CN108802575 A CN 108802575A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- fault detector
- fault
- signal
- disturbing signal
- power network
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/081—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors
- G01R31/085—Locating faults in cables, transmission lines, or networks according to type of conductors in power transmission or distribution lines, e.g. overhead
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
- G01R31/088—Aspects of digital computing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/50—Systems or methods supporting the power network operation or management, involving a certain degree of interaction with the load-side end user applications
- Y04S10/52—Outage or fault management, e.g. fault detection or location
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
本申请提供一种基于电力扰动法的故障定位方法、装置及系统，其中，方法包括：信号发生装置向电网线路传输扰动信号；故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并计算扰动信号波形的幅值；故障指示器判断幅值是否大于第一预设阈值；如果判断结果为是，则故障指示器判定该故障指示器对应的电网线路中存在单相接地故障，并产生故障报警信号；故障指示器将故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机；主机接收故障报警信号，并进行故障定位。本申请提供的基于电力扰动法的线路故障定位方法，在进行故障定位时，无需检测电网线路中的电压或者电流，有效地避免了因电网线路中电压和电流的波动而产生误报的情况，提高了故障定位的准确性。
Description
技术领域
本申请涉及电力领域，特别涉及一种基于电力扰动法的线路故障定位方法、装置及系统。
背景技术
电网线路是指在发电厂、变电站和电力用户之间传送电能的线路，是供电系统的重要组成部分。在电网线路运行的过程中，单相接地故障出现的概率最高，占80％以上。为了提高电网线路供电性能的可靠性，目前运行的10KV～35KV电网线路通常采用中性点不接地系统。当中性点不接地系统发生单相接地故障时，各相间的电压大小和相位保持不变，三相系统的平衡没有遭到破坏，因此，中性点不接地系统在短时间内仍可以运行。但是，为了防止单相接地故障进一步扩大，从而造成相间短路，甚至引发中性点不接地系统瘫痪，快速、准确地进行故障定位变得越来越有必要。
现有的线路故障定位方法通常利用故障指示器进行故障定位。故障指示器安装在电网线路中，用于实时检测电网线路中电压和电流的变化。当故障指示器检测到电网线路中的电压或者电流出现突变时，即判断电网线路中出现单相接地故障，并通过故障指示器进行故障定位。
但是，发明人在本申请的研究过程中发现，由于电网线路中的电压和电流存在较大的波动，现有的线路故障定位方法在进行故障定位时，故障指示器通常将上述波动判定为电压或者电流的突变，导致故障指示器经常发生误报，提高了故障指示器的误报率，从而降低了线路故障定位的准确性。
发明内容
本申请提供一种基于电力扰动法的故障定位方法、装置及系统，以解决现有的故障定位方法中故障指示器误报率高和线路故障定位准确性较低的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种基于电力扰动法的故障定位方法，所述方法应用于基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机；
所述故障指示器和所述信号发生装置均与电网线路连接，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接；
所述方法包括：
所述信号发生装置向电网线路传输扰动信号；
所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形；
所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值；
所述故障指示器判断所述幅值是否大于第一预设阈值；
如果判断结果为是，则所述故障指示器判定该故障指示器对应的电网线路中存在单相接地故障，并产生故障报警信号；
所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机；
所述主机接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
优选地，在所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形之后，还包括：
所述故障指示器根据预设的检测周期，将所述波形分为多个波形组；
