WO2015096546A1 - 小电流接地故障在线信息监测控制方法及系统 - Google Patents

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牛卓博
邓宏怀
唐亮
王宏伟
乔学军
胡保东
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Baoding Power Supply Co of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
Baoding Power Supply Co of State Grid Hebei Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/38—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current
    • H02H3/387—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to both voltage and current; responsive to phase angle between voltage and current using phase-sequence analysing arrangements

Definitions

  • the present invention relates to the field of power system power distribution technology, and particularly relates to a single-phase ground fault online information monitoring and control method and system for small current grounding system using wide area measurement technology for monitoring and control in a power distribution system.
  • China's power system distribution network is mainly based on non-effective grounding methods, including neutral point ungrounded, neutral point through arc-suppression coil grounding and neutral point through high-impedance grounding method, wherein the arc-suppression coil grounding method accounts for
  • the arc-suppression coil grounding method accounts for
  • the zero sequence current characteristic information in the line is destroyed due to the compensation effect of the arc suppression coil.
  • the single phase ground fault section is judged and located. Become a difficult problem that has not been solved well.
  • the present invention is directed to overcoming the deficiencies in the above-mentioned techniques, and provides a technical method and a novel system for improving channel utilization in wide-area measurement technology in a small current grounding system.
  • the object of the present invention is to overcome the deficiencies of the prior art and provide a method and system for monitoring and controlling online information of a small current ground fault.
  • the invention relates to a small current grounding system ground fault online information monitoring and control system, including installation in remote monitoring
  • the monitoring and control device of the control center is installed with a zero-sequence voltage monitoring control device and a zero-sequence current monitoring control device on the line;
  • the monitoring control device includes a GPS inter-turn synchronization module, a voltage receiving module, a GPRS communication module, and a current receiving module;
  • the monitoring control device After the voltage receiving module of the monitoring control device receives the phasor alarm information of the zero-sequence voltage of the line sent by the zero-sequence voltage monitoring control device, the monitoring control device performs an alarm, and transmits the command information to the wide-area range through the GPRS communication module of the monitoring control device. All the zero-sequence current monitoring and control devices downstream of the line start the G PRS communication module of each zero-sequence current monitoring control device, and transmit the recorded 5-second zero-sequence current phasor information to the current receiving module of the monitoring control device.
  • the monitoring control device further includes a manual wake-up and restart module.
  • the GPS inter-turn synchronization module is used to perform synchronous synchronization setting of the zero-sequence voltage monitoring control device and the zero-sequence current monitoring control device in all wide-area monitoring ranges.
  • Start the artificial wake-up and restart module of the monitoring control device send separately, send the combined, send the zero-sequence current monitoring control device command information, and remotely start the G PRS of the zero-sequence current monitoring and control device in a single, one, and all wide-area monitoring range.
  • the communication module sends the zero sequence current information to the current receiving module of the monitoring control device.
  • the monitoring control device further includes a current and voltage measuring point power-off control module, and the zero-sequence voltage monitoring control device and the zero-sequence current monitoring control device further each include a relay control device.
  • the current and voltage measuring point power-off control module generates a data packet with an acknowledgment message every 10-20 minute period.
  • the GPRS communication module of the monitoring control device transmits an acknowledgment data packet to all zero sequence voltage monitoring control devices/zero sequence current monitoring control devices within the wide area monitoring range.
  • Zero sequence voltage monitoring control device / zero sequence current monitoring control device The set relay control device receives the information.
  • the reset meter If the zero sequence voltage monitoring control device/zero sequence current monitoring control device receives the information within a 10-20 minute interval, the reset meter generates a 10-20 minute interval interrupt, waiting for the next confirmation message. If the zero sequence voltage monitoring control device/zero sequence current monitoring control device does not receive information at intervals of 10-20 minutes, the relay control device of the zero sequence voltage monitoring control device/zero sequence current monitoring control device controls the GPRS communication module through the relay. After 2 seconds of power, the reset meter generates a 10-20 minute interval interrupt.
  • the zero sequence voltage or zero sequence current monitoring control device includes an ADC controller module, a fixed module, and an ARM.
  • Cortex-M3 processor chip Cortex-M3 processor chip, GPS module, WatchDog controller module, external KB3030GPRS module, common components of each external interface and a GPRS switch control circuit.
