[发明专利]一种小电流接地故障检测与定位的装置及方法

权利要求书

1.一种小电流接地故障检测与定位的装置，其特征在于该装置包括由CPU模块、DSP、前置回路单元模块、A/D转换模块、存储器模块、显示与键盘操作模块、通信模块组成的下位机和上位机；其中前置回路模块、A/D转换模块、CPU模块、DSP依次连接，存储器模块、显示与键盘操作单元模块、通信模块分别与CPU模块相连，上位机与通信模块相连，CPU模块采集母线的零序电压及各线路的零序电流的模拟信号，按比例调节其大小使之成为装置能处理的幅值范围，将其转换为计算模块能够识别的数字信号，通过DSP分析信号，判断是否发生故障，若发生故障给出选线结果，保存故障信息，并将选线结果传送给上位机进行故障报警。

2.根据权利要求1所述的一种小电流接地故障检测与定位的装置，其特征在于所述的CPU模块采用嵌入式ARM微处理器U1，U1的HD0、HD1、HD2、HD3、HD4、HD5、HD6、HD7分别和DSP数字信号处理器U2的D0、D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7相连，U1的HCNTL1、HCNTLO、HBIL、nWE、nOE、nGCS1分别与U2的A3、A2、A1、A4、相连；U2的VCLK、VD0、VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6、VD7、GPC15、VFRAME、VLINE分别与键盘与显示模块中的LCD显示器接口芯片U4的CP、VK0、VK1、VK2、VK3、VK4、VK5、VK6、VK7、DISP、FRM、LOAD相连；复位芯片U7通过引脚与U2的nRest引脚相连；A/D转换模块U3的D0～D15通过锁存器U5的D0与U1的D0～D15相连，U3的与U1的IO2相连，电源芯片U6的输出端Vout提供1.8V电源。

3.根据权利要求1所述的一种小电流接地故障检测与定位的装置，其特征在于所述的前置回路模块用来采集零序电流量、零序电压量的模拟信号，其J1、J3分别与采集零序电流量的电流互感器、采集零序电压量的电压互感器相连，J2与A/D转换模块相连，J4与计数器的输入端相连，计数器的输出端与ARM相连；接口J1与接口J2之间有RC滤波电路，接口J3与接口J4之间有光电耦合器滤波，其中J1的针1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13分别于J2的针1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13相连，J3的针1、2、3、4、5、6通过由两电阻的串联电路分别与六个光电耦合器的脚2、六个二极管正极相连，每个二极管正极、负极分别与对应的光电耦合器的脚2、1相连，六个光电耦合器的脚5与六个反向器的输入端相连，六个反向器的输出端分别于J4的1、2、3、4、5、6针相连；J4与计数器的输入端相连。

4.权利要求1所述装置实现小电流接地故障检测与定位的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤1、开始；

步骤2、实施采集中性点电压值；

步骤3、判断是否越限，如果否，转步骤2，如果是执行步骤4；

步骤4、定为装置启动并启动交流变送器；

步骤5、信号调整；

步骤6、采集各线路零序电流、零序电压和各线路电流、电压、功率信号；

步骤7、调用故障线路判断子流程；

步骤8、调用故障距离判断子流程；

步骤9、数据打包处理；

步骤10、判断与上位机网络通断，如果通，执行步骤11；如果不通，执行步骤12；

步骤11、数据传送至上位机显示报警，执行步骤13；

步骤12、数据存储在本地硬盘；

步骤13、结束。

5.根据权利要求4所述的小电流接地故障检测与定位的方法，其特征在于步骤7所述故障线路判断子流程包括以下步骤：

步骤1、开始；

步骤2、接收数据并放入内存；

步骤3、分别用功率方向选线流程，谐波分析选线流程，五次谐波选线流程，小波选线流程进行选线；

步骤4、根据结果设计决策表；

步骤5、基于粗糙集理论的选线有效域确定；

步骤6、模糊自适应推理的故障监测；

步骤7、选线结束。

6.根据权利要求5所述的一种小电流接地故障检测与定位的方法，其特征在于步骤5所述基于粗糙集理论的选线有效域确定包括以下步骤：

步骤5.1、故障数据离散化；

步骤5.2、约简；

步骤5.3、计算选择系数；

步骤5.4、建立每种流程的有效性模糊模型。