所述故障指示器分别将所述相邻两个波形组进行互减，并得到上下对称的两组扰动信号数据；
所述故障指示器将所述两组扰动信号数据再次进行互减，得到两倍扰动信号数据。
优选地，所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值，包括：
所述故障指示器根据所述全周傅氏算法，确定所述扰动信号波形的函数，其中，所述扰动信号波形的函数为：
其中，i(t)为扰动信号波形函数，n为自然数，bn为各次谐波的余弦幅值，ω1为基波角频率，t为时间，an为各次谐波的正弦幅值；
所述故障指示器根据傅氏级数原理，分别计算各次谐波的正弦幅值和余弦幅值，其中，所述各次谐波的正弦幅值和余弦幅值分别为：
其中，an为各次谐波的正弦幅值，T为周期，i(t)为扰动信号波形函数，n为自然数，ω1为基波角频率，t为时间，bn为各次谐波的余弦幅值；
所述故障指示器根据所述各次谐波的正弦幅值和余弦幅值，计算出n次谐波电流分量的有效值和相角，其中，所述n次谐波电流分量的有效值和相角分别为：
其中，In为n次谐波电流分量的有效值，an为各次谐波的正弦幅值，bn为各次谐波的余弦幅值；
所述故障指示器根据梯形积分法，计算出所述扰动信号波形的实部和虚部，其中，所述扰动信号波形的实部和虚部分别为：
其中，an′为扰动信号波形的实部，N为扰动信号波形在1周期内的采样点数，k为采样次数，ik为第k次采样值，n为自然数，bn′为扰动信号波形的虚部，i0为k＝0时的采样值，iN为k＝N时的采样值；
所述故障指示器根据所述扰动信号波形的实部和虚部，计算出所述扰动信号波形的幅值，其中，所述扰动信号波形的幅值为：
其中，In′为扰动信号波形的幅值，an′为扰动信号波形的实部，bn′为扰动信号波形的虚部。
优选地，在所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机之前，还包括：
所述故障指示器获取所述故障报警信号次数；
所述故障指示器判断所述故障报警信号次数是否大于第二预设阈值；
如果判断结果为是，则所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机。
第二方面，本申请提供一种基于电力扰动法的故障定位装置，所述装置应用于基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机；
所述故障指示器串联在电网线路中，所述信号发生装置并联在电网线路中，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接；
所述信号发生装置包括：
扰动信号传输模块，用于向电网线路传输扰动信号；
所述故障指示器包括：
波形获取模块，用于所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形；
波形幅值计算模块，用于所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值；
第一判断模块，用于所述故障指示器判断所述幅值是否大于第一预设阈值；
故障报警信号产生模块，用于如果判断结果为是，则所述故障指示器判定该故障指示器对应的电网线路中存在单相接地故障，并产生故障报警信号；
故障报警信号发送模块，用于所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机；
所述主机包括：
故障定位模块，用于所述主机接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
优选地，所述故障指示器还包括：
波形分组模块，用于根据预设的检测周期，将所述波形分为多个波形组；
第一互减模块，用于分别将所述相邻两个波形组进行互减，并得到上下对称的两组扰动信号数据；
第二互减模块，用于将所述两组扰动信号数据再次进行互减，得到两倍扰动信号数据。
优选地，所述故障指示器还包括：
故障报警信号次数获取模块，用于获取所述故障报警信号次数；
第二判断模块，用于判断所述故障报警信号次数是否大于第二预设阈值。
第三方面，本申请提供一种基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机，所述故障指示器和所述信号发生装置均与电网线路连接，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接，所述信号发生装置用于向电网线路中注入扰动信号，所述故障指示器用于检测分析电网线路中的扰动信号，并根据分析结果向所述主机传送故障报警信号，所述主机用于接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
优选地，所述信号发生装置包括：第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器、晶闸管、控制器和电压互感器，所述第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器和晶闸管依次串联，所述控制器分别与所述第一电流互感器、接触器、第二电流互感器、晶闸管和电压互感器相连，所述第一电流互感器和电压互感器分别与电网线路相连。
优选地，在所述故障指示器内部设置有采集单元，所述采集单元包括：积分放大电路模块、MCU实时采样并处理分析模块、射频模块和指示灯，所述积分放大电路模块与所述MCU实时采样并处理分析模块相连，所述射频模块和指示灯分别与所述MCU实时采样并处理分析模块相连。
