[发明专利]一种分布式低功耗高精度同步采样高阻接地故障检测系统

说明书

本发明公开了一种分布式低功耗高精度同步采样高阻接地故障检测系统，包括：三个传感器单元，用于当接收到数据汇集单元发送的异常数据召测指令后将高压输电线固定点的三相电流时间温度信息传输至云端服务器主站系统；数据汇集单元，用于主动或者当接收到所述主站系统发送的监测指令时，向传感器单元发送异常数据召测指令；监测单元，用于采集零序电压异常信号，并向数据汇集单元发送异常数据召测指令。本发明具有能耗低、体积小、通用性强、结构紧凑、环境适应性强等优点；可将故障信息统一上报给云端服务器进行分析，进而掌握电网的实际故障类型和范围，构建智能电网提高故障检测和响应能力。

技术领域

本发明涉及电力系统故障检测系统，尤其涉及一种分布式低功耗高精度同步采样高阻接地故障检测系统，用于智能电网高阻接地故障采样录波检测。

背景技术

故障检测系统，是一种常年投入运行的自动记录设备，用于监测电力系统的运行状况，被喻为电力系统的“黑匣子”和电网安全运行的“心电图”。当电力系统发生故障时，故障录波器记录的数据可用于分析故障起因、监测继电保护和安全自动装置的操作以及观察故障发展的整个历程，是避免类似事故再次发生的重要依据。随着电力网络的扩大化、复杂化和区域网互联的发展，世界各国对电力系统的监测要求及其重视程度越来越高。

随着智能电网的逐步发展，智能电网故障检测系统将在各个区域电力系统实时监测点电流、温度等相关信息，发现线路运行中的潜在危险、保护电力系统的运行安全，这将有助于提高智能电网运行的可靠性。

35KV及以下配电网按中性点不接地方式运行，其主要优点是当系统发生单相瞬间接地故障时，可以自行熄灭电弧；发生单相永久接地时，负荷可以不必立即停电，因此国内35KV及以下配电网大部分都采用这种接地方式。

随着配电线路负荷快速增加和电缆线路的广泛应用，配电网中性点有效接地方式得到越来越多的应用。输电线路发生短路故障时将产生很大的故障电流,从而使保护装置能可靠动作切除故障。然而对于中性点有效接地配电线路，受送电走廊、绝缘子闪络、雷击、树枝划过电线等因素影响，容易发生弧光高阻接地故障。不同于短路故障，此类故障电流突变量小，甚至为零，常规过电流保护装置无法可靠检测，很少能获取到现场录波数据，而这种不易察觉的故障的存在可能会导致电力系统出现更严重的故障。

目前普遍采用的前后台模式传统微机型故障录波器，其后台PC机受自身机械强度的限制，可靠性低，难以长期运行；前置机集中进行数据的采集、计算、处理，任务繁重。这严重制约了传统故障录波器的应用与普及。

另一方面，电力系统中电网故障分析要求各微机装置的时间信息精确到1ms以内，电网相位测量对时钟精度的要求达到微妙级，行波测距和行波保护对时钟精度的要求则高达1μs，这些都对故障检测系统的设计提出了挑战。

发明内容

针对上是技术问题之一，本发明提供了一种不同于传统微机型故障录波器的集中式结构，本项目所在的实验室设计了一种分布式低功耗电网故障录波器。该电网故障录波系统由五个模块化的智能检测终端组成，包括一个监测单元、一个数据汇集单元和三个传感器单元，三个传感器单元分别安装在需要监测的三相高压输电线上。传感器单元和数据汇集单元可以独立自行供电，在线监测记录高压输电线固定点的三相电流和时间温度等信息，并且能够对采集到的数据进行处理。监测单元直接由外接电源供电，在变电站内监测零序电压，监测到异常时向汇集单元发出异常数据召测指令，由汇集单元通过Lora交互传感器单元，再由传感器单元通过4G网络将异常数据上传到服务器。

本发明的技术方案为：

一种分布式低功耗高精度同步采样高阻接地故障检测系统，包括：

三个传感器单元，用于当接收到数据汇集单元发送的异常数据召测指令后将在线监测的高压输电线固定点的三相电流和时间温度信息传输至云端服务器主站系统；