专利名称：一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法
技术领域：
本发明属于电力配电网自动化技术领域，涉及电力设备故障高可靠性识别及电力设备隐患的实时监测，尤其是一种一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法。
背景技术：
故障指示器作为一种查找电力线路上故障点的重要工具，在电力行业应用十分广泛。故障指示器通过检测配电线路故障电流指示故障所在的出线、分支和区段，给寻找故障提供了极大的方便。虽然发达国家配电自动化水平很高，但是查找配电线路故障的主要方式还是依靠故障指示器。但现有的故障指示器存在如下缺陷:1、故障指示器的工作电源问题，传统的故障指示器的工作电源有两种方式，第一种是使用锂电池提供电源，电池电量通常可以使用3-4年，超过电池使用年限会发生不工作或故障误报等情况，给智能配电网的运行带来影响，且配电设备数量数以万计，十分庞大，更换电池又是一件耗时费力的事。第二种是利用电网一次线路的电流提取工作电源，此种工作电源需要一次线路上的电流不能小于其最小工作电流，但在一些小的线路分支和负载较小的线路上就不能使用。2、故障指示器的误动和拒动问题，对于短路故障目前的指示器准确度不能达到100%，有时会误动作，原因主要有:a设备正常运行时，由于线路上的合环、解还操作以及用电侧大负荷设备的投切，有时会突然产生冲击电流，造成故障指示器误动作；b电动机反馈送电问题，即发生短路时电动机不可能立刻停转，由电动机转为发电机向短路点构成的回路送电，或电容器的充放电而产生的倒送电流，电流瞬间幅值很大，随后衰减为零。由于先前变电站出口断路器跳闸，指示器又感受到电流、电压均降为零，与故障电流类似，造成非故障分支线路或负载侧的故障指示器指示有误。这是目前尚不能解决的问题；c传统的故障指示器只能检测线路故障，不具备状态监测功能。
随着智能电网的发展，配电网的状态监测越来越受到重视，在事故未发生时就发现设备安全隐患成了配电未来发展趋势，但现有的故障指示器只能通过过电流等检测到故障的发生，不能发现设备隐患。、故障指示器、电流互感器、带电显示器、电缆头测温模块等设备的施工、安装繁琐。而且，传统配电自动化改造，为了检测线路上的电流、电压、温度等遥测量，需要在电缆上安装众多互感器、传感器等。此外，在城市建成区对配电网改造，允许的停电时间非常有限，需要快速安装自动化设备，因此在电缆上安装、连接大量互感器、传感器设备，不仅步骤非常繁琐，容易出错，还大量占用现场停电时间。所以现有的配电自动化改造技术有所不足。
发明内容
本发明的目的在于克服原有技术的不足之处，提供一种一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法方法，该装置根据电缆发生故障时电缆上的电流与电压的变化规律，判断故障位置；同时结合状态监测概念，可以检测设备运行时存在的一些安全隐患。本发明解决技术问题所采用的技术方案是:
一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法，步骤是:⑴采用检测装置进行，使用MSP430F149单片机，工作电压2.7——3.6V，先将带电指示器电压接入单片机第一路Α/D输入接口，监测输入值小于母排额定电压的5%，作为故障检测开启；⑵将电流互感器的电流值转化为电压值，输入单片机第二路Α/D输入接口，当检测开启时，每4ms采集一次，共采集100次；每10次采样作为一组，使用最小二乘法，算出一个斜率值K ；⑶将相邻两个K值进行比较，变化率大于X，则视为电流突变，为真故障；变化率小于X，则视为电流渐变，为电动机反送电故障；⑷将单片机一路I/O接口作为输出，接故障指示器显示面板，当检测到真故障时，I/o输出高电平，控制面板报警；(5)将两个温度传感器接入两路Α/D接口，由单片机输出数字值，由面板上的数字显示屏显示电缆接 头温度。而且，所述监测装置包括铜排、温度传感器、电流互感器、罗氏线圈、带点指示器及DTU、显示面板，该铜排为一圆柱形铜排，其外缘包覆有绝缘外皮；该铜排的上端接开关柜的铜排，下端接电缆并分别用大螺丝螺母拧紧，铜排的上、下两端分别安装两个温度传感器，中间部位有一罗氏线圈及一电压传感器，该铜排上还安装有一带电指示器，整个装置外套装有一绝缘外壳。而且，所述铜排所安装的温度传感器和各个线圈，其接线接到内部的端子排上并引出，外面装航空插头。本发明的优点和积极效果是:1、本方法将二次监测设备与一次设备集成一个模块，在安装时只需将结构简单的一次设备进行电气连接，而不需要再现场安装复杂的二次设备，节省大量停电改造时间；同时解决了故障指示器需要更换电池的不便，接通站内直流电源，即可以保证故障指示器长期正常运转。2、本方法的故障判断逻辑有所更改，能够屏蔽掉两种假故障，对配电自动化的正确运行起到了巨大作用。3、本方法解决传统故障指示器只能采集电缆短路或接地故障，不能监测电缆接头连接不紧密造成的隐患，也不能监测电缆接头附近是否有局部放电的发生，可使设备在为发生故障时，防患事故于未然。4、本方法解决了配电自动化站改造时安装设备繁琐的难题，解决测量、监测装置安装的不便，节省停电改造时间，带来巨大的社会、经济效益。
