配电网单相接地故障检测系统的制作方法

本实用新型涉及配网自动化技术领域，特别是涉及一种配电网单相接地故障检测系统。

背景技术：

配电网单相接地故障定位分离线探测器法和在线实时故障定位法。离线探测器法又分交流法和直流法。

交流法是指，线路发生故障后，停电，向故障相注入交流信号，然后手持探测器沿线路用二分法寻找故障点，地面检测不需要登杆。

直流法是指，线路发生故障后，停电，向故障相注入直流信号，然后手持钳形电流表沿线路用二分法寻找故障点，检测时需要把钳形电流表夹在导线上，需要登杆检测。

交流法和直流法最大的特点是：单端注入，幅度检测，检测到信号时故障点在下游，检测不到信号时故障点在上游，信号消失处为故障点。

交流法：线路发生故障后，停电，向故障相注入交流信号，然后手持探测器沿线路用二分法寻找故障点。

现有交流法的缺点是：幅度检测门限难定，经常误判。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种配电网单相接地故障检测系统，能够有效解决现有检测过程中幅度检测门限难以确定，经常发生误判的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种配电网单相接地故障检测系统，所述系统包括：两个同步信号源，分别设置于故障线路的两个端点，且在gnss时间基准控制下在故障相两端同时同步地向故障线路注入具有电压波形完全一致的高压信号；由于电流参考方向从一个信号源朝向另一个信号源，因此在故障点的两侧故障线路电流相位相反；一个同步探测器，通过检测故障线路上的电流相位反转点来确定接地故障点。

在一些实施方式中，同步信号源包括：gnss模块，用于将经纬度及秒脉冲信号提供给单片机；信号源单片机，连接至gnss模块，用于根据gnss模块提供的经纬度及秒脉冲同步驱动逆变电路；逆变电路，连接至信号源单片机，用于在信号源单片机的驱动下，将电源输出的直流电源信号转换为电压同步交流电流信号，并将电压同步交流信号输出至故障线路。

在一些实施方式中，逆变电路包括：相互连接为逆变全桥结构的四个开关管。

在一些实施方式中，同步信号源还包括：开关管驱动器，连接在开关管与信号源单片机之间，用于根据信号源单片机输出的控制信号驱动开关管，以完成对直流信号的逆变。

在一些实施方式中，同步信号源还包括：滤波电路，包括滤波电容及滤波电感，连接在逆变电路的输出端，用于滤除逆变电路输出的高频信号。

在一些实施方式中，同步信号源还包括：输出升压变压器，连接在滤波电路的输出端，用于对电压同步交流信号进行升压。

在一些实施方式中，信号源单片机根据接收到的秒脉冲时间基准同步触发逆变电路。

在一些实施方式中，同步探测器包括：采集线圈，用于采集故障线路的交流电流信号；探测器gnss模块，用于向探测器单片机提供经纬度及秒脉冲时间基准；探测器单片机，连接至采集线圈及探测器gnss模块，用于根据秒脉冲判断交流电流信号的相位及相位反转点。

在一些实施方式中，同步探测器还包括：放大器，连接至采集线圈，用于对采集线圈采集到的交流检测信号进行放大；有源滤波器，连接至放大器，用于对经过放大的信号进行放大；差分变换器，连接在有源滤波器与探测器单片机之间，用于对经过放大后的信号进行差分变换，并输出至探测器单片机。

采用这样的设计后，本实用新型至少具有以下优点：

本实用新型双端交流注入，相位检测，与单端注入幅度检测相比提高了故障定位准确度。

附图说明

上述仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

图1是本实用新型实施例提供的同步信号源的结构图；

图2是本实用新型实施例提供的双端注入信号方式的原理示意图；

图3是本实用新型实施例提供的同步探测器的结构图。

附图标记说明：

1锂电池2滤波电感

3滤波电容4输出升压变压器

5开关管驱动器6开关管驱动器

7开关管驱动器8开关管驱动器

9单片机10gnss模块

11交流电流互感器t1开关管

t2开关管t3开关管

t4开关管21同步信号源

22同步信号源31探测器线圈

32有源滤波器33可调放大器

34有源滤波器35差分变换器

36单片机37液晶显示器

38探测器gnss模块

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型的目的是配电网出现接地故障时，在故障相两端同时同步注入交流信号，故障点两侧相位相差180度，即故障点两侧相位相反。手持探测器沿线路用二分法检测相位，相位反转出为故障点。

本实用新型包括两部分:同步信号源和同步探测器。两端信号源同时同相位注入信号称为同步。同步信号源技术方案如图1所示。

参见图1，同步信号源包括如下部件。

锂电池1的作用在于供电，它的供电参数为60v、10ah。

开关管t1、t2、t3、t4为4只开关管，它们相互连接，共同组成逆变全桥。

滤波电感2，用来滤除开关管动作的高频信号。

滤波电容3，用来吸收高频信号。

输出升压变压器4，输出交流80hz110ma恒流信号。

开关管驱动器5、6、7、8分别用来在单片机的控制下驱动对应的开关管。

单片机9，10位ad，将电流互感器11输入的电流信号采样为数字信号。一个串口接收gnss模块10输入的经纬度。两个外部中断源接收1pps秒脉冲。

gnss模块10，北斗导航系统，向单片机9提供经纬度和秒脉冲。gnss模块10保证同步是本实用新型的关键。

交流电流互感器11，用来向单片机9提供电流采样信号保证恒流输出。

双端注入信号方式如图2所示。参见图2，同步信号源21、22，交流80hz110ma恒流，两台信号源在gnss1pps控制下同时同步输出信号。

电力线电流参考方向一致，电流i1与电流i2的参考方向一致。这是因为探测器检测方向不变。此时，电流i1、电流i2幅度相同相位相反。

同步探测器技术方案如图3所示。参见图3，探测器线圈31为空心1000匝。感应电力线中的信号电流，在探测过程中方向必须一致。

有源滤波器32、34，80hz信号通过。

可调放大器33，将信号放大到波形稳定程度。

差分变换35，将共地单端信号变换为平衡信号。

单片机36，10位ad，将电流电流信号采样为数字信号。一个串口接收gnss10输入的经纬度。接收1pps秒脉冲，以此为相位参考点，这是本实用新型的关键。

液晶显示器37，显示像素为64*128。

探测器gnss模块38，北斗导航系统，向单片机6提供经纬度和秒脉冲。

同步探测器在故障点两侧探测的相位相差约180度。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本实用新型的保护范围内。