由上述技术方案可知，本申请提供的基于电力扰动法的线路故障定位方法，在进行故障定位时，无需检测电网线路中的电压或者电流，有效地避免了因电网线路中电压和电流的波动而产生误报的情况，提高了故障定位的准确性。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法的工作流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，获取两倍扰动信号信号数据的工作流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，计算扰动信号波形幅值的工作流程示意图；
图4为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，发送故障报警信号的工作流程示意图；
图5为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位装置中，获取两倍扰动信号信号数据的装置结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位装置中，发送故障报警信号的装置结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，故障指示器采集电网线路中的扰动信号的示例图；
图9为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，上下对称的两组扰动信号数据的示例图；
图10为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，两倍扰动信号数据的示例图；
图11为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位系统中，信号发生装置的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位系统中，采集单元的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位系统的整体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参阅图1，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法的工作流程示意图。本申请提供一种基于电力扰动法的故障定位方法，所述方法应用于基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机；所述故障指示器和所述信号发生装置均与电网线路连接，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接。
所述方法包括：
S101，所述信号发生装置向电网线路传输扰动信号。
所述信号发生装置包括：第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器、晶闸管、控制器和电压互感器，所述第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器和晶闸管依次串联，所述控制器分别与所述第一电流互感器、接触器、第二电流互感器、晶闸管和电压互感器相连，所述第一电流互感器和电压互感器分别与电网线路相连。本申请提供的基于电力扰动法的故障定位方法在进行故障定位时，通过信号发生装置主动向电网线路注入扰动信号，同时利用故障指示器对注入的扰动信号进行检测分析，从而实现故障定位，有效地解决了现有的故障定位方法因电网线路中电压和电流的波动而产生误报的情况，提高了故障定位的准确性。同时，本申请通过信号发生装置产生扰动信号，能够在不影响电网线路正常工作的情况下进行故障定位，提高了故障定位方法的实用性。
S102，所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形。
在信号发生装置向电网线路中注入扰动信号之后，通过设置在电网线路中的故障指示器进行扰动信号采集。参阅图8，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，故障指示器采集电网线路中的扰动信号的示例图。图中横坐标为时间，纵坐标为幅值。故障指示器以3.2个/ms的采样率进行扰动信号采集，一次计算取120ms的数据，即384个采样数据点。
S103，所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值。
由于扰动信号是固定频率信号，所以本申请采用全周傅氏算法进行单一频率信号的分析计算。
S104，所述故障指示器判断所述幅值是否大于第一预设阈值。
S105，如果判断结果为是，则所述故障指示器判定该故障指示器对应的电网线路中存在单相接地故障，并产生故障报警信号。
S106，所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机。
S107，所述主机接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
由上述技术方案可知，本申请提供的基于电力扰动法的线路故障定位方法，在进行故障定位时，无需检测电网线路中的电压或者电流，有效地避免了因电网线路中电压和电流的波动而产生误报的情况，提高了故障定位的准确性。同时，本申请通过信号发生装置产生扰动信号，能够在不影响电网线路正常工作的情况下进行故障定位，提高了故障定位方法的实用性。
参阅图2，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，获取两倍扰动信号信号数据的工作流程示意图。
在所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形之后，还包括：
S201，所述故障指示器根据预设的检测周期，将所述波形分为多个波形组。
S202，所述故障指示器分别将所述相邻两个波形组进行互减，并得到上下对称的两组扰动信号数据。
