CN203643551U - 一种行波定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种行波定位装置，包括行波波头检测模块、中央处理模块、北斗卫星时钟模块、GPRS通信模块、上位机、显示器；所述行波波头检测模块将暂态故障行波信息进行模数转换；转换后的行波信息送入中央处理模块，所述中央处理模块记录行波到达的时刻和极性，并将处理后的行波信息送入GPRS通信模块，由GPRS通信模块实时发送给上位机；所述上位机对收到的行波信息进行分析并计算出故障点位置。本实用新型能可靠、准确地实现配电网故障定位，缩短故障停电时间，提高电网运行可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电网故障定位装置，特别涉及一种行波定位装置。
背景技术
随着配电网智能化的发展，配电网作为直接与用户紧密相连的电力网络，担负着保障人民工业用电和生活用电的重要任务。配电网出现故障将造成停电事故，影响人民正常生产和生活，其运行的可靠性将直接影响供电系统的可靠性。
智能配电网主要由智能变电站、电缆线路、架空线路、各种监测设备及分布式电源组成，其深入客户终端，结构非常复杂，分支线路多，易发生单相短路故障，且小电流接地的运行方式广泛应用于配电网。这种接地方式按照常规分类方法又可以分为中性点不接地系统(NUS)、经消弧线圈接地系统(NES)和经电阻接地系统（NRS）。配电网发生单相短路故障时，由于大地与中性点之间没有直接的电气连接或经串接消弧线圈相联系，因此该接地方式导致了短路电流很小，保护装置不需要立刻动作跳闸。配电网可以带故障运行，从而提高了系统运行的可靠性。尤其在瞬时故障条件下，在消弧线圈的作用下，短路点可以自行熄弧，不需要运行人员采取特殊措施，这对于减少用户短时停电次数具有积极意义，但是随之而来的问题就产生了，如果发生永久性故障，系统仅仅允许在故障情况下继续运行1～2个小时，否则将会造成故障的进一步发展，造成大面积停电。因此运行人员必须尽快查明故障线路，查找故障点，采取排除故障的措施，恢复系统正常状态。而配电网复杂的结构就为故障定位带来了很大的难度。由此提出了小电流接地系统发生单相接地故障时要解决的故障快速精 确定位问题。
对于配电网故障的定位，目前多采用人工巡线查找故障点的方式来排除故障，不符合我国发展配电网自动化的要求。因此，采取有效的方法实现配电网故障定位，便于故障点查找和供电恢复，有利于减少停电时间，对于提升供电可靠性具有重要意义。因此，研究一套准确有效的配电网故障定位装置，成为发展智能配电网的迫切需求，该装置将已经成熟运用于输电网技术领域中的行波定位方法应用于配电网技术领域中，综合利用配电网末端时间信息量进行故障定位，解决分布式电源的智能配电网故障精确定位难题。
发明内容
为解决现有技术中的上述技术问题，本实用新型提供了一种能够有效提取故障行波信号，解决配电网行波信号弱、难以提取等问题的行波定位装置。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种行波定位装置，包括行波波头检测模块、中央处理模块、北斗卫星时钟模块、GPRS通信模块、上位机和显示器；
所述行波波头检测模块、中央处理模块和GPRS通信模块依次相连接，GPRS通信模块与上位机相连接，上位机和显示器相连接，北斗卫星时钟模块与中央处理模块相连接；
所述行波波头检测模块将暂态故障行波信息进行模数转换；转换后的行波信息送入中央处理模块，所述中央处理模块用以记录行波到达的时刻和极性，能将秒脉冲分频得到纳秒级的时间信息；经过处理后的行波信息送入GPRS通信模块，GPRS通信模块与上位机通信，将行波信息实时发送给上位机；所述上位机对收到的行波信息进行分析并计算出故障点位置，将故障点位置发送给显示器，实现对配电网定位系统的监测；
所述北斗卫星时钟模块与中央处理模块进行通讯，为记录行波到达时刻提供时间信息。
进一步的，行波定位装置中的行波波头检测模块还包括PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块；所述PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块依次连接。
所述PCB式行波传感器对电流行波和电压行波进行提取，提取到的行波信号发送到前端调理模块；所述前端调理模块将PCB式行波传感器输出的信号调整为适合行波检测模块动作的行波波头，然后再将行波波头信号发传递给行波检测模块；所述行波检测模块采用硬件捕捉故障行波波头信号，将故障行波与正常行波分离，最后输出一个方波信号。
进一步的，行波定位装置中的中央处理模块包括FPGA模块和ARM模块。所述FPGA模块用于记录每路行波波头的幅值分量、极性分量、积分分量，并与ARM模块协调提供纳秒级的时间；所述ARM模块用于提取FPGA记录的行波信息，然后通过GPRS通信模块将行波信息发送给上位机，并与FPGA模块协调提供纳秒级的时间。
本实用新型的有益效果是：本实用新型中记录单元能够同时处理电流故障行波、电压故障行波等多路数据，并具有数据校验功能，防止将错误数据送给电网故障行波定位系统；故障行波属于暂态突变信号，具有速度快、数据量大等特点，频率范围是10kHz～2MHz，本实用新型具有高速度记录的优点；本实用新型实时性高、记录单元处理数据的速度快，能精确的对电网故障进行测距，并且具有很高的抗干扰性，能安全可靠的进行数据记录、传输。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是本实用新型中行波波头检测单元原理图。
图3是本实用新型中行波检测原理图。
图4是本实用新型中北斗卫星时钟单元原理图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图4以及实施例对本实用新型作进一步的说明。
