CN111624440A - 中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置 - Google Patents

中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，包括：若干采集单元，采集单元包括：若干电流互感器、以及分支器；若干选线处理单元；选线处理单元包括：主控处理芯片；通讯接口模块；第一存储模块；信号处理模块；以及，无线收发模块；若干选线处理单元通过无线收发模块相互连接以形成测试组网，且所述无线收发模块连接有上位处理器，所述上位处理器内设有地图定位引擎模块，所述地图定位引擎模块内搭载有卫星地图系统。当上位处理器接收到告警数据时生成包含地理定位坐标的定位数据，从而实现对故障位置的精确定位，使得维修人员能够根据报警信息快速定位发生故障的位置，使得检测定位过程更加便捷。

Description

中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置
技术领域
本发明涉及电力检测技术领域，特别涉及一种中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置。
背景技术
我国10-35KV中压系统是电网的主要组成部分，一般由35KV变电站和110KV变电站的10KV、35KV母线构成，主供城乡配电网，大部分采用中性点不接地方式和经消弧线圈接地方式，这种系统在发生单相接地时，并不破坏系统电压的对称性，对供电设备不造成很大的危害，允许故障线路继续运行一段时间，不影响正常供电，但是单相接地故障如果不做及时处理，由于非故障相的两相对地的电压升高，可能引起绝缘薄弱环节被击穿，发展成为相间短路，使事故扩大，影响电网安全运行。在电力系统中，线路接地故障占总故障的70％以上，短路故障也多为单相接地演变成多相接地。因此需要在发生单相接地故障时，必须正确及时地把故障线路检测出来加以切除。由于零序电流较小且具有较大的分散性，且经消弧线圈接地后零序电流的特性发生改变，采样信号更小，现有的选线装置需要经过更加复杂的程序算法进行处理运算，难以快速准确的定位故障位置，发生故障时维修人员仍需要花费较多的时间进行排查。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，具有检测过程更加方便的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，包括：
与电网相连接的用于采集检测数据的若干采集单元，所述采集单元包括：若干电流互感器、以及与所述电流互感器相连接的分支器；
若干与所述采集单元相连接的选线处理单元；
其中，所述选线处理单元包括：
主控处理芯片；
与所述主控处理芯片相连接的通讯接口模块，所述主控处理单元通过所述通讯接口模块连接有若干所述采集单元；
与所述主控处理芯片相连接的第一存储模块，所述第一存储模块用于存储各所述采集单元及电流互感器的地址参数和检测数据；
与所述主控处理芯片相连接的信号处理模块，所述信号处理模块用于将所述检测数据与预设数据相比较，并在所述检测数据达到所述预设数据时生成告警数据发送至所述主控处理芯片；以及，
与所述主控处理芯片相连接的无线收发模块，所述无线收发模块用于发送所述地址参数、所述检测数据和所述告警数据；
若干所述选线处理单元通过所述无线收发模块相互连接以形成测试组网，且所述无线收发模块连接有上位处理器，所述上位处理器内设有地图定位引擎模块，所述地图定位引擎模块内搭载有卫星地图系统，且当所述上位处理器接收到所述告警数据时，所述地图定位引擎模块根据所述地址参数调用所述卫星地图系统、并在所述卫星地图系统中标定对应所述地址参数的地理定位坐标；
所述地图定位引擎模块还连接有定位信息生成模块，所述定位信息生成模块用于根据所述告警数据和所述地理定位坐标生成包含对应所述地理定位坐标的定位数据。
实现上述技术方案，由电流互感器采集电网中各个线路电流信号，发生单相接地故障时，产生零序电流而被电流互感器检测到生成检测数据，并发送主控处理芯片，存储在存储模块中，同时信号处理模块将检测数据与预设数据相比较，当检测数据达到预设数据的阈值范围时生成告警数据进行告警提示；而通过无线收发模块使得若干选线处理单元相互进行无线连接形成测试组网，使得各选线处理单元的检测数据发送至上位处理器进行集中处理和存储，而通过地图定位引擎模块读取卫星地图系统进而能够得到各选线装置及电流互感器的地理位置，当上位处理器接收到告警数据时生成包含地理定位坐标的定位数据，从而实现对故障位置的精确定位，使得维修人员能够根据报警信息快速定位发生故障的位置，使得检测定位过程更加便捷。