  • the GPRS gate control circuit for signal channel period monitoring consists of a three-stage tube, a light-emitting diode, a diode, a relay, and two resistors and auxiliary plug-ins.
  • the base of the three-stage tube Q2 is connected to the resistor R66, and the emitter is grounded.
  • the collector is connected to the terminal 6 of the relay and is connected in parallel with the anode of the diode DD5 and the cathode of the light-emitting diode D11.
  • the anode of the light-emitting diode D11 is connected to the resistor R67 and is connected in parallel with the terminal 2 of the relay and the cathode of the diode DD5, and the power supply is connected to the relay 1 and On the 2 terminals, the terminal 5 of the relay is connected to the PWR2.5.
  • One outlet PC11 of the GPRS switch control circuit is connected to the 65 terminal of the ARM Cortex-M3 processor. The other two outlets are connected to the terminals of the KB3030, one of which is in the GPRS gateway. The inside of the control circuit is grounded via the spring S.
  • the GPS inter-turn synchronization module of the monitoring control device performs synchronous synchronization setting of the zero-sequence voltage monitoring control device and the zero-sequence current monitoring control device in all wide-area monitoring ranges,
  • the zero-sequence voltage monitoring control device and the zero-sequence current monitoring control device collect the zero-sequence voltage and the zero-sequence current phasor information for storage, and are driven by the GPS second pulse to overwrite the old data with the new data. , does not start its GPRS communication module to send phasor information to the monitoring control module,
  • the zero-sequence voltage amplitude of the line is greater than or equal to the set threshold ⁇ , it is determined that a single-phase ground fault occurs in the line and its downstream branch, and the GPRS communication module of the zero-sequence voltage monitoring control device will have zero-sequence voltage phase Measurement
  • the police information is sent to the voltage receiving module of the monitoring control device,
  • the monitoring control device After the voltage receiving module of the monitoring control device receives the phasor alarm information of the line zero-sequence voltage sent by the zero-sequence voltage monitoring control device, the monitoring control device performs an alarm, and sends a command message to the GPRS communication module of the monitoring control device. All zero-sequence current monitoring and control devices downstream of the line in the wide area, start the GPRS communication module of each zero-sequence current monitoring and control device, and send the recorded 5-second zero-sequence current phasor information to the current receiving module of the monitoring control device ;
  • the zero-sequence voltage monitoring control device and the zero-sequence current monitoring control device in all wide-area monitoring ranges are used to perform synchronous synchronization setting of the daytime using the GPS inter-day synchronization module.
  • restart module of the monitoring control device separately transmitting, combining sending, group sending zero-sequence current monitoring control device command information, remotely starting a single, one group, all zero-sequence current monitoring and control devices in the wide-area monitoring range a GPRS communication module, transmitting zero sequence current information to a current receiving module of the monitoring control device;
  • the current and voltage measuring point power-off control module generates a data packet with an acknowledgement message every 10-20 minute period.
  • the GPRS communication module of the monitoring control device sends an acknowledgment data packet to all zero sequence voltage monitoring control devices/zero sequence current monitoring and control devices in the wide area monitoring range,
  • the zero sequence voltage monitoring control device / the relay control device of the zero sequence current monitoring control device receives the information
  • the reset meter If the zero sequence voltage monitoring control device/zero sequence current monitoring control device receives the information within a 10-20 minute interval, the reset meter generates a 10-20 minute interval interrupt, waiting for the next confirmation message.
  • the relay control device of the zero sequence voltage monitoring control device/zero sequence current monitoring control device controls GPRS through the relay
  • the communication module is powered off for 2 seconds and the reset meter generates a 10-20 minute interval interrupt.
  • FIG. 1 is a flow chart of an online information monitoring and control method for ground fault of a small current grounding system
  • FIG. 2 is a block diagram of a system for zero sequence voltage or zero sequence current monitoring control device
  • FIG. 3 is a schematic diagram of the structure connection of the GPRS gate control circuit.
  • the monitoring control system of the present invention comprises three parts, that is, a monitoring control device installed in a remote monitoring center, installed online.
  • a monitoring control device installed in a remote monitoring center, installed online.