本实用新型从配电网末端变压器的CT/PT二次侧提取暂态行波信号，由行波波头检测模块、中央处理模块、北斗卫星时钟模块以及GPRS通信模块对行波信息进行记录、处理，再由上位机整合各点行波信息，计算出故障点位置。本新型能可靠、准确地实现配电网故障定位，缩短故障恢复时间，提高了电网运行的可靠性。并且，本实用新型能设定行波保护系统的相关定值信息，主要包括变电站定值信息、线路定值信息、杆塔定值信息以及通道定值信息等；再者，本实用新型软件采用多任务处理模式，实现与各类装置的实时通信，可同时对不同的装置进行轮检；不仅如此，本实用新型系统后台还支持以载波、微波、光纤、以太网等多种电力通信网方式和通讯管理机进行通信，在通信线路通信故障恢复后系统后台可自动恢复与通讯管理机的通信；而且，本实用新型通讯管理机与装置的通信支持断点续传功能；此外，本实用型新具有完善的权限管理功能，可以实现用户对各子系统的使用权限，同时可以控制用户对不同装置功能的操作权限；最后，本新型能实现主站拓扑图编辑，用户可在主站界面编辑电网拓扑图中的变电站、线路等信息。
如图1所示的一种行波定位装置，包括行波波头检测模块、中央处理模块、北斗卫星时钟模块、GPRS通信模块、上位机和显示器。
行波波头检测模块、中央处理模块和GPRS通信模块依次相连接，GPRS通 信模块与上位机相连接，上位机和显示器相连接，北斗卫星时钟模块与中央处理模块相连接。所述行波波头检测模块将将从配电网末端变压器的CT/PT二次侧提取到的暂态故障行波信息进行模数转换。转换后的行波信息送入中央处理模块，所述中央处理模块是行波定位装置的核心部分，用以记录行波到达的时刻和极性，能将秒脉冲分频得到纳秒级的时间信息。经过处理后的行波信息送入GPRS通信模块，GPRS通信模块与上位机通信，将收到的行波信息实时发送给上位机。GPRS通信模块不需要另外构建通信通道，主要利用GPRS无线通信网络将行波信息进行实打包，并以短信的形式发送给上位机进行处理。所述上位机对收到的行波信息进行分析并计算出故障点位置，将故障点位置发送给显示器，并支持历史数据查询，实现对配电网定位系统的监测。所述北斗卫星时钟模块与中央处理模块进行通讯，为记录行波到达时刻提供秒以上的时间信息。
如图2所示为行波波头检模块，行波定位装置中的行波波头检测模块包括PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块。所述PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块依次连接。
所述PCB式行波传感器对电流互感器（CT）的二次侧提取电流行波和电压互感器（PT）二次侧的电压信号进行提取；所述的PCB式行波传感器对电压行波进行提取时，先将电压信号通过V/A电路变换后，再由PCB式行波传感器提取其中电压行波信号。提取到的行波信号发送到前端调理模块；所述前端调理模块将PCB式行波传感器输出的信号调整为适合行波检测模块动作的行波波头，然后再将行波波头信号发传递给行波检测模块；所述行波检测模块采用硬件捕捉故障行波波头信号，将故障行波与正常行波分离，最后输出一个方波信号，并将输出的信号传送给中央处理模块中的FPGA模块。
如图3所示为实用行波检测原理图。所述前端调理模块和行波检测模块将 PCB式行波传感器二次侧输出的小信号（mV）经过TVS管保护、小信号放大、小信号整流、积分器、滞回比较器和施密特整形调制，最后调整为适合行波检测模块动作的行波波头；行波波头信号再通过采用硬件捕捉故障行波波头信号的行波检测模块将故障行波与正常行波的幅值分量、极性分量、积分分量进行分离，最后输出一个3.3V的方波信号。
如图4所示的北斗卫星时钟模块和中央处理模块。中央处理模块进包括FPGA模块和ARM模块。FPGA模块用于将记录每路行波的幅值分量、极性分量、积分分量，并与ARM模块协调提供纳秒级的时间；ARM模块用于提取FPGA记录的行波信息，；并通过GPRS模块发送给上位机，与FPGA模块协调提供纳秒级的时间。北斗卫星时钟模块同时与FPAG和ARM进行通信，北斗卫星首先将世纪秒通过串口送到ARM，然后将世纪秒通过并口送到FPGA的32位寄存器中保存。同时，北斗卫星将秒脉冲发送给FPGA和ARM，FPGA首先通过锁存器锁存秒脉冲，上升延触发一个带清零功能的计数器清零，并在恒温晶振的控制下计算秒以下的时间，而FPGA中的一个32位的寄存器也在ARM传送过来的世纪秒的基础上自动加1，当有行波到达时，FPGA将世纪秒与计数器中秒以下的时间信息整合形成时间报文发送到FIFO中进行排队处理，然后通过并口发送给ARM，由ARM计算故障和发送。
Claims (3)
1.一种行波定位装置，包括行波波头检测模块、中央处理模块、北斗卫星时钟模块、GPRS通信模块、上位机和显示器，其特征在于：行波波头检测模块、中央处理模块和GPRS通信模块依次相连接，GPRS通信模块与上位机相连接，上位机和显示器相连接，北斗卫星时钟模块与中央处理模块相连接；
所述行波波头检测模块将暂态故障行波信息进行模数转换；转换后的行波信息送入中央处理模块，所述中央处理模块用以记录行波到达的时刻和极性，能将秒脉冲分频得到纳秒级的时间信息；经过处理后的行波信息送入GPRS通信模块，GPRS通信模块与上位机通信，将行波信息实时发送给上位机；所述上位机对收到的行波信息进行分析并计算出故障点位置，将故障点位置发送给显示器，实现对配电网定位系统的监测；
所述北斗卫星时钟模块与中央处理模块进行通讯，为记录行波到达时刻提供时间信息。
2.如权利要求1所述的行波定位装置，其特征在于：所述行波波头检测模块包括PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块；所述PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块依次连接；
所述PCB式行波传感器对电流行波和电压行波进行提取，提取到的行波信号发送到前端调理模块；所述前端调理模块将PCB式行波传感器输出的信号调整为适合行波检测模块动作的行波波头，然后再将行波波头信号发传递给行波检测模块； 所述行波检测模块采用硬件捕捉故障行波波头信号，将故障行波与正常行波分离，最后输出一个方波信号。
3.如权利要求1所述的行波定位装置，其特征在于：所述中央处理模块包括FPGA模块和ARM模块；所述FPGA模块和ARM模块相连接；
所述FPGA模块用于记录每路行波波头的幅值分量、极性分量、积分分量，并与ARM模块协调提供纳秒级的时间；
所述ARM模块用于提取FPGA记录的行波信息，然后通过GPRS通信模块将行波信息发送给上位机，并与FPGA模块协调提供纳秒级的时间。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104297643A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-21 | 国网河南省电力公司濮阳供电公司 | 一种电力线路绝缘故障预警装置 |