参阅图9，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，上下对称的两组扰动信号数据的示例图。将120ms按40ms一组分成三组波形组，依次将相邻两组波形组进行互减，得到上下对称的两组扰动信号数据：扰动数据1和扰动数据2。
S203，所述故障指示器将所述两组扰动信号数据再次进行互减，得到两倍扰动信号数据。
参阅图10，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，两倍扰动信号数据的示例图。将所述上下对称的两组扰动信号数据再次进行互减，得到两倍扰动信号数据，通过该步骤将扰动数据1与扰动数据2进行互减，能够将扰动信号数据进行放大，以增加故障指示器检测判断的成功率。
参阅图3，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，计算扰动信号波形幅值的工作流程示意图。
S301，所述故障指示器根据所述全周傅氏算法，确定所述扰动信号波形的函数，其中，所述扰动信号波形的函数为：
其中，i(t)为扰动信号波形函数，n为自然数，bn为各次谐波的余弦幅值，ω1为基波角频率，t为时间，an为各次谐波的正弦幅值。
S302，所述故障指示器根据傅氏级数原理，分别计算各次谐波的正弦幅值和余弦幅值，其中，所述各次谐波的正弦幅值和余弦幅值分别为：
其中，an为各次谐波的正弦幅值，T为周期，i(t)为扰动信号波形函数，n为自然数，ω1为基波角频率，t为时间，bn为各次谐波的余弦幅值。
S303，所述故障指示器根据所述各次谐波的正弦幅值和余弦幅值，计算出n次谐波电流分量的有效值和相角，其中，所述n次谐波电流分量的有效值和相角分别为：
其中，In为n次谐波电流分量的有效值，an为各次谐波的正弦幅值，bn为各次谐波的余弦幅值。
S304，所述故障指示器根据梯形积分法，计算出所述扰动信号波形的实部和虚部，其中，所述扰动信号波形的实部和虚部分别为：
其中，an′为扰动信号波形的实部，N为扰动信号波形在1周期内的采样点数，k为采样次数，ik为第k次采样值，n为自然数，bn′为扰动信号波形的虚部，i0为k＝0时的采样值，iN为k＝N时的采样值。
S305，所述故障指示器根据所述扰动信号波形的实部和虚部，计算出所述扰动信号波形的幅值，其中，所述扰动信号波形的幅值为：
其中，In′为扰动信号波形的幅值，an′为扰动信号波形的实部，bn′为扰动信号波形的虚部。
参阅图4，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位方法中，发送故障报警信号的工作流程示意图。
S401，所述故障指示器获取所述故障报警信号次数。
S402，所述故障指示器判断所述故障报警信号次数是否大于第二预设阈值。
S403，如果判断结果为是，则所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机。
由上述技术方案可知，通过在故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机之前，获取并判断故障报警信号的次数是否超过第二预设阈值，能够提高故障指示器的故障报警的有效性，避免出现误报而影响线路故障定位的准确性。
参阅图5，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位装置的结构示意图。本申请提供一种基于电力扰动法的故障定位装置，所述装置应用于基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机；
所述故障指示器串联在电网线路中，所述信号发生装置并联在电网线路中，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接；
所述信号发生装置包括：
扰动信号传输模块501，用于所述信号发生装置向电网线路传输扰动信号；
所述故障指示器包括：
波形获取模块502，用于所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形；
波形幅值计算模块503，用于所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值；
第一判断模块504，用于所述故障指示器判断所述幅值是否大于第一预设阈值；
故障报警信号产生模块505，用于如果判断结果为是，则所述故障指示器判定该故障指示器对应的电网线路中存在单相接地故障，并产生故障报警信号；
故障报警信号发送模块506，用于所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机；
所述主机包括：
故障定位模块507，用于所述主机接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
由上述技术方案可知，本申请提供的基于电力扰动法的线路故障定位装置，在进行故障定位时，无需检测电网线路中的电压或者电流，有效地避免了因电网线路中电压和电流的波动而产生误报的情况，提高了故障定位的准确性。同时，本申请通过扰动信号传输模块501产生扰动信号，能够在不影响电网线路正常工作的情况下进行故障定位，提高了故障定位装置的实用性。
参阅图6，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位装置中，获取两倍扰动信号信号数据的装置结构示意图。
所述故障指示器还包括：
波形分组模块601，用于根据预设的检测周期，将所述波形分为多个波形组；
第一互减模块602，用于分别将所述相邻两个波形组进行互减，并得到上下对称的两组扰动信号数据；
第二互减模块603，用于将所述两组扰动信号数据再次进行互减，得到两倍扰动信号数据。