  • the monitoring control method adopted by the device is:
  • the zero-sequence voltage monitoring and control device and the zero-sequence current monitoring and control device in the wide-area monitoring range are used for the synchronous synchronization setting of the daytime by using the GPS inter-turn synchronization module.
  • the zero sequence voltage monitoring control device and the zero sequence current monitoring control device collect the zero sequence voltage and the zero sequence current phasor information for storage, and are driven by the GPS second pulse to overwrite the new data. Old data, does not start the GPRS communication module to send phasor information.
  • the monitoring control device After the voltage receiving module of the monitoring control device receives the phasor alarm information of the line zero sequence voltage sent by the zero sequence voltage monitoring control device, the monitoring control device performs an alarm, and the GPRS communication module of the monitoring control device transmits a group command. Information to all zero-sequence current monitoring and control devices downstream of the line in the wide area, start the GPRS communication module of each zero-sequence current monitoring control device, and send the recorded 5-second zero-sequence current phasor information to the current of the monitoring control device Receive module.
  • remote manual monitoring and control method In order to ensure the accurate arrival of the data of the remote automatic monitoring control and the staff to view the collection information of all the zero-sequence voltage/zero-sequence current monitoring and control devices in the wide area, a remote manual monitoring control method is established.
  • the zero-sequence voltage monitoring control device and the zero-sequence current monitoring control device in all wide-area monitoring ranges are used to perform synchronous synchronization setting of the daytime using the GPS inter-day synchronization module.
  • the GPRS module of the monitoring control device transmits zero sequence current information.
  • the current and voltage measuring point power-off control module of the monitoring control device generates a data packet with the confirmation information every 10-20 minute period.
  • the GPRS communication module of the monitoring control device transmits the acknowledgment data packet to all the zero sequence voltage monitoring control devices and the zero sequence current monitoring control device within the wide area monitoring range.
  • the zero sequence voltage/zero sequence current monitoring relay control device receives the information.
  • the zero sequence voltage/zero sequence current monitoring relay control device controls the GPRS to be powered off by the relay for 2 seconds, and the reset meter generates a 10-20 minute interval interrupt. .
  • the zero sequence voltage or zero sequence current monitoring control device of the present invention comprises an ADC controller, a fixed encoder, an ARM Corte X- M3 processor chip, a GPS module, a WatchDog controller module, Xi Bu connects to the common components of the KB3030GPRS module and related external interfaces. These components can be installed according to the functions and combinations of power electronic devices.
  • a GPRS gate control circuit portion is specially designed.
  • the circuit structure and wiring are as follows:
  • the GPRS gate control circuit for signal channel period monitoring consists of three-stage tube, light-emitting diode, diode, relay and two resistors and auxiliary
  • the auxiliary plug consists of the base of the three-stage tube Q2 connected to the resistor R66, the emitter is grounded, and the collector is connected to the terminal 6 of the relay and connected in parallel with the anode of the diode DD5 and the cathode of the light-emitting diode D11, and the anode of the light-emitting diode D11 is connected to the resistor R67. It is connected in parallel with the terminal 2 of the relay and the cathode of the diode DD5.
  • the power supply is connected to the terminals 1 and 2 of the relay, the terminal 5 of the relay is connected to the PWR2.5, and the outlet of the GPRS control circuit is connected to the ARM Cort ex- M3 processor.
  • the 65 terminals, the other two outlets are connected to the terminals of the KB3030, one of which is grounded via the shrapnel S inside the GPRS switch control circuit.
  • the electronic devices and materials used in the device of the present invention are all selected from standard parts and national standard materials, and are optimally matched as standards, and will not be described in detail herein.