图1为本发明的部件连接示意图。
具体实施方式
:为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。首先叙述本发明监测方法所采用的一体化的电力故障指示与状态监测装置，包括铜排10、温度传感器2 (8)、电流互感器12、罗氏线圈11、带点指示器9及DTU、显示面板6，该铜排为一圆柱形铜排，其外缘包覆有绝缘外皮；该铜排的上端I接开关柜的铜排，下端7接电缆，并分别用大螺丝螺母(本实施例附图没有示出)拧紧，铜排的上、下两端分别安装两个温度传感器，中间部位有一罗氏线圈及一电压传感器，该铜排上还安装有一带电指示器，整个装置外套装有一绝缘外壳3。铜排所安装的温度传感器和各个线圈，其接线接到内部的端子排5上并引出，夕卜面装航空插头，便于现场安装时插接。本装置的的故障判断采取电流加电压复合判断的逻辑方法，步骤是:1、使用MSP430F149单片机4，工作电压2.7——3.6V。先将带电指示器电压接入单片机第一路A/D输入接口，监测输入值，小于母排额定电压的5% (母排失压)，作为故障检测开启。2、将电流互感器的电流值转化为电压值，输入单片机第二路A/D输入接口，当检测开启时，每4ms采集一次，共采集100次。每10次采样作为一组，使用最小二乘法，算出一个斜率值K。3、将相邻两个K值进行比较，变化率大于X，则视为电流突变，为真故障；变化率小于X，则视为电流渐变，为电动机反送电故障。4、将单片机一路I/O接口作为输出，接故障指示器显示面板，当检测到真故障时，I/O输出高电平，控制面板报警。5、将两个温度传感器接入两路A/D接口，由单片机输出数字值，由面板上的数字显示屏显示电缆接头温 度。
权利要求
1.一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法，其特征在于:步骤是: ⑴采用检测装置进行，使用MSP430F149单片机，工作电压2.7—3.6V，先将带电指示器电压接入单片机第一路Α/D输入接口，监测输入值小于母排额定电压的5%，作为故障检测开启； ⑵将电流互感器的电流值转化为电压值，输入单片机第二路Α/D输入接口，当检测开启时，每4ms采集一次，共采集100次；每10次采样作为一组，使用最小二乘法，算出一个斜率值K ; ⑶将相邻两个K值进行比较，变化率大于X，则视为电流突变，为真故障；变化率小于X，则视为电流渐变，为电动机反送电故障； ⑷将单片机一路I/O接口作为输出，接故障指示器显示面板，当检测到真故障时，I/O输出高电平，控制面板报警； (5)将两个温度传感器接入两路A/D接口，由单片机输出数字值，由面板上的数字显示屏显示电缆接头温度。
2.根据权利要求1所述的一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法，其特征在于:所述监测装置包括铜排、温度传感器、电流互感器、罗氏线圈、带点指示器及DTU、显示面板，该铜排为一圆柱形铜排，其外缘包覆有绝缘外皮；该铜排的上端接开关柜的铜排，下端接电缆并分别用大螺丝螺母拧紧，铜排的上、下两端分别安装两个温度传感器，中间部位有一罗氏线圈及一电压传感器，该铜排上还安装有一带电指示器，整个装置外套装有一绝缘外壳。
3.根据权利要求2所述的一体化的一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法，其特征在于:所述铜排所安装的温度传 感器和各个线圈，其接线接到内部的端子排上并引出，外面装航空插头。
全文摘要
本发明涉及一体化的电力故障指示与状态监测逻辑判断方法，步骤是⑴采用检测装置进行，使用MSP430F149单片机，监测输入值小于母排额定电压的5%，作为故障检测开启；⑵将电流互感器的电流值转化为电压值，每4ms采集一次，共采集100次；每10次采样作为一组，使用最小二乘法，算出一个斜率值K；⑶将相邻两个K值进行比较，变化率大于X，则视为电流突变，为真故障；变化率小于X，则视为电流渐变，为电动机反送电故障；⑷将单片机一路I/O接口作为输出，接故障指示器显示面板，当检测到真故障时，I/O输出高电平，控制面板报警；⑸将两个温度传感器接入两路A/D接口，由单片机输出数字值，由面板上的数字显示屏显示电缆接头温度。本方法的故障判断逻辑有所更改，能够屏蔽掉两种假故障，对配电自动化的正确运行起到了巨大作用。
文档编号G01R31/08GK103245885SQ201310153298
公开日2013年8月14日 申请日期2013年4月27日 优先权日2013年4月27日
发明者刘畅, 都志军, 刘荣浩, 沈宾, 刘丽瑶, 唐策, 严崇松 申请人:国家电网公司, 天津市电力公司