作为本发明的一种优选方案，所述上位处理器还连接有第二存储模块，所述第二存储模块用于存储所述定位数据，所述第二存储模块内还存储有对应维修人员的通讯数据表，所述通讯数据表中包含与各维修人员的无线通讯设备相对应的代码段，所述上位处理器还连接有信息发送模块，所述信息发送模块用于根据所述代码段向维修人员的无线通讯设备发送所述定位数据。
实现上述技术方案，通过在第二存储模块内存储通讯数据表，使得管控人员能够方便的将定位数据发送至维修人员的无线通讯设备，更加方便维修过程的进行。
作为本发明的一种优选方案，所述信息发送模块采用GSM短信收发模块。
作为本发明的一种优选方案，所述信号处理模块包括：
相位检测模块，用于检测所述检测数据的相位状态；
数模转换模块，用于根据所述检测数据的电流值和相位状态将所述检测数据转换成相位电流数据；
参数对比模块，用于将所述相位电流数据的零序电流值和相位方向与所述预设数据相比较；以及，
信息生成模块，用于根据所述参数对比模块的比较结果生成所述告警数据。
实现上述技术方案，通过信号处理模块对检测数据的数值大小和相位进行对比，实现对单相接地故障的判断。
作为本发明的一种优选方案，所述上位处理器还连接有WEB服务器模块和显示器。
实现上述技术方案，能够通过浏览器在显示器上查看检测数据和卫星地图系统中的地理定位坐标。
作为本发明的一种优选方案，所述信号发送模块还连接有通讯接口模块，所述通讯接口模块包括：MII接口、RMII接口、RS232接口、RS485接口、CAN总线、M-Bus总线、MDOBUS、I2C总线、SPI接口、蓝牙、LORA无线模块、以及ZigBee无线模块。
作为本发明的一种优选方案，所述主控处理芯片还连接有打印输出模块，所述打印输出模块用于打印所述地址参数和所述检测数据。
实现上述技术方案，通过打印输出模块打印地址参数和检测数据，方便进行维修任务安排和维修档案整理。
作为本发明的一种优选方案，所述主控处理芯片还连接有人机交互模块，所述人机交互模块用于进行参数设置和操作选择。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
本发明实施例通过提供一种中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，进行检测时，由电流互感器采集电网中各个线路电流信号，发生单相接地故障时，产生零序电流而被电流互感器检测到生成检测数据，并发送主控处理芯片，存储在存储模块中，同时信号处理模块将检测数据与预设数据相比较，当检测数据达到预设数据的阈值范围时生成告警数据进行告警提示；而通过无线收发模块使得若干选线处理单元相互进行无线连接形成测试组网，使得各选线处理单元的检测数据发送至上位处理器进行集中处理和存储，而通过地图定位引擎模块读取卫星地图系统进而能够得到各选线装置及电流互感器的地理位置，当上位处理器接收到告警数据时生成包含地理定位坐标的定位数据，从而实现对故障位置的精确定位，使得维修人员能够根据报警信息快速定位发生故障的位置，使得检测定位过程更加便捷。
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地介绍，显而易见地，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为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例中选线处理单元的结构示意图。
图3为本发明实施例中信号处理模块的结构示意图。
1、采集单元；11、电流互感器；12、分支器；2、选线处理单元；21、主控处理芯片；22、通讯接口模块；23、第一存储模块；24、信号处理模块；241、相位检测模块；242、数模转换模块；243、参数对比模块；244、信息生成模块；25、无线收发模块；26、打印输出模块；27、人机交互模块；3、上位处理器；31、地图定位引擎模块；32、定位信息生成模块；33、第二存储模块；34、信息发送模块；35、WEB服务器模块；36、显示器。
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作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。
实施例