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Abstract

一种小电流接地故障在线信息监测控制方法及系统。系统包括安装在远程监控中心的监测控制装置，安装在线路上的零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置。方法包括接地故障远程自动监测控制方法、远程人工监测控制方法和GPRS模块自动重启方法。该方法与装置使利用广域监测技术进行小电流接地故障在线信息监测控制过程中的数据积压、GPRS通信利用效率问题得到了解决。

Description

/、 技术领域
[0001] 本发明涉及电力系统配电技术领域， 特别涉及在配电系统中利用广域测量技术 进行监测控制的一种小电流接地系统单相接地故障在线信息监测控制方法及系 背景技术
目前， 我国的电力系统配电网络以非有效接地方式为主， 包括中性点不接地、 中性点经消弧线圈接地和中性点经高阻抗接地方式， 其中经消弧线圈接地方式 占主要部分， 在经消弧线圈接地的配电网系统中， 由于消弧线圈的补偿作用， 线路中零序电流特征信息遭到破坏， 在这种情况下， 判断并定位单相接地故障 区段成为一个尚未得到很好解决的难题。
[0003] 申请号为 CN201220012928.8 (CN202600092U) 的 《小电流接地故障区段在线 定位方法及其系统》 专利和申请号为 CN201210027405.5 (CN102540017A) 的 《 小电流接地故障分区分段在线定位方法》 专利， 提出小电流接地故障区段定位 概念及方法， 但现存装置发送零序电压及零序电流相量信息是单向通信， 可控 性差， 且在发生故障吋， 由于数据积压， 造成 GPRS通信不畅， 出现乱码现象并 且造成传感器线路板最小系统死机， 此外由于小电流单相接地故障发生频率具 有季节周期性， 大量无故障数据占用了通信信道， 使费用增加。
[0004] 本发明在于克服上述技术中的缺陷， 在小电流接地系统中， 提供一种提高广域 测量技术中的信道利用率、 便捷可靠的技术方法和新型系统。
技术问题
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种小电流接地故障在线信息监 测控制方法及系统。
问题的解决方案
技术解决方案
[0006] 本发明的小电流接地系统接地故障在线信息监测控制系统， 包括安装在远程监 控中心的监测控制装置， 安装在线路上的零序电压监测控制装置和零序电流监 测控制装置； 监测控制装置包括 GPS吋间同步模块、 电压接收模块、 GPRS通信 模块、 电流接收模块；
[0007] 零序电流监测控制装置包括 GPS通信模块、 控制接收模块； 零序电压监测控制 装置包括 GPS通信模块、 控制接收模块。 监测控制装置的 GPS吋间同步模块对所 有广域监测范围内的零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置进行吋间 同步接入整定。 当线路中无故障发生吋， 零序电压监测控制装置和零序电流监 测控制装置采集零序电压及零序电流相量信息进行存储， 以 GPS秒脉冲驱动， 将 新数据覆盖旧数据， 不启动其 GPRS通信模块发送相量信息到监测控制模块。 当 线路的零序电压幅值大于等于设定的阈值吋， 判定此线路及其下游支路中出现 了单相接地故障， 零序电压监测控制装置的 GPRS通信模块将零序电压相量报警 信息发送到监测控制装置的电压接收模块。 监测控制装置的电压接收模块接收 到零序电压监测控制装置发送的线路零序电压的相量报警信息后， 监测控制装 置进行报警， 通过监测控制装置的 GPRS通信模块， 群发命令信息到广域范围内 的本线路下游的所有零序电流监测控制装置， 启动各零序电流监测控制装置的 G PRS通信模块， 将记录的 5秒零序电流相量信息发送到监测控制装置的电流接收 模块。
[0008] 进一步， 所述监测控制装置还包括人工唤醒、 重启模块。 当需要人工监测系统 信息吋， 首先利用 GPS吋间同步模块， 对所有广域监测范围内的零序电压监测控 制装置和零序电流监测控制装置进行吋间同步接入整定。 启动监测控制装置的 人工唤醒、 重启模块， 单独发送、 组合发送、 群发零序电流监测控制装置命令 信息， 远程启动单独、 一组、 所有广域监测范围内的零序电流监测控制装置的 G PRS通信模块， 发送零序电流信息到监测控制装置的电流接收模块。
