[发明专利]基于零序暂态分析小电流接地系统故障定位系统及方法

摘要

本发明公开了基于零序暂态分析小电流接地系统故障定位系统及方法，所述系统包括双线圈线路故障指示器、数据集中器及后台管理平台，双线圈线路故障指示器通过ZigBee通讯链路与数据集中器相连接，数据集中器通过通信网络与后台管理平台相连接；在每一相线上皆设置有双线圈线路故障指示器，且同一监测点处的三相线路上的双线圈线路故障指示器的时钟同步；方法包括数据集中器和双线圈线路故障指示器进行数据握手通讯；进行数据集中器与双线圈线路故障指示器的时钟同步处理；利用时钟同步技术、微功耗无线通讯技术、零序暂态分析技术完成配网网路各个分支节点的零序电流合成、零序暂态波形录取、并送至后台管理平台进行故障点的分析和判断。

主权项

1.基于零序暂态分析小电流接地系统故障定位系统，其特征在于：包括双线圈线路故障指示器、数据集中器及后台管理平台，所述双线圈线路故障指示器通过ZigBee通讯链路与数据集中器相连接，所述数据集中器通过通信网络与后台管理平台相连接；在三相线路的每一相线上皆设置有双线圈线路故障指示器，且同一监测点处的三相线路上的双线圈线路故障指示器的时钟同步；所述后台管理平台内置管理软件，在发生单相接地故障时，管理软件依据故障发生时刻向所有的集中器召测3个完整周波的故障波形数据，依据零序电路暂态波形的相似度及方向，判断故障发生区间，并及时推送故障信息和故障发生的区间到用户终端；通过后台管理平台进行故障分析，确定是否为单相接地故障；当为单相接地故障时，判断单相接地故障的发生时刻、区间，并通知到用户终端；所述基于零序暂态分析小电流接地系统故障定位方法包括以下具体步骤：1）数据集中器通过设定值与召测数据的对比，判断是何种故障，并通过通信网络向后台管理平台发送故障信息；2）数据集中器通过零序电流确定单相接地故障，并通过通信网络向后台管理平台发送单相接地故障的故障信息及故障时刻的故障波形；3）管理软件定期召测所有数据集中器的数据，并分析，而后将故障信息和故障发生的区间信息推送给用户终端；所述步骤1）包括以下具体步骤：1‑1）判断召测数据与设定值相比是否存在超限；1‑2）经步骤1‑1）后，若发生超限，则计算是否存在励磁涌流现象；1‑3）经步骤1‑2）后，若不是励磁涌流现象则根据时限、定值计算判断是短路故障还是过流故障；1‑4）通过串口或GPRS通讯模块利用GPRS向后台管理平台发送短路故障或/和过流故障的故障信息，同时数据集中器上设置的短路故障或者过流故障信号灯开始闪烁；所述步骤2）包括以下具体步骤：2‑1）数据集中器采集线路相电压；2‑2）数据集中器依据I_a+I_b+I_c=3I₀获取零序电流的电流值，并计算零序电流变化率；2‑3）若零序电流变化率超过线路平常运行值一定比例后，则计算线路相电压是否超限；2‑4）若线路相电压超限则判定单相接地故障发生；2‑5）若发生单相接地故障，数据集中器通过GPRS或者串口向后台发送故障信息及故障时刻的故障波形；所述步骤3）包括以下具体步骤：3‑1）管理软件定期召测所有数据集中器的数据；3‑2）若发现有过流、短路故障则计算故障发生区间，并向用户终端推送故障信息及故障区间信息；3‑3）若是单相接地故障，则管理软件依据故障发生时刻向所有的数据集中器召测3个完整周波的故障波形数据；3‑4）依据零序电路暂态波形的相似度、方向判断故障发生区间，并及时推送故障信息和故障发生的区间至用户终端；在进行所述通过后台管理平台进行故障分析，确定是否为单相接地故障之前还包括下述步骤：A）数据集中器和双线圈线路故障指示器通过ZigBee进行数据握手通讯；B）进行数据集中器与双线圈线路故障指示器的时钟同步处理；C）双线圈线路故障指示器进行数据采样，形成前端采集数据并被数据集中器召测，形成召测数据；所述步骤B）包括以下具体步骤：B.1）数据集中器获取GPS卫星同步数据；B.2）数据集中器利用集中器无线通讯模块与双线圈线路故障指示器通讯，并传送GPS时钟数据给双线圈线路故障指示器；B.3）双线圈线路故障指示器依据GPS时钟数据更新自身的内部时钟。