参阅图7，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位装置中，发送故障报警信号的装置结构示意图。
所述故障指示器还包括：
故障报警信号次数获取模块701，用于获取所述故障报警信号次数；
第二判断模块702，用于判断所述故障报警信号次数是否大于第二预设阈值。
参阅图13，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位系统的整体结构示意图。
本申请提供一种基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机，所述故障指示器和所述信号发生装置均与电网线路连接，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接，所述信号发生装置用于向电网线路中注入扰动信号，所述故障指示器用于检测分析电网线路中的扰动信号，并根据分析结果向所述主机传送故障报警信号，所述主机用于接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
由上述技术方案可知，本申请提供的基于电力扰动法的线路故障定位系统，通过信号发生装置主动向电网线路注入扰动信号，同时利用故障指示器检测并分析扰动信号，并最终通过主机实现线路故障定位，无需检测电网线路中的电压或者电流，有效地避免了因电网线路中电压和电流的波动而产生误报的情况，提高了故障定位的准确性。同时，本申请通过信号发生装置产生扰动信号，能够在不影响电网线路正常工作的情况下进行故障定位，提高了故障定位系统的实用性。
参阅图11，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位系统中，信号发生装置的结构示意图。
所述信号发生装置包括：第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器、晶闸管、控制器和电压互感器，所述第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器和晶闸管依次串联，所述控制器分别与所述第一电流互感器、接触器、第二电流互感器、晶闸管和电压互感器相连，所述第一电流互感器和电压互感器分别与电网线路相连。
参阅图12，示出了本申请实施例提供的一种基于电力扰动法的线路故障定位系统中，采集单元的结构示意图。
在所述故障指示器内部设置有采集单元，所述采集单元包括：积分放大电路模块、MCU实时采样并处理分析模块、射频模块和指示灯，所述积分放大电路模块与所述MCU实时采样并处理分析模块相连，所述射频模块和指示灯分别与所述MCU实时采样并处理分析模块相连。
具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的基于电力扰动法的故障定位方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。
Claims (10)
1.一种基于电力扰动法的故障定位方法，其特征在于，所述方法应用于基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机；
所述故障指示器和所述信号发生装置均与电网线路连接，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接；
所述方法包括：
所述信号发生装置向电网线路传输扰动信号；
所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形；
所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值；
所述故障指示器判断所述幅值是否大于第一预设阈值；
如果判断结果为是，则所述故障指示器判定该故障指示器对应的电网线路中存在单相接地故障，并产生故障报警信号；
所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机；
所述主机接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形之后，还包括：
所述故障指示器根据预设的检测周期，将所述波形分为多个波形组；
所述故障指示器分别将所述相邻两个波形组进行互减，并得到上下对称的两组扰动信号数据；
所述故障指示器将所述两组扰动信号数据再次进行互减，得到两倍扰动信号数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值，包括：
所述故障指示器根据所述全周傅氏算法，确定所述扰动信号波形的函数，其中，所述扰动信号波形的函数为：
其中，i(t)为扰动信号波形函数，n为自然数，bn为各次谐波的余弦幅值，ω1为基波角频率，t为时间，an为各次谐波的正弦幅值；
所述故障指示器根据傅氏级数原理，分别计算各次谐波的正弦幅值和余弦幅值，其中，所述各次谐波的正弦幅值和余弦幅值分别为：
其中，an为各次谐波的正弦幅值，T为周期，i(t)为扰动信号波形函数，n为自然数，ω1为基波角频率，t为时间，bn为各次谐波的余弦幅值；
所述故障指示器根据所述各次谐波的正弦幅值和余弦幅值，计算出n次谐波电流分量的有效值和相角，其中，所述n次谐波电流分量的有效值和相角分别为：
其中，In为n次谐波电流分量的有效值，an为各次谐波的正弦幅值，bn为各次谐波的余弦幅值；
所述故障指示器根据梯形积分法，计算出所述扰动信号波形的实部和虚部，其中，所述扰动信号波形的实部和虚部分别为：
其中，a′n为扰动信号波形的实部，N为扰动信号波形在1周期内的采样点数，k为采样次数，ik为第k次采样值，n为自然数，b′n为扰动信号波形的虚部，i0为k＝0时的采样值，iN为k＝N时的采样值；
所述故障指示器根据所述扰动信号波形的实部和虚部，计算出所述扰动信号波形的幅值，其中，所述扰动信号波形的幅值为：