[0009] 进一步， 所述监测控制装置还包括电流、 电压测点断电控制模块， 零序电压监 测控制装置和零序电流监测控制装置还各自包括继电器控制装置。 电流、 电压 测点断电控制模块每隔 10-20分钟周期生成一个带有确认信息的数据包。 监测控 制装置的 GPRS通信模块发送确认数据包到广域监测范围内的所有零序电压监测 控制装置 /零序电流监测控制装置。 零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装 置的继电器控制装置接收到信息。 如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控 制装置在 10-20分钟间隔内收到信息， 则重置计吋器生成 10-20分钟间隔中断， 等 待下次确认信息。 如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置在 10-20分 钟间隔未收到信息， 则零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置的继电器 控制装置通过继电器控制 GPRS通信模块断电 2秒钟， 重置计吋器生成 10-20分钟 间隔中断。
[0010] 具体的， 所述的零序电压或零序电流监测控制装置包括 ADC控制器模块、 定吋 器模块、 ARM
Cortex-M3处理器芯片、 GPS模块、 WatchDog控制器模块、 外接 KB3030GPRS模 块、 各外接接口组成的通用部件以及一个 GPRS幵关控制电路。 实现信号信道周 期监测的 GPRS幵关控制电路由三级管、 发光二级管、 二级管、 继电器和两个电 阻和辅助插件组成， 其三级管 Q2的基极接电阻 R66， 发射极接地， 集电极接继电 器的端子 6并与二极管 DD5的阳极和发光二极管 D11的阴极并联， 发光二极管 D11 的阳极接电阻 R67后与继电器的端子 2和二极管 DD5的阴极并联， 电源接在继电 器的 1和 2端子上， 继电器的端子 5接插件 PWR2.5 , GPRS幵关控制电路的一条出 线 PC11接 ARM Cortex-M3处理器的 65端子， 另两条出线接 KB3030的端子， 其中 的一条在 GPRS幵关控制电路内部经弹片 S接地。
[0011] 本发明还提供上述小电流接地系统接地故障在线信息监测控制系统的控制方法 ， 接地故障远程自动监测控制方法、 远程人工监测控制方法和 GPRS模块自动重 启三个方法：
[0012] (一） 远程自动监测控制方法
[0013] 监测控制装置的 GPS吋间同步模块对所有广域监测范围内的零序电压监测控制 装置和零序电流监测控制装置进行吋间同步接入整定，
[0014] 当线路中无故障发生吋， 零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置采集 零序电压及零序电流相量信息进行存储， 以 GPS秒脉冲驱动， 将新数据覆盖旧数 据， 不启动其 GPRS通信模块发送相量信息到监测控制模块，
[0015] 当线路的零序电压幅值大于等于设定的阈值吋， 判定此线路及其下游支路中出 现了单相接地故障， 零序电压监测控制装置的 GPRS通信模块将零序电压相量报 警信息发送到监测控制装置的电压接收模块，
[0016] 监测控制装置的电压接收模块接收到零序电压监测控制装置发送的线路零序电 压的相量报警信息后， 监测控制装置进行报警， 通过监测控制装置的 GPRS通信 模块， 群发命令信息到广域范围内的本线路下游的所有零序电流监测控制装置 ， 启动各零序电流监测控制装置的 GPRS通信模块， 将记录的 5秒零序电流相量 信息发送到监测控制装置的电流接收模块；
[0017] (二） 远程人工监测控制方法
[0018] 当需要人工监测系统信息吋， 首先利用 GPS吋间同步模块， 对所有广域监测范 围内的零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置进行吋间同步接入整定
[0019] 启动监测控制装置的人工唤醒、 重启模块， 单独发送、 组合发送、 群发零序电 流监测控制装置命令信息， 远程启动单独、 一组、 所有广域监测范围内的零序 电流监测控制装置的 GPRS通信模块， 发送零序电流信息到监测控制装置的电流 接收模块；
[0020] (三） GPRS模块自动重启方法
[0021] 电流、 电压测点断电控制模块每隔 10-20分钟周期生成一个带有确认信息的数 据包，
[0022] 监测控制装置的 GPRS通信模块发送确认数据包到广域监测范围内的所有零序 电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置，
[0023] 零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置的继电器控制装置接收到信息
[0024] 如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置在 10-20分钟间隔内收到信 息， 则重置计吋器生成 10-20分钟间隔中断， 等待下次确认信息，
