一种高灵敏度的外施信号型故障定位系统及方法与流程

本发明涉及电力自动化技术领域，特别涉及一种高灵敏度的外施信号型故障定位系统及方法。

背景技术：

配电网使用故障指示器安装于高压线或电缆线上，监测线路上电流变化来实现故障的分段定位，方便故障点的查找。其中架空外施信号型远传故障指示器需要与安装在变电站或线路上的架空外施信号发生装置配合，检测在线路上额外施加的故障特征信号，实现线路的故障定位。

当架空外施信号发生装置与故障指示器的距离超过10公里以上，故障指示器要识别架空外施信号发生装置注入母线的特征信号成功率就会很低。距离越远则注入信号衰减越严重，故障指示器识别出信号就越困难。因此，以往的架空外施信号型远传故障指示器正确识别出故障的准确率低于50％。

基于以上原因，需要研发新的系统来提升故障指示器正确识别出故障的成功率，以提高配电网自动化系统的可靠性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种高灵敏度的外施信号型故障定位系统及方法，针对架空外施信号型远传故障指示器进行优化改进，同时整套系统改良，从而提高采样精度，增加识别出故障的成功率。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种高灵敏度的外施信号型故障定位系统，包括外施信号发生装置和故障指示器，所述故障指示器具有录波功能，所述外施信号发生装置用于在检测到线路故障时产生故障特征信号，所述故障指示器用于监测线路电流波动、对符合预设报警条件的电流波动进行录波、对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置、并将判断结果上传主站。

优选地，所述故障指示器包括多个采集器和一个汇集器，所述采集器包括监测单元和录波单元，所述监测单元用于监测线路电流波动，所述录波单元用于对符合预设报警条件的电流波动进行录波；

所述汇集器包括数据处理单元，所述数据处理单元用于对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置。

优选地，所述数据处理单元包括：

对比子单元，用于将接收到的录波的时间和特征波形与从所述外施信号发生装置收到的注入信号的时间与特征波形进行对比；

判断子单元，用于根据对比结果判断出发生故障的正确相位和位置。

优选地，所述外施信号发生装置、所述故障指示器和所述主站之间通过无线网络进行通讯。

本发明的实施例还提供一种高灵敏度的外施信号型故障定位方法，包括以下步骤：

外施信号发生装置在检测到线路故障时产生故障特征信号；

故障指示器监测线路电流波动，对符合预设报警条件的电流波动进行录波；

故障指示器对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置，并将判断结果上传主站。

优选地，所述故障指示器包括多个采集器和一个汇集器，所述外施信号发生装置在检测到线路故障时产生故障特征信号的步骤包括：

所述外施信号发生装置检测到相线电压降低、零序电压升高后做出线路上有故障的判断；

所述外施信号发生装置通过无线通信网络通知所述汇集器对所述采集器进行对时，同时进行投切，在线路上产生故障特征信号。

优选地，所述故障指示器监测线路电流波动，对符合预设报警条件的电流波动进行录波的步骤包括：

设置电流波动的报警阈值；

所述故障指示器将监测到的电流波动与所述报警阈值进行比较；

对于超出所述报警阈值的电流波动，所述故障指示器对其进行录波。

优选地，所述故障指示器对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置的步骤包括：

所述故障指示器将接收到的录波的时间和特征波形与从所述外施信号发生装置收到的注入信号的时间与特征波形进行对比；

所述故障指示器根据对比结果判断出发生故障的正确相位和位置。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明在原有故障指示器的基础上增加录波功能，能够捕捉到更多线路上电流的微弱变化，提高采样精度和灵敏度，再配合强大的数据处理算法来判断识别故障特征信号，从而大大提升故障指示器正确识别出故障的成功率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的外施信号型故障定位系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的外施信号型故障定位方法的流程图；

图3是本发明实施例中故障定位方法的具体实施过程示意图。

图中：1-外施信号发生装置，2-故障指示器，3-主站，21-采集器，22-汇集器，211-监测单元，212-录波单元，221-数据处理单元。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

本发明的实施例首先提供了一种高灵敏度的外施信号型故障定位系统，如图1所示，所述故障定位系统包括外施信号发生装置1和故障指示器2，故障指示器2具有录波功能，外施信号发生装置1用于在检测到线路故障时产生故障特征信号，故障指示器2用于监测线路电流波动、对符合预设报警条件的电流波动进行录波、对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置、并将判断结果上传主站3。

传统的架空外施信号型远传故障指示器结构简单，通过捕获固定周期的电流信号变化来识别故障特征信号。本发明在原有故障指示器的基础上增加录波功能，能够捕捉到更多线路上电流的微弱变化，提高采样精度，从而增加识别到故障的成功率。

进一步地，故障指示器2包括多个采集器21和一个汇集器22，采集器21包括监测单元211和录波单元212，监测单元211用于监测线路电流波动，录波单元212用于对符合预设报警条件的电流波动进行录波；

汇集器22包括数据处理单元221，数据处理单元221用于对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置。

进一步地，数据处理单元221包括：

对比子单元，用于将接收到的录波的时间和特征波形与从外施信号发生装置1收到的注入信号的时间与特征波形进行对比；

判断子单元，用于根据对比结果判断出发生故障的正确相位和位置。

进一步地，外施信号发生装置1、故障指示器2和主站3之间通过无线网络进行通讯。

相应地，本发明的实施例还提供了一种高灵敏度的外施信号型故障定位方法，如图2所示，所述故障定位方法包括以下步骤：

外施信号发生装置在检测到线路故障时产生故障特征信号；

故障指示器监测线路电流波动，对符合预设报警条件的电流波动进行录波；

故障指示器对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置，并将判断结果上传主站。

进一步地，故障指示器包括多个采集器和一个汇集器，外施信号发生装置在检测到线路故障时产生故障特征信号的步骤包括：

外施信号发生装置检测到相线电压降低、零序电压升高后做出线路上有故障的判断；

外施信号发生装置通过无线通信网络通知汇集器对采集器进行对时，同时进行投切，在线路上产生故障特征信号。

进一步地，故障指示器监测线路电流波动，对符合预设报警条件的电流波动进行录波的步骤包括：

设置电流波动的报警阈值；

故障指示器将监测到的电流波动与报警阈值进行比较；

对于超出报警阈值的电流波动，故障指示器对其进行录波。

进一步地，故障指示器对录波波形进行分析处理以判断故障的状态和位置的步骤包括：

故障指示器将接收到的录波的时间和特征波形与从外施信号发生装置收到的注入信号的时间与特征波形进行对比；

故障指示器根据对比结果判断出发生故障的正确相位和位置。

如图3所示，本发明方法的具体实施过程如下(图中所示故障指示器包括采集器和汇集器，录波单元设置在采集器中)：

外施信号发生装置检测到某相电压降低、零序电压升高以后做出线路上有故障的判断，通过无线通信通知线路上的汇集器对采集器进行对时，同时进行投切，在线路上产生故障特征信号波形；

采集器监测线路电流波动，将符合预设的阈值报警条件的电流波动进行录波并传输给汇集器，利用汇集器的强大的数据处理功能对录波波形进行分析判断；

汇集器将接收到的录波的时间和特征波形与从外施信号发生装置收到的注入信号的时间与特征波形进行比对，再辅以丰富的算法库，判断出发生故障的正确相位和准确位置，上送给后台主站。

本发明通过在原有故障指示器的基础上增加录波功能，能够捕捉到更多线路上电流的微弱变化，提高采样精度和灵敏度，再配合强大的数据处理算法来判断识别故障特征信号，从而大大提升故障指示器正确识别出故障的成功率。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。