其中，I′n为扰动信号波形的幅值，a′n为扰动信号波形的实部，b′n为扰动信号波形的虚部。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机之前，还包括：
所述故障指示器获取所述故障报警信号次数；
所述故障指示器判断所述故障报警信号次数是否大于第二预设阈值；
如果判断结果为是，则所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机。
5.一种基于电力扰动法的故障定位装置，其特征在于，所述装置应用于基于电力扰动法的故障定位系统，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机；
所述故障指示器串联在电网线路中，所述信号发生装置并联在电网线路中，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接；
所述信号发生装置包括：
扰动信号传输模块，用于向电网线路传输扰动信号；
所述故障指示器包括：
波形获取模块，用于所述故障指示器采集电网线路中的扰动信号，并获取所述扰动信号的波形；
波形幅值计算模块，用于所述故障指示器根据全周傅氏算法，计算所述扰动信号波形的幅值；
第一判断模块，用于所述故障指示器判断所述幅值是否大于第一预设阈值；
故障报警信号产生模块，用于如果判断结果为是，则所述故障指示器判定该故障指示器对应的电网线路中存在单相接地故障，并产生故障报警信号；
故障报警信号发送模块，用于所述故障指示器将所述故障报警信号通过GPRS双向通信发送至主机；
所述主机包括：
故障定位模块，用于所述主机接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述故障指示器还包括：
波形分组模块，用于根据预设的检测周期，将所述波形分为多个波形组；
第一互减模块，用于分别将所述相邻两个波形组进行互减，并得到上下对称的两组扰动信号数据；
第二互减模块，用于将所述两组扰动信号数据再次进行互减，得到两倍扰动信号数据。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述故障指示器还包括：
故障报警信号次数获取模块，用于获取所述故障报警信号次数；
第二判断模块，用于判断所述故障报警信号次数是否大于第二预设阈值。
8.一种基于电力扰动法的故障定位系统，其特征在于，所述系统包括：故障指示器、信号发生装置和主机，所述故障指示器和所述信号发生装置均与电网线路连接，所述故障指示器与所述主机通过GPRS双向通信连接，所述信号发生装置用于向电网线路中注入扰动信号，所述故障指示器用于检测分析电网线路中的扰动信号，并根据分析结果向所述主机传送故障报警信号，所述主机用于接收所述故障报警信号，并进行故障定位。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述信号发生装置包括：第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器、晶闸管、控制器和电压互感器，所述第一电流互感器、隔离开关、熔断器、接触器、变压器、第二电流互感器和晶闸管依次串联，所述控制器分别与所述第一电流互感器、接触器、第二电流互感器、晶闸管和电压互感器相连，所述第一电流互感器和电压互感器分别与电网线路相连。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在所述故障指示器内部设置有采集单元，所述采集单元包括：积分放大电路模块、MCU实时采样并处理分析模块、射频模块和指示灯，所述积分放大电路模块与所述MCU实时采样并处理分析模块相连，所述射频模块和指示灯分别与所述MCU实时采样并处理分析模块相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810730007.7A CN108802575A (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 一种基于电力扰动法的线路故障定位方法、装置及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810730007.7A CN108802575A (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 一种基于电力扰动法的线路故障定位方法、装置及系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108802575A true CN108802575A (zh) | 2018-11-13 |
Family
ID=64075275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810730007.7A Pending CN108802575A (zh) | 2018-07-05 | 2018-07-05 | 一种基于电力扰动法的线路故障定位方法、装置及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108802575A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108802557A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-13 | 安徽康能电气有限公司 | 一种基于扰动信号的故障定位装置 |