[0025] 如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置在 10-20分钟间隔未收到信 息， 则零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置的继电器控制装置通过继 电器控制 GPRS通信模块断电 2秒钟， 重置计吋器生成 10-20分钟间隔中断。
发明的有益效果
有益效果 [0026] 由于采用了上述方法及系统， 使利用广域监测技术进行小电流接地故障在线信 息监测控制过程中的数据积压， GPRS通信利用效率问题得到了解决。
对附图的简要说明
附图说明
[0027] 图 1为小电流接地系统接地故障在线信息监测控制方法流程图；
[0028] 图 2为零序电压或零序电流监测控制装置系统方框图；
[0029] 图 3为 GPRS幵关控制电路结构接线示意图。
本发明的实施方式
[0030] 以下结合附图， 对本发明的方法、 装置的结构和电路进行详细说明： 由图 1可 见， 本发明的监测控制系统包含有三部分， 即安装在远程监控中心的监测控制 装置， 安装在线路上的零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置； 装置 采用的监测控制方法是：
[0031] 一、 远程自动监测控制方法
[0032] 1) 首先利用 GPS吋间同步模块， 对所有广域监测范围内的零序电压监测控制 装置和零序电流监测控制装置进行吋间同步接入整定。
[0033] 2)当线路中无故障发生吋， 零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置采 集零序电压及零序电流相量信息进行存储， 以 GPS秒脉冲驱动， 将新数据覆盖旧 数据， 不启动 GPRS通信模块发送相量信息。
[0034] 3)当线路的零序电压幅值大于等于设定的阈值吋， 判定此线路及其下游支路中 出现了单相接地故障， 零序电压监测控制装置 GPRS通信模块将零序电压相量报 警信息发送到监测控制装置。
[0035] 4)监测控制装置的电压接收模块接收到零序电压监测控制装置发送的线路零序 电压的相量报警信息后， 监测控制装置进行报警， 通过监测控制装置的 GPRS通 信模块， 群发命令信息到广域范围内的本线路下游的所有零序电流监测控制装 置， 启动各零序电流监测控制装置的 GPRS通信模块， 将记录的 5秒零序电流相 量信息发送到监测控制装置的电流接收模块。
[0036] 二、 远程人工监测控制方法 [0037] 为确保远程自动监测控制的数据准确到达及工作人员实吋査看广域范围内的所 有零序电压 /零序电流监测控制装置的采集信息， 建立远程人工监测控制方法。
[0038] 1) 首先利用 GPS吋间同步模块， 对所有广域监测范围内的零序电压监测控制 装置和零序电流监测控制装置进行吋间同步接入整定。
[0039] 2) 工作人员通过监测控制装置人工唤醒、 重启模块， 单独发送、 组合发送、 群发零序电流监测控制装置命令信息， 远程启动单独、 一组、 所有广域监测范 围内的零序电流监测控制装置的 GPRS模块， 发送零序电流信息。 工作人员通过 监测控制装置人工唤醒、 重启模块， 单独发送、 组合发送、 群发零序电流监测 控制装置重启信息， 远程重启单独、 一组、 所有广域监测范围内的零序电流监 测控制装置。
[0040] 三、 GPRS模块自动重启方法
[0041] 为了提高系统的稳定性， 确保远程自动监测控制方法、 远程人工监测控制方法 中的 GPRS模块通信的通畅， 建立 GPRS模块自动重启方法。
[0042] 1) 监测控制装置的电流、 电压测点断电控制模块每隔 10-20分钟周期生成一个 带有确认信息的数据包。
[0043] 2) 监测控制装置的 GPRS通信模块发送确认数据包到广域监测范围内的所有零 序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置。
[0044] 3) 零序电压 /零序电流监测继电器控制装置接收到信息。
[0045] 4) 如果信息在 10-20分钟间隔内收到， 重置计吋器生成 10-20分钟间隔中断， 等 待下次确认信息。
[0046] 5) 如果信息在 10-20分钟间隔未收到， 零序电压 /零序电流监测继电器控制装置 通过继电器控制 GPRS断电 2秒钟， 重置计吋器生成 10-20分钟间隔中断。
