配电网线路故障检测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于电网故障检测领域，具体涉及一种配电网线路故障检测系统及方法。
【背景技术】
[0002]配电网线路结构复杂、分支线路繁多，再加上配电网线路的中性点多采用中性点不接地或经消弧线圈接地的系统，这样使得配电网线路发生故障时很难判断发生故障的线路及线路分支，使得供电部门需要配置大量的线路巡视与故障排查人员，增加了供电公司的维护与运检成本。
[0003]目前，对于配电网线路故障的检测通常采用以下两种方案:(1)采用变电站的小电流接地系统分析软件，该软件利用配电网线路发生接地故障时会出现较大的零序电流或零序电压来判断是否出线接地故障，进一步判断出接地故障的线路，然后通知运行人员巡检；(2)利用配电网线路故障指示器来进一步判断接地故障发生的线路分支与线路区间，其原理是利用小电流接地系统分析软件，判断出配电网线路发生接地故障时，通过短时投入一与消弧线圈并联的小接地电阻，使得出现接地故障的分支线路电流增大，同时保证线路过流保护设备不动作，这样故障指示器会发生翻转，待故障指示器发生翻转后再将小电阻接地支路切除，恢复到原来的中性点不接地或经消弧线圈接地系统。线路巡检人员可以利用故障指示器的翻转位置，判断出故障发生的具体线路及线路区间。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种配电网线路故障检测系统及方法，该系统直接定位到故障线路或线路的分支线路，定位精度更高、更方便线路运检人员进行线路故障的快速巡查与故障排除，大大的减少线路巡检人员的巡检工作量，使巡检人员能够快速地排除配电网线路故障。
[0005]为达到上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0006]—种配电网线路故障检测系统，包括电流采集单元、电流采集单元通信模块、配电网线路故障检测分析后台和手机故障定位显示单元，所述电流采集单元、电流采集单元通信模块、配电网线路故障检测分析后台和手机故障定位显示单元依次连接；所述电流采集单元包括弧形铁芯电流互感器、微处理器、ZIGBEE无线通信模块和电源模块，所述弧形铁芯电流互感器经积分电路与所述微处理器连接，所述ZIGBEE无线通信模块连接微处理器，所述积分电路、微处理器和ZIGBEE无线通信模块均与所述电源模块连接；所述弧形铁芯电流互感器包括弧形铁芯、二次线圈、积分电路、支架和瓷瓶绝缘子，所述二次线圈包括测量绕组和电源绕组，所述测量绕组和电源绕组绕制在所述弧形铁芯上，所述测量绕组的两端与所述积分电路连接，所述电源绕组的两端与所述积分电路连接，所述弧形铁芯和积分电路均设置在所述支架内，所述支架设置在所述瓷瓶绝缘子内；所述瓷瓶绝缘子底部设置有通孔。
[0007]优选的，所述电流采集单元通信模块包括太阳能电池板、GPRS无线通信模块和蓄电池，太阳能电池板为电流采集单元通信模块的主供电电源，蓄电池为备用电源。
[0008]优选的，所述配电网线路故障检测分析后台包括依次连接的GPRS通信数据接收及发送前置机、配电网线路故障接地的选线装置及选线分析模块、数据分析处理模块、检测与故障定位模块和GPRS无线通信模块。
[0009]优选的，所述积分电路包括整流单元和滤波单元，所述整流单元的输出端与所述滤波单元的输入端连接。
[0010]优选的，所述弧形铁芯的截面为圆形或矩形。
[0011]优选的，所述电源模块包括采用由非晶合金材料制成的柱形铁芯、柱形铁芯上的电源绕组以及整流滤波电路组成。
[0012]优选的，所述非晶合金材料包括以下重量百分含量的组份:S1:8-10% ；B:1-2% ；P:0.005-0.008 % ；C:2-3 % ；Mn:1~2 % ；Mg:0.5-0.8 %, T1:0.5-0.8 %, Ge:0.2-0.5 %,Ag0.05-0.1%，余量为铁。
