CN211429006U - 一种可远程修改相序的故障指示器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种可远程修改相序的故障指示器，包括采集模块、汇集单元和中心主站，采集模块包括配置相同的设置于待监测配电线路不同相序上的第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元；汇集单元分别与中心主站、采集模块之间建立双向的无线通讯连接；中心主站内设置有CPU模块以及与CPU模块相连接的配电线路相序分析模块、存储模块和在线监测模块；解决了由于现场采集模块相序安装错误而影响配电系统单相接地故障选线、判相正确率的问题，工作人员无需前往现场去更换采集模块，节省了大量的人力物力；通过修改相序保证了故障录波的真实性可靠性，为工作人员分析故障提供了准确的数据，进而提高了故障判断的准确性。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统配电线路故障定位领域，具体涉及一种指示配电线路故障区段的定位装置。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
随着配电系统的不断完善，人们对配电系统的电能质量和供电可靠性要求也越来越高，但由于配电网络比较复杂，故障也是复杂多变，其中主要以单相接地故障和两相短路故障最为常见，因此快速的解决故障，对提高配电系统电能质量和系统的运行可靠性具有重大意义。
针对配电网络的故障，越来越多的自动化装置投入配电系统中。小电流接地选线装置，主要安装于变电站，虽然其能够在一定程度上有效的监测单相接地故障，但该装置无法处理短路故障，更重要的是小电流选线装置一般不具备定位功能。针对这一问题，人们越来越倾向于安装故障指示器来监测线路故障。故障指示器不仅能够监测单相接地故障，还能够监测短路故障，而且具有故障定位功能，运行成本相对也比较低。但由于现场安装人员不注意相别或线路本身相别标注不清导致故障指示器采集模块安装相序有误。相序错误将导致故障录波数据失去了真实性，进而影响故障判断的准确性。特别是对于单相接地故障，相序的错误将会直接导致选相错误。
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，提出了一种可远程修改相序的故障指示器，能够解决由于现场采集模块相序安装错误而影响配电系统单相接地故障选线、判相正确率的问题，使得工作人员无需前往现场去更换采集模块，节省了大量的人力物力；更重要的是通过修改相序保证了故障录波的真实性可靠性，为工作人员分析故障提供了准确的数据，进而提高了故障判断的准确性。
根据一些实施例，本实用新型采用如下技术方案：
一种可远程修改相序的故障指示器，包括采集模块、汇集单元和中心主站；
所述采集模块包括配置相同的分别设置于待监测配电线路的不同相上的第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元，采集配电线路上的电场、电流、线路相序等信息，用于故障录波、就地指示故障；
所述汇集单元是采集模块和中心主站之间进行信息交互的桥梁，分别与中心主站、采集模块之间建立双向的无线通讯连接；
所述中心主站内设置有CPU模块以及与CPU模块相连接的配电线路相序分析模块、存储模块和在线监测模块，使得工作人员能够通过中心主站来实时地获取现场配电线路上的工作状态，以便实现对汇集单元和采集单元的控制功能。
进一步的，所述第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均采用超低功耗高性价比的微控制单元；
进一步的，所述第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均包括信号接收器和信号发射器，用于配电线路上相序的采集并将采集到的信号发射至汇集单元；
进一步的，所述第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元上均设置有电流互感器取电装置和电池；所述电流互感器取电装置包括取电CT和电源转换装置两部分；
当配电线路上有电流流过的时候，第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均采用取电CT的供电方式，通过取电CT给设置在电源转换装置内部的超级电容充电，以此来保证采集模块的正常运行；
当配电线路上没有电流流过的时候，则通过电池为采集模块提供所需的能量，来保证采集模块的正常工作。
进一步的，所述汇集单元设置在配电线路塔杆上靠近采集模块的一端，将其安装于靠近采集模块的一端，能够保证汇集单元与采集模块之间的正常通信；
进一步的，所述汇集单元上设置有太阳能板，通过设置在汇集单元内部的蓄电池进行储能，为汇集单元提供所需的能量。
进一步的，所述无线通讯采用Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、RFID中的一种或者是多种；
进一步的，所述汇集单元与采集模块之间采用低功耗射频通信芯片进行双向通信，结合独特的射频对时算法，对采集模块的三相配电线路进行同步对时，以保证对时误差小于50us；
进一步的，所述中心主站还与无线终端设备相连接，用于实时接收配电线路的故障信号。
进一步的，所述汇集单元与中心主站之间采用GPRS/4G进行通信，利用IEC101通信协议，通过中心主站对汇集单元和采集模块进行参数设置。
进一步的，所述中心主站上还设置有报警模块，当监测到配电线路相序错误时发出报警信号，提醒工作人员。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型在配电线路的不同相序分别安装第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元，结合采用的超低功耗的为控制单元，结合独特的射频对时算法，实现采集模块中三个采集单元信号上的同步对时，缩小了采集到的三相配电线路的同步误差，从而减小了合成的零序电流误差，进一步提高了单相接地故障进行选线选相时的正确率；同时，超低功耗芯片上的选择还能保证系统在保留唤醒功能时超低功耗运行，降低功耗；采用先进的无线通信方式进行数据传输，实现了故障指示器进行远程修改相别、调整相序的功能，使得工作人员不必再前往现场去更换采集单元，节省了大量的人力物力；通过修改相序保证了故障录波的真实性可靠性，为工作人员分析故障提供了准确的数据，进而提高了故障判断的准确性。