一种中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，如图1至图3所示，包括：与电网相连接的用于采集检测数据的若干采集单元1，采集单元1包括：若干电流互感器11、以及与电流互感器11相连接的分支器12；若干与采集单元1相连接的选线处理单元2。
具体的，选线处理单元2包括：主控处理芯片21；与主控处理芯片21相连接的通讯接口模块22，主控处理单元通过通讯接口模块22连接有若干采集单元1；与主控处理芯片21相连接的第一存储模块23，第一存储模块23用于存储各采集单元1及电流互感器11的地址参数和检测数据；与主控处理芯片21相连接的信号处理模块24，信号处理模块24用于将检测数据与预设数据相比较，并在检测数据达到预设数据时生成告警数据发送至主控处理芯片21；以及，与主控处理芯片21相连接的无线收发模块25，无线收发模块25用于发送地址参数、检测数据和告警数据。
若干选线处理单元2通过无线收发模块25相互连接以形成测试组网，且无线收发模块25连接有上位处理器3，上位处理器3可以采用上位机，上位处理器3内设有地图定位引擎模块31，地图定位引擎模块31内搭载有卫星地图系统，且当上位处理器3接收到告警数据时，地图定位引擎模块31根据地址参数调用卫星地图系统、并在卫星地图系统中标定对应地址参数的地理定位坐标，卫星地图系统采用现有的地图系统；地图定位引擎模块31还连接有定位信息生成模块32，定位信息生成模块32用于根据告警数据和地理定位坐标生成包含对应地理定位坐标的定位数据，定位数据中具体还可包含地址参数、检测数据和告警数据等信息。
在上位处理器3还连接有第二存储模块33，第二存储模块33用于存储定位数据，第二存储模块33内还存储有对应维修人员的通讯数据表，通讯数据表中包含与各维修人员的无线通讯设备相对应的代码段，代码段可以选用电话号码等，上位处理器3还连接有信息发送模块34，信息发送模块34用于根据代码段向维修人员的无线通讯设备发送定位数据，信息发送模块34采用GSM短信收发模块；通过在第二存储模块33内存储通讯数据表，使得管控人员能够方便的将定位数据发送至维修人员的无线通讯设备，更加方便维修过程的进行。
信号处理模块24包括：相位检测模块241，用于检测检测数据的相位状态；数模转换模块242，用于根据检测数据的电流值和相位状态将检测数据转换成相位电流数据；参数对比模块243，用于将相位电流数据的零序电流值和相位方向与预设数据相比较；以及，信息生成模块244，用于根据参数对比模块243的比较结果生成告警数据。通过信号处理模块24对检测数据的数值大小和相位进行对比，实现对单相接地故障的判断。
本实施例中，信号发送模块还连接有通讯接口模块22，通讯接口模块22包括：MII接口、RMII接口、RS232接口、RS485接口、CAN总线、M-Bus总线、MDOBUS、I2C总线、SPI接口、蓝牙、LORA无线模块、以及ZigBee无线模块。
进一步的，上位处理器3还连接有WEB服务器模块35和显示器36，通过设置WEB服务器模块35，能够通过浏览器在显示器36上查看检测数据和卫星地图系统中的地理定位坐标。
主控处理芯片21还连接有打印输出模块26，打印输出模块26用于打印地址参数和检测数据，通过打印输出模块26打印地址参数和检测数据，方便进行维修任务安排和维修档案整理。
进一步的，主控处理芯片21还连接有人机交互模块27，人机交互模块27用于进行参数设置和操作选择，人机交互模块27可以为按键、键盘、鼠标、显示屏、触摸屏等。
使用时，由电流互感器11采集电网中各个线路电流信号，发生单相接地故障时，产生零序电流而被电流互感器11检测到生成检测数据，并发送主控处理芯片21，存储在存储模块中，同时信号处理模块24将检测数据与预设数据相比较，当检测数据达到预设数据的阈值范围时生成告警数据进行告警提示；而通过无线收发模块25使得若干选线处理单元2相互进行无线连接形成测试组网，使得各选线处理单元2的检测数据发送至上位处理器3进行集中处理和存储，而通过地图定位引擎模块31读取卫星地图系统进而能够得到各选线装置及电流互感器11的地理位置，当上位处理器3接收到告警数据时生成包含地理定位坐标的定位数据，从而实现对故障位置的精确定位，使得维修人员能够根据报警信息快速定位发生故障的位置，使得检测定位过程更加便捷。
