基于不对称法的小电流接地系统单相接地故障可靠判断装置的制作方法

本发明涉及线路单相接地故障检测技术领域，尤其是一种基于不对称法的小电流接地系统单相接地故障可靠判断装置。

背景技术：

目前，我国大多数配电网采用的是中性点不直接接地系统，配电系统分支多且复杂，这类系统发生单相接地故障时，因故障电流较小，故障特征复杂，使得故障点的查找工作非常困难；要找出具体故障位置所在，往往需要耗费大量人力、物力和时间，故障判断一般依赖于人的经验或故障巡线人员的排查，且设备检修停电操作时间长、停电范围较大，严重阻碍了供电可靠性和自动化水平的提高。因此，亟需寻找探索一种实用、相对成熟的基于配电自动化设备的单相接地故障快速查找、定位的技术和产品，从而快速准确定位故障发生点，缩短停电时间，提高供电可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于不对称法的小电流接地系统单相接地故障可靠判断装置，能够快速准确定位故障发生点，缩短停电时间，提高供电可靠性的单相接地故障可靠判断装置。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种基于不对称法的小电流接地系统单相接地故障可靠判断装置，包括一套主站系统、多个通讯单元和多个故障指示单元，以及一套发生单相接地故障时用于产生特征信号的不对称电流源设备；所述主站系统与不对称电流源设备和多个通讯单元之间通过GPRS通信方式双向通讯，所述通讯单元和多个故障指示单元之间通过无线射频通信方式双向通讯。

所述不对称电流源设备，包括微机综合控制单元、电子式电压互感器、高压真空交流接触器、限流电阻、电流互感器，所述电子式电压互感器有三个，该三个电子式电压互感器的一次侧分别连接10KV线路的A、B、C三相，二次侧连接微机综合控制单元；所述高压真空交流接触器有三个，该三个高压真空交流接触器的一侧分别连接10KV线路的A、B、C三相，另一侧并联后与限流电阻的一侧相连接，限流电阻的另一侧接电流互感器，电流互感器接大地，高压真空交流接触器的线圈连接微机综合控制单元；电流互感器二次侧连接微机综合控制单元。

所述不对称电流源设备的微机综合控制单元包括ARM处理器，其输入端与面板控制按钮相连，其输出端与LCD显示屏相连；其第一输入输出端通过GPRS通信模块与主站系统双向通讯，其第二输入输出端通过继电器输出模块与高压真空交流接触器连接，其第三输入输出端通过遥信信号输入模块与高压真空交流接触器连接，其第四输入输出端通过遥测信号输入模块与电子式电压互感器连接，其第五输入输出端连接串口模块；其第六输入输出端接EEPROM存储器模块，电源模块向ARM处理器供电。

由上述技术方案可知，本发明实施时，当线路发生接地故障时，可以通过向线路注入特征编码信号，故障指示单元主动进行检测的方式，进行故障点的快速准确定位，减少排查人员的工作时间及强度，帮助维修人员迅速赶赴现场排除故障，恢复正常供电，提高供电可靠性。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图。

图2为本发明中不对称电流源的主电路原理框图。

图3为本发明中不对称电流源的微机综合控制单元的电路框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，一种基于不对称法的小电流接地系统单相接地故障可靠判断装置包括多个故障指示单元、多个通讯单元、主站系统和发生单相接地故障时用于产生特征信号的不对称电流源设备，所述主站系统与不对称电流源设备和多个通讯单元之间通过GPRS通信方式双向通讯，所述通讯单元和多个故障指示单元之间通过无线射频通信方式双向通讯。

当线路上的某处发生故障时，不对称电流源设备对线路发生单相接地故障进行检测和选线，通过对零序电压的检测，判断是否接地故障，并将记录的数据通过GPRS通信传送给主站。在零序电压达到一定的阀值并持续一定时间后，不对称电流源设备自动投切其内部对应相的高压真空交流接触器，并向线路注入特殊的编码序列，该编码序列经过故障点的接地相、接地点和大地返回不对称电流源，非故障点及非故障相没有该信号通过。故障点的故障指示器检测到触发信号时翻牌指示故障、并以无线射频通信方式向通讯单元发送故障信息，通讯单元以GPRS通信方式将故障信息上报主站系统。