附图说明
构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
图1是本实用新型的可远程修改相序的故障指示器的基本构架图；
图2是本实用新型远程修改AC相别的流程图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。
实施例一
本实用新型提供了一种如图1所示的可远程修改相序的故障指示器，包括采集模块、汇集单元和中心主站。
所述采集模块包括配置相同的分别设置于待监测配电线路的不同相序上的第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元，其中的第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均采用超低功耗高性价比的微控制单元，采集配电线路上的电场、电流、线路相序等信息，实现故障录波、就地指示故障的功能；
第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元均包括信号接收器和信号发射器，用于配电线路上相序的采集并将采集到的信号发射至汇集单元；第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元上均设置有电流互感器取电装置和电池；所述电流互感器取电装置包括取电CT和电源转换装置两部分；
当配电线路上有电流流过的时候，第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均采用取电CT的供电方式，通过取电CT给设置在电源转换装置内部的超级电容充电，以此来保证采集模块的正常运行；
当配电线路上没有电流流过的时候，则通过电池为采集模块提供所需的能量，来保证采集模块的正常工作。
汇集单元设置在配电线路塔杆上靠近采集模块的一端，将其安装于靠近采集模块的一端，能够保证汇集单元与采集模块之间的正常通信，在采集模块和中心主站之间进行信息交互的桥梁，分别与中心主站、采集模块之间建立双向的无线通讯连接，其中的无线通讯可以采用Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、RFID中的一种或者是多种；
汇集单元与采集模块之间采用433M低功耗射频通信芯片进行双向通信，结合独特的射频对时算法，对采集模块的三相配电线路进行同步对时，以保证对时误差小于50us，采集到的三相配电线路的相序信号之间的同步误差越小，汇集单元合成的零序电流误差就会越小，这样便提高了单相接地故障选线选相的正确率；
所述汇集单元与中心主站之间采用GPRS/4G进行通信，利用IEC101通信协议，通过中心主站对汇集单元和采集模块进行参数设置；
汇集单元上还设置有太阳能板，通过汇集单元内部的蓄电池进行储能，为汇集单元提供所需的能量。
中心主站内设置有CPU模块以及与CPU模块相连接的配电线路相序分析模块、存储模块和在线监测模块，用于实现配电线路相序上的实时监测功能，使得工作人员能够通过中心主站来实时地获取现场配电线路上的工作状态，以便实现对汇集单元和采集单元的控制功能；具体的，在CPU模块中安装设置相应的应用程序，通过在线监测模块来实时获取现场配电线路的实时状态或者是设备的状态，这样便能够在中心主站中获得配电线路的实时工况，结合配电线路相序分析模块对得到的配线线路相序情况进行分析判断，若发生了乱序则需要启动修改相序这一工作流程；设置在中心主站上的报警模块能够在监测到配电线路相序错误时发出报警信号，以便提醒工作人员引起注意；中心主站还与无线终端设备相连接，用于实时接收配电线路的故障信号。
实施例二
本实施例基于实施例一中的故障指示器，介绍了A、C两相进行相别互换的工作原理，其他相别进行互换的工作原理和工作过程可参照本实施例中。
互换A和C两相的相别时的具体工作流程图如图2所示，为叙述清楚具体的工作原理，本实施例中将设置在配电线路A相上的采集模块中的采集单元定义为第一采集单元，B相上的采集单元定义为第二采集单元，C相上的采集单元定义为第三采集单元，具体的步骤如下：
(1)将故障指示器的采集模块按照ABC三个相序依次挂在所监测的配电线路上，并保证采集模块、汇集单元和中心主站之间通讯正常。
(2)中心主站下发手动录波命令，通过查看录波文件来检测配电线路上ABC三相的相序是否正确；由于现场配电线路的中间线为B相，不会出现相序上的错误，在这里将B相作为可以参考的相，如果发现相序不是正序，则直接通过互换A和C两相的相别来调整配电线路的相序。
(3)当配电线路上的相序出现错误时，中心主站给采集模块中的第一采集单元下发参数，其目的是将采集模块中的A相相别修改为C相，即将第一采集单元更换为第三采集单元。中心主站在完成参数的下发之后，第一采集单元便进入短暂的休眠；在第一采集单元休眠T秒之后，第一采集单元将会重启运行，从而实现了将第一采集单元更换为第三采集单元；与此同时，第一采集单元休眠的这段时间里，中心主站给第三采集单元下发参数，其目的是将采集模块中的C相相别修改为A相，即将第三采集单元更换为第一采集单元，然后第三采集单元同样也进入休眠，休眠T秒后，第三采集单元将会重启运行，从而实现了将第三采集单元更换为第一采集单元。
在这里需要注意的是，将第三采集单元修改为第一采集单元这一过程所需要的时间不得超过休眠时间T，一旦超过时间T，就会出现换相的失败，中心主站中相序分析模块上就有可能出现配电线路上存在着两个C相或两个A相，这样便导致了相序更改失败。
休眠时间T的大小可根据现场实际情况，自己设定。为了提高因相序错误所引起的故障判断的准确性，本实施例中将休眠时间T设定为不小于30s。