[0013]优选的，配电网线路电流采集装置还包括绝缘支柱外套。
[0014]优选的，一种配电网线路故障检测方法，包括如下步骤:
[0015]电流采集单元采集配电网线路及分支线路的电流值，经微处理器处理后，采用ZIGBEE无线通信模块发送给电流采集单元通信模块；
[0016]电流采集单元通信模块接收到电流值后发送给配电网线路故障检测分析后台；
[0017]配电网线路故障检测分析后台对接收到的电流值进行处理、分析，得到故障信息;
[0018]将故障信息发送给移动终端。
[0019]优选的，所述电流采集单元采集配电网线路及分支线路的电流值，经微处理器处理后，采用ZIGBEE无线通信模块发送给电流采集单元通信模块，包括:
[0020]电源模块的柱形铁芯沿与一次导线垂直的平面水平放置，柱形铁芯上绕制有电源绕组，电源绕组经与电源绕组连接的桥式整流滤波电路输出恒定的直流电压，为弧形铁芯电流互感器、微处理器、ZIGBEE无线通信模块供电；
[0021]弧形铁芯电流互感器采集配电网线路导线上的一次电流信号，并经积分电路产生与一次电流成正比的二次电压；
[0022]微处理器获取弧形铁芯电流互感器得到的电流信号及电压信号，对积分电路输出的电压信号进行采样处理，计算其基波及谐波信号的大小及相位；
[0023]将电流信号及微处理器处理后的电压信号经ZIGBEE无线通信模块发送给电流采集单元通信模块。
[0024]本发明的有益效果是:
[0025]本发明将提出一种利用配电网线路电流采集单元、配电网线路电流采集单元通信模块、配电网线路故障检测分析后台、手机故障定位显示单元构成的配电网线路故障在线检测系统，该系统可以大大的减少线路巡检人员的巡检工作量，使巡检人员能够快速地排除配电网线路故障。
[0026]本发明的定位精度更高、更方便线路运检人员进行线路故障的快速巡查与故障排除，由于该系统直接定位到故障线路或线路的分支线路，同時给出了分支线路的具体大概位置，巡检人员可以快速道现场排查并排除故障。
[0027]本发明不需要改变现有的配电网线路的中性点的接地方式，保留了配电网线路出现接地故障后仍能正常运行两个小时的特点。
[0028]本发明的配电网线路故障检测系统由于利用了线路巡检人员的手机，借助于巡检人员的手机后台软件，在线路故障排除后只需在故障排除确认件上按一下确认信息后，后台软件即可得到故障排除的相关信息，便于实现快速地故障恢复与供电。
【附图说明】
[0029]图1为本发明一种配电网线路故障检测系统的结构框图。
[0030]图2为本发明弧形铁芯电流互感器的结构示意图。
[0031]图3为本发明弧形铁芯电流互感器的另一结构示意图。
[0032]图4为本发明一种配电网线路故障检测方法的方法流程图。
[0033]图5为本发明步骤SlOl的方法流程图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
[0035]如图1所示，本发明配电网线路故障检测系统包括电流采集单元1、电流采集单元通信模块2、配电网线路故障检测分析后台3和手机故障定位显示单元4，电流采集单元1、电流采集单元通信模块2、配电网线路故障检测分析后台3和手机故障定位显示单元4依次连接。
[0036]电流采集单元I包括弧形铁芯电流互感器、微处理器、ZIGBEE无线通信模块和电源模块，弧形铁芯电流互感器经积分电路与微处理器连接，ZIGBEE无线通信模块连接微处理器，积分电路、微处理器和ZIGBEE无线通信模块均与电源模块连接。弧形铁芯电流互感器包括弧形铁芯、二次线圈、积分电路、支架和瓷瓶绝缘子，二次线圈包括测量绕组和电源绕组，测量绕组和电源绕组绕制在所述弧形铁芯上，测量绕组的两端与积分电路连接，电源绕组的两端与积分电路连接，弧形铁芯和积分电路均设置在支架内，支架设置在瓷瓶绝缘子内；瓷瓶绝缘子底部设置有通孔。
[0037]电流采