| US20220014021A1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Nat | System and method for use with microgrids having inverter-based distributed generators |
| CN114089221A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-25 | 北京市汉华环球科技发展有限责任公司 | 一种振镜定子绕组回路开路故障检测方法及保护模块 |
| CN117148215A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-01 | 北京百旋科技有限公司 | 一种电源接地故障检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1560645A (zh) * | 2004-03-03 | 2005-01-05 | 西安交通大学 | 基于模型参数识别的小电流接地选线方法 |
| CN101046500A (zh) * | 2007-04-23 | 2007-10-03 | 国电南京自动化股份有限公司 | 基于相关系数法的电流互感器饱和检测技术 |
| CN101329374A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-12-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种差分滤波器加全周复小波幅值计算方法 |
| CN201576070U (zh) * | 2009-12-25 | 2010-09-08 | 上海希明电气技术有限公司 | 一种用于监测变电站直流系统寄生回路的集成化监测装置 |
| CN102435912A (zh) * | 2011-10-13 | 2012-05-02 | 华北电力大学（保定） | 电网中故障扰动点的定位方法 |
| CN102591319A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-07-18 | 中电普瑞科技有限公司 | 一种用于statcom控制器的试验装置及方法 |
| CN103176108A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-26 | 航天科工深圳（集团）有限公司 | 输电线路双端故障测距的方法和系统 |
| CN104991162A (zh) * | 2015-06-21 | 2015-10-21 | 云南电力试验研究院(集团)有限公司 | 一种小电流接地系统单相接地故障的定位装置及使用方法 |
| CN106443338A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-02-22 | 重庆大学 | 叠加在慢变信号上的小扰动信号提取方法 |
| CN106646132A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-10 | 云南电网有限责任公司玉溪供电局 | 主动注入信号法单相接地故障定位后端故障指示器及其定位方法 |
-
2018
- 2018-07-05 CN CN201810730007.7A patent/CN108802575A/zh active Pending
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1560645A (zh) * | 2004-03-03 | 2005-01-05 | 西安交通大学 | 基于模型参数识别的小电流接地选线方法 |
| CN101046500A (zh) * | 2007-04-23 | 2007-10-03 | 国电南京自动化股份有限公司 | 基于相关系数法的电流互感器饱和检测技术 |
| CN101329374A (zh) * | 2008-06-13 | 2008-12-24 | 哈尔滨工业大学 | 一种差分滤波器加全周复小波幅值计算方法 |
| CN201576070U (zh) * | 2009-12-25 | 2010-09-08 | 上海希明电气技术有限公司 | 一种用于监测变电站直流系统寄生回路的集成化监测装置 |
| CN102435912A (zh) * | 2011-10-13 | 2012-05-02 | 华北电力大学（保定） | 电网中故障扰动点的定位方法 |
| CN102591319A (zh) * | 2011-12-08 | 2012-07-18 | 中电普瑞科技有限公司 | 一种用于statcom控制器的试验装置及方法 |
| CN103176108A (zh) * | 2013-03-14 | 2013-06-26 | 航天科工深圳（集团）有限公司 | 输电线路双端故障测距的方法和系统 |
| CN104991162A (zh) * | 2015-06-21 | 2015-10-21 | 云南电力试验研究院(集团)有限公司 | 一种小电流接地系统单相接地故障的定位装置及使用方法 |
| CN106443338A (zh) * | 2016-09-26 | 2017-02-22 | 重庆大学 | 叠加在慢变信号上的小扰动信号提取方法 |
| CN106646132A (zh) * | 2016-12-16 | 2017-05-10 | 云南电网有限责任公司玉溪供电局 | 主动注入信号法单相接地故障定位后端故障指示器及其定位方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 肖开伟: ""基于电力扰动信号的主动式单相接地故障定位技术"", 《电子科技》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108802557A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-11-13 | 安徽康能电气有限公司 | 一种基于扰动信号的故障定位装置 |