[0047] 由图 2、 图 3可见， 本发明的零序电压或零序电流监测控制装置包括 ADC控制器 、 定吋器、 ARM CorteX-M3处理器芯片、 GPS模块、 WatchDog控制器模块、 夕卜 接 KB3030GPRS模块、 相关外接接口组成的通用部件， 这些部件可按电力电子设 备功能和组合方式安装， 在设备中， 为了实施本发明的方法， 特别专门设计了 一个 GPRS幵关控制电路部分， 其电路结构和接线如下： 实现信号信道周期监测 的 GPRS幵关控制电路由三级管、 发光二级管、 二级管、 继电器和两个电阻和辅 助插件组成， 其三级管 Q2的基极接电阻 R66， 发射极接地， 集电极接继电器的端 子 6并与二极管 DD5的阳极和发光二极管 D11的阴极并联， 发光二极管 D11的阳极 接电阻 R67后与继电器的端子 2和二极管 DD5的阴极并联， 电源接在继电器的 1和 2端子上， 继电器的端子 5接插件 PWR2.5 , GPRS幵关控制电路的一条出线 PC11 接 ARM Cortex-M3处理器的 65端子， 另两条出线接 KB3030的端子， 其中的一条 在 GPRS幵关控制电路内部经弹片 S接地。
[0048] 本发明的装置所采用的电子器件与材料全部选用标准件与国标材料， 以最佳配 合为标准， 在此不进行详细说明。
[0049] 以上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明， 但本发明创造并不限于所 述实施例， 熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出 种种的等同的变型或替换， 这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所 限定的范围内。

Claims

权利要求书
[权利要求 1] 一种小电流接地系统接地故障在线信息监测控制系统， 其特征在 于： 包括安装在远程监控中心的监测控制装置， 安装在线路上的 零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置；
监测控制装置包括 GPS吋间同步模块、 电压接收模块、 GPRS通信 模块、 电流接收模块；
零序电流监测控制装置包括 GPS通信模块、 控制接收模块； 零序电压监测控制装置包括 GPS通信模块、 控制接收模块； 监测控制装置的 GPS吋间同步模块对所有广域监测范围内的零序 电压监测控制装置和零序电流监测控制装置进行吋间同步接入整 定，
当线路中无故障发生吋， 零序电压监测控制装置和零序电流监测 控制装置采集零序电压及零序电流相量信息进行存储， 以 GPS秒 脉冲驱动， 将新数据覆盖旧数据， 不启动其 GPRS通信模块发送相 量信息到监测控制模块，
当线路的零序电压幅值大于等于设定的阈值吋， 判定此线路及其 下游支路中出现了单相接地故障， 零序电压监测控制装置的 GPRS 通信模块将零序电压相量报警信息发送到监测控制装置的电压接 收模块，
监测控制装置的电压接收模块接收到零序电压监测控制装置发送 的线路零序电压的相量报警信息后， 监测控制装置进行报警， 通 过监测控制装置的 GPRS通信模块， 群发命令信息到广域范围内的 本线路下游的所有零序电流监测控制装置， 启动各零序电流监测 控制装置的 GPRS通信模块， 将记录的 5秒零序电流相量信息发送 到监测控制装置的电流接收模块。
[权利要求 2] 如权利要求 1所述的小电流接地系统接地故障在线信息监测控制系 统， 其特征在于： 所述监测控制装置还包括人工唤醒、 重启模块 当需要人工监测系统信息吋， 首先利用 GPS吋间同步模块， 对所 有广域监测范围内的零序电压监测控制装置和零序电流监测控制 装置进行吋间同步接入整定；
启动监测控制装置的人工唤醒、 重启模块， 单独发送、 组合发送 、 群发零序电流监测控制装置命令信息， 远程启动单独、 一组、 所有广域监测范围内的零序电流监测控制装置的 GPRS通信模块， 发送零序电流信息到监测控制装置的电流接收模块。
[权利要求 3] 如权利要求 1或 2所述的小电流接地系统接地故障在线信息监测控 制系统， 其特征在于： 所述监测控制装置还包括电流、 电压测点 断电控制模块， 零序电压监测控制装置和零序电流监测控制装置 还各自包括继电器控制装置；
电流、 电压测点断电控制模块每隔 10-20分钟周期生成一个带有确 认信息的数据包，
监测控制装置的 GPRS通信模块发送确认数据包到广域监测范围内 的所有零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置， 零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置的继电器控制装置 接收到信息，
如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置在 10-20分钟间 隔内收到信息， 则重置计吋器生成 10-20分钟间隔中断， 等待下次 确认信息，