| CN104898022A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-09 | 中铁工程设计咨询集团有限公司 | 一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统和方法 |
| CN104965155A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-07 | 国家电网公司 | 一种基于滤波特性的波头查找方法 |
| CN104966993A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-07 | 北京中电普华信息技术有限公司 | 配用电装置的外挂模块、配用电设备及系统 |
| CN105823961A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-03 | 江苏神电气有限公司 | 一种电源小接地故障定位系统 |
| CN105911428A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-31 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种基于电压行波的故障测距装置 |
| CN105929303A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-09-07 | 国网山东省电力公司郓城县供电公司 | 一种供电网故障行波定位装置 |
| CN108227472A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-29 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种事件锁存器 |
| CN110161376A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-08-23 | 四川电安智能科技有限公司 | 一种行波故障时刻提取算法 |
| CN111624442A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-04 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种配电网故障行波定位装置和方法 |
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- 2013-06-06 CN CN201320324234.2U patent/CN203643551U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104297643A (zh) * | 2014-09-23 | 2015-01-21 | 国网河南省电力公司濮阳供电公司 | 一种电力线路绝缘故障预警装置 |
| CN104898022A (zh) * | 2015-05-27 | 2015-09-09 | 中铁工程设计咨询集团有限公司 | 一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统和方法 |
| CN104898022B (zh) * | 2015-05-27 | 2018-09-21 | 中铁工程设计咨询集团有限公司 | 一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统和方法 |
| CN104966993A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-10-07 | 北京中电普华信息技术有限公司 | 配用电装置的外挂模块、配用电设备及系统 |
| CN104965155B (zh) * | 2015-06-26 | 2018-05-01 | 国家电网公司 | 一种基于滤波特性的波头查找方法 |
| CN104965155A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-10-07 | 国家电网公司 | 一种基于滤波特性的波头查找方法 |
| CN105929303A (zh) * | 2016-04-18 | 2016-09-07 | 国网山东省电力公司郓城县供电公司 | 一种供电网故障行波定位装置 |
| CN105823961A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-03 | 江苏神电气有限公司 | 一种电源小接地故障定位系统 |
| CN105911428A (zh) * | 2016-04-28 | 2016-08-31 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种基于电压行波的故障测距装置 |
| CN108227472A (zh) * | 2018-02-06 | 2018-06-29 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种事件锁存器 |
| CN110161376A (zh) * | 2019-06-24 | 2019-08-23 | 四川电安智能科技有限公司 | 一种行波故障时刻提取算法 |
| CN110161376B (zh) * | 2019-06-24 | 2021-05-28 | 四川电安智能科技有限公司 | 一种行波故障时刻提取算法 |
| CN111624442A (zh) * | 2020-06-10 | 2020-09-04 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种配电网故障行波定位装置和方法 |
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