如图2所示，所述不对称电流源设备包括微机综合控制单元、电子式电压互感器、高压真空交流接触器、限流电阻、电流互感器。所述电子式电压互感器有三个，该三个电子式电压互感器的一次侧分别连接10KV线路的A、B、C三相，二次侧连接微机综合控制单元。所述高压真空交流接触器有三个，该三个高压真空交流接触器的一侧分别连接10KV线路的A、B、C三相，另一侧并联后与限流电阻的一侧相连接，限流电阻的另一侧接大地，高压真空交流接触器的线圈连接微机综合控制单元。所述电流互感器安装于限流电阻和大地之间，电流互感器二次侧连接微机综合控制单元，对不对称电流源设备的投切接地电流进行监测。

当线路上的某处发生接地故障时，接地相对地电压降低，非故障相对地电压升高，不对称电流源微机综合控制单元控制故障相的超前相高压真空交流接触器动作，使故障线路上从电源到接地点处流过脉动单向特征电流，当线路上故障点的故障指示单元检测到特征电流信号时翻牌指示故障，并以无线射频通信方式向通讯单元发送故障信息，通讯单元以GPRS通信方式将故障信息上报主站系统，从而快速的判断出接地故障点所在的位置，并以短信方式通知排查人员故障信息，帮助维修人员迅速赶赴故障现场，排除故障，恢复供电。

如图3所示，所述不对称电流源设备的微机综合控制单元包括ARM处理器，其输入端与面板控制按钮相连，其输出端与LCD显示屏相连；其第一输入输出端通过GPRS通信模块与主站系统双向通讯，其第二输入输出端通过继电器输出模块与高压真空交流接触器连接，其第三输入输出端通过遥信信号输入模块与高压真空交流接触器连接，其第四输入输出端通过遥测信号输入模块与电子式电压互感器连接，其第五输入输出端接串口模块；其第六输入输出端接EEPROM存储器模块，电源模块向ARM处理器供电。

所述微机综合控制单元以ARM微处理器为核心技术，通过给故障指示单元发送特征电流的方式，可有效提升故障指示单元对10kV线路单相接地故障判断的准确性，大大提高了供电可靠性。

所述ARM处理器通过遥测信号输入模块连接电子式电压互感器，通过对线路电压信号的监测，判断是否出现接地故障。当零序电压达到一定的阀值并持续一定时间后，微机综合控制单元通过继电器输出模块控制对应相的高压真空交流接触器进行投切，从而向线路注入特殊的编码序列，该编码序列经过故障点的接地相、接地点和大地返回不对称电流源，非故障点及非故障相没有该信号通过。与此同时，高压真空交流接触器通过遥信信号输入模块向微机综合控制单元反馈投切信号。

数据采集、处理、分析、控制过程中的每一时刻的重要变位和信息都会被记录在EEPROM存储器中，经ARM处理器汇总后，通过GPRS通信模块反馈给主站系统。

操作过程可通过LCD显示屏和面板控制按钮来进行设置和查看。另外，微机综合控制单元还配备串口模块，作为设备调试维护口，可通过笔记本电脑随时随地对操作系统进行升级和维护。微机综合控制单元配备专用的电源模块，其具有过流、过热、短路等保护功能，还具备隔离电压功能，将输出与输入进行电路上的分离，防止输入、输出电路相互干扰。

综上所述，本发明不受系统运行方式、拓扑结构、中性点接地方式等因素的影响，可以应用于各种线路环境，其检测准确率高，可快速定位故障区域，便于巡检人员及时排查线路故障，降低线路故障带来的损失，提升配网抢修精益化管理水平。