如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置在 10-20分钟间 隔未收到信息， 则零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置 的继电器控制装置通过继电器控制 GPRS通信模块断电 2秒钟， 重 置计吋器生成 10-20分钟间隔中断。
[权利要求 4] 如权利要求 1-3之一所述的小电流接地系统接地故障在线信息监测 控制系统， 其特征在于： 所述的零序电压或零序电流监测控制装 置包括 ADC控制器模块、 定吋器模块、 ARM Cortex-M3处理器芯 片、 GPS模块、 WatchDog控制器模块、 外接 KB3030GPRS模块、 各外接接口组成的通用部件以及一个 GPRS幵关控制电路。
[权利要求 5] 如权利要求 4所述的小电流接地系统接地故障在线信息监测控制系 统， 其特征在于： 实现信号信道周期监测的 GPRS幵关控制电路由 三级管、 发光二级管、 二级管、 继电器和两个电阻和辅助插件组 成， 其三级管 Q2的基极接电阻 R66， 发射极接地， 集电极接继电 器的端子 6并与二极管 DD5的阳极和发光二极管 D11的阴极并联， 发光二极管 D11的阳极接电阻 R67后与继电器的端子 2和二极管 DD 5的阴极并联， 电源接在继电器的 1和 2端子上， 继电器的端子 5接 插件 PWR2.5， GPRS幵关控制电路的一条出线 PCI 1接 ARM CorteX-M3处理器的 65端子， 另两条出线接 KB3030的端子， 其中 的一条在 GPRS幵关控制电路内部经弹片 S接地。
[权利要求 6] —种小电流接地系统接地故障在线信息监测控制系统的控制方法
， 所述小电流接地系统接地故障在线信息监测控制系统包括安装 在远程监控中心的监测控制装置， 安装在线路上的零序电压监测 控制装置和零序电流监测控制装置；
其特征在于： 所述方法包括接地故障远程自动监测控制方法、 远 程人工监测控制方法和 GPRS模块自动重启三个方法：
(一） 远程自动监测控制方法
监测控制装置的 GPS吋间同步模块对所有广域监测范围内的零序 电压监测控制装置和零序电流监测控制装置进行吋间同步接入整 定，
当线路中无故障发生吋， 零序电压监测控制装置和零序电流监测 控制装置采集零序电压及零序电流相量信息进行存储， 以 GPS秒 脉冲驱动， 将新数据覆盖旧数据， 不启动其 GPRS通信模块发送相 量信息到监测控制模块，
当线路的零序电压幅值大于等于设定的阈值吋， 判定此线路及其 下游支路中出现了单相接地故障， 零序电压监测控制装置的 GPRS 通信模块将零序电压相量报警信息发送到监测控制装置的电压接 收模块，
监测控制装置的电压接收模块接收到零序电压监测控制装置发送 的线路零序电压的相量报警信息后， 监测控制装置进行报警， 通 过监测控制装置的 GPRS通信模块， 群发命令信息到广域范围内的 本线路下游的所有零序电流监测控制装置， 启动各零序电流监测 控制装置的 GPRS通信模块， 将记录的 5秒零序电流相量信息发送 到监测控制装置的电流接收模块；
(二） 远程人工监测控制方法
当需要人工监测系统信息吋， 首先利用 GPS吋间同步模块， 对所 有广域监测范围内的零序电压监测控制装置和零序电流监测控制 装置进行吋间同步接入整定；
启动监测控制装置的人工唤醒、 重启模块， 单独发送、 组合发送 、 群发零序电流监测控制装置命令信息， 远程启动单独、 一组、 所有广域监测范围内的零序电流监测控制装置的 GPRS通信模块， 发送零序电流信息到监测控制装置的电流接收模块；
(三） GPRS模块自动重启方法
电流、 电压测点断电控制模块每隔 10-20分钟周期生成一个带有确 认信息的数据包，
监测控制装置的 GPRS通信模块发送确认数据包到广域监测范围内 的所有零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置， 零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置的继电器控制装置 接收到信息，
如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置在 10-20分钟间 隔内收到信息， 则重置计吋器生成 10-20分钟间隔中断， 等待下次 确认信息，
如果零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置在 10-20分钟间 隔未收到信息， 则零序电压监测控制装置 /零序电流监测控制装置 的继电器控制装置通过继电器控制 GPRS通信模块断电 2秒钟， 重 置计吋器生成 10-20分钟间隔中断。
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