在上述实施例中，对各个实施例的描述各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可能采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所述涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如上述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元之间的间接耦合或通信连接，可以是电信或者其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而并非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，包括：
与电网相连接的用于采集检测数据的若干采集单元，所述采集单元包括：若干电流互感器、以及与所述电流互感器相连接的分支器；
若干与所述采集单元相连接的选线处理单元；
其中，所述选线处理单元包括：
主控处理芯片；
与所述主控处理芯片相连接的通讯接口模块，所述主控处理单元通过所述通讯接口模块连接有若干所述采集单元；
与所述主控处理芯片相连接的第一存储模块，所述第一存储模块用于存储各所述采集单元及电流互感器的地址参数和检测数据；
与所述主控处理芯片相连接的信号处理模块，所述信号处理模块用于将所述检测数据与预设数据相比较，并在所述检测数据达到所述预设数据时生成告警数据发送至所述主控处理芯片；以及，
与所述主控处理芯片相连接的无线收发模块，所述无线收发模块用于发送所述地址参数、所述检测数据和所述告警数据；
若干所述选线处理单元通过所述无线收发模块相互连接以形成测试组网，且所述无线收发模块连接有上位处理器，所述上位处理器内设有地图定位引擎模块，所述地图定位引擎模块内搭载有卫星地图系统，且当所述上位处理器接收到所述告警数据时，所述地图定位引擎模块根据所述地址参数调用所述卫星地图系统、并在所述卫星地图系统中标定对应所述地址参数的地理定位坐标；
所述地图定位引擎模块还连接有定位信息生成模块，所述定位信息生成模块用于根据所述告警数据和所述地理定位坐标生成包含对应所述地理定位坐标的定位数据。
2.根据权利要求1所述的中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，所述上位处理器还连接有第二存储模块，所述第二存储模块用于存储所述定位数据，所述第二存储模块内还存储有对应维修人员的通讯数据表，所述通讯数据表中包含与各维修人员的无线通讯设备相对应的代码段，所述上位处理器还连接有信息发送模块，所述信息发送模块用于根据所述代码段向维修人员的无线通讯设备发送所述定位数据。
3.根据权利要求2所述的中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，所述信息发送模块采用GSM短信收发模块。
4.根据权利要求2或3所述的中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：
相位检测模块，用于检测所述检测数据的相位状态；
数模转换模块，用于根据所述检测数据的电流值和相位状态将所述检测数据转换成相位电流数据；
参数对比模块，用于将所述相位电流数据的零序电流值和相位方向与所述预设数据相比较；以及，
信息生成模块，用于根据所述参数对比模块的比较结果生成所述告警数据。
5.根据权利要求4所述的中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，所述上位处理器还连接有WEB服务器模块和显示器。
6.根据权利要求1所述的中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，所述信号发送模块还连接有通讯接口模块，所述通讯接口模块包括：MII接口、RMII接口、RS232接口、RS485接口、CAN总线、M-Bus总线、MDOBUS、I2C总线、SPI接口、蓝牙、LORA无线模块、以及ZigBee无线模块。
7.根据权利要求1所述的中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，所述主控处理芯片还连接有打印输出模块，所述打印输出模块用于打印所述地址参数和所述检测数据。
8.根据权利要求1所述的中性点经消弧线圈接地系统中单相接地故障选线装置，其特征在于，所述主控处理芯片还连接有人机交互模块，所述人机交互模块用于进行参数设置和操作选择。
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