(4)在完成换相之后，中心主站重新手动录波，检查配电线路上的相序是否修改成功。如果录波波形上的相序还是不正确，则需要按照上述的步骤(3)再次进行相序的修改；如果发现录波波形中缺少A相或C相相的波形，则可能是由于相序修改操作只完成了一半所导致的相序修改失败而缺相，或者是由于换相过程中第三采集单元修改为第一采集单元这一过程所需要的时间超过了休眠时间T，这个时候便需要通过中心主站重新下发相别复归命令，将AC两相恢复到修改之前的相别，然后再按照步骤(2)和步骤(3)继续修改相序。
在本实施例中选择了互换A和C两相的相别，但并不表示本实用新型中提出的故障指示器仅仅能够进行A、C两相相别的交换，而是能够进行三相配电线路中任意相别的互换的。
根据配电线路现场输电情况，B相处在中间相，因此安装人员很少会把采集单元B相安装在线路A或C上，常见的相序安装错误就是将第一采集单元与第三采集单元的位置安装弄错，即将第一采集单元误装在第三采集单元的位置而将第三采集单元误装在了第一采集单元的位置。所以本实施例以互换A相和C相的相别为例，叙述了本实用新型中可远程修改相序的故障指示器进行远程修改相序的步骤，但在实际应用中，进行配电线路相序修改的功能可在ABC三相中实现任意两相之间的互换，只要把握好休眠时间T的大小，亦可以实现ABC三相之间的随意切换。
通过以上方法步骤即可远程完成故障指示器相序的修改。通过远程手动录波查看现场的采样相序是否正确，只有保证相序的正确性，才能提高单相接地故障的选线选相正确率，进而减短故障时间，提高供电可靠性。其次，进行远程修改相序，不必花费人力去现场进行拆卸重新安装；根据现场考察可知：故障指示器采集单元的拆卸安装最少需要两名工作人员配合，更重要的是很多线路不易频繁拆卸，尤其是比较细的裸导线，一旦操作不当就有可能导致线路断线，造成不必要的停电。最后，一种可远程修改相序的故障指示器不仅可以解决故障指示器安装相序错误的问题，也印证了无线通讯技术在配电系统的完美应用，能够促进配网自动化的发展，具有十分广泛的工程应用价值。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种可远程修改相序的故障指示器，包括采集模块、汇集单元和中心主站，其特征在于，所述采集模块包括配置相同的分别设置于待监测配电线路的不同相序上的第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元；
所述汇集单元分别与中心主站、采集模块之间建立双向的无线通讯连接；
所述中心主站内设置有CPU模块以及与CPU模块相连接的配电线路相序分析模块、存储模块和在线监测模块。
2.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元均采用超低功耗高性价比的微控制单元。
3.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元均包括信号接收器和信号发射器。
4.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述第一采集单元、第二采集单元和第三采集单元上均设置有电流互感器取电装置和电池；所述电流互感器取电装置包括取电CT和电源转换装置。
5.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述汇集单元设置在配电线路塔杆上靠近采集模块的一端。
6.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述汇集单元上设置有太阳能板。
7.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述无线通讯采用Wi-Fi、ZigBee、Bluetooth、RFID中的一种或者是多种。
8.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述汇集单元与采集模块之间采用低功耗射频通信芯片进行双向通信。
9.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述中心主站还与无线终端设备相连接。
10.如权利要求1所述的一种可远程修改相序的故障指示器，其特征在于，所述中心主站上还设置有报警模块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202020542504.7U CN211429006U (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种可远程修改相序的故障指示器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202020542504.7U CN211429006U (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种可远程修改相序的故障指示器 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN211429006U true CN211429006U (zh) | 2020-09-04 |
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Family Applications (1)
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| CN202020542504.7U Active CN211429006U (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种可远程修改相序的故障指示器 |
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|---|---|
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2020
- 2020-04-13 CN CN202020542504.7U patent/CN211429006U/zh active Active
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