| US20220014021A1 (en) * | 2020-07-10 | 2022-01-13 | Her Majesty The Queen In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Nat | System and method for use with microgrids having inverter-based distributed generators |
| US11721975B2 (en) * | 2020-07-10 | 2023-08-08 | His Majesty The King In Right Of Canada, As Represented By The Minister Of Natural Resources | System and method for use with microgrids having inverter-based distributed generators |
| CN114089221A (zh) * | 2021-11-23 | 2022-02-25 | 北京市汉华环球科技发展有限责任公司 | 一种振镜定子绕组回路开路故障检测方法及保护模块 |
| CN114089221B (zh) * | 2021-11-23 | 2024-03-15 | 北京市汉华环球科技发展有限责任公司 | 一种振镜定子绕组回路开路故障检测方法及保护模块 |
| CN117148215A (zh) * | 2023-09-21 | 2023-12-01 | 北京百旋科技有限公司 | 一种电源接地故障检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN117148215B (zh) * | 2023-09-21 | 2024-04-09 | 北京百旋科技有限公司 | 一种电源接地故障检测方法、装置、电子设备及存储介质 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Farughian et al. | Review of methodologies for earth fault indication and location in compensated and unearthed MV distribution networks | |
| CN108802575A (zh) | 一种基于电力扰动法的线路故障定位方法、装置及系统 | |
| CN104297629B (zh) | 含分布式电源的配电网的区段故障检测与定位方法 | |
| CN104865489B (zh) | 架空线路故障定位监测系统及方法 | |
| CN102937675B (zh) | 配电网实时数据采集和故障定位系统的工作方法 | |
| EP3069426B1 (en) | Method and apparatus of reactor turn-to-turn protection | |
| CN101291054B (zh) | 电力系统接地故障残流诊断保护方法 | |
| CN106707084A (zh) | 一种小电流接地系统单相接地故障判定方法 | |
| CN110441641A (zh) | 一种基于零序直流分量的小电流接地选线方法和系统 | |
| CN102944814A (zh) | 基于暂态信号的配电网单相接地故障定位方法 | |
| CN201408236Y (zh) | 配电网故障定位装置 | |
| CN105242176A (zh) | 一种适用于监测分支线路的小电流接地系统故障定位方法 | |
| CN102879704B (zh) | 一种高压输电线高阻接地故障多参数数据融合检测方法 | |
| CN103777114B (zh) | 一种单端带并联电抗器输电线路单相永久性故障识别方法 | |
| CN104297628A (zh) | 含dg的配电网的区段故障检测与定位方法 | |
| CN107271853A (zh) | 配电自动化系统分布式小电流接地故障定位方法及系统 | |
| CN102097792B (zh) | 一种配电网接地故障保护方法 | |
| CN109387733A (zh) | 一种配电线路单相接地故障定位方法及系统 | |
| Tajani et al. | A novel differential protection scheme for AC microgrids based on discrete wavelet transform | |
| CN103424627B (zh) | 双端测量平行电网线路零序阻抗的方法 | |
| CN105116294A (zh) | 基于行波极性测度的配电网电缆故障监测方法 | |
| Li et al. | A review of single-phase-to-ground fault location methods in distribution networks | |
| CN102590695A (zh) | 电力线路故障检测与定位装置 | |
| Chua et al. | Transmission line fault detection: A review | |
| CN101943738A (zh) | 单相接地测距方法和测距装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181113 |