一种交流环网故障查找方法及装置与流程

本发明涉及交流环网检测，具体涉及一种交流环网故障查找方法及装置。

背景技术：

1、变电站用电系统发生二次环网故障，会造成变压器负载过大、线缆电流过载、局部设备供电不可靠、保护装置或者电源投切装置发生误动或拒动，严重者可能引起一次回路故障，造成生产危害。

2、近年来，为提高站用交流电源的供电可靠性，一般配置2台或以上站用变压器，降压后构成2段独立运行的380v供电母线。交流负载均分到2段母线。对于重要的负荷如通信电源等采用双电源供电，任何一段380v母线失压，通过atse备投装置将380v母联开关合上，可确保站用电源可靠供电。

3、目前运行单位在验收交流系统时主要是通过断开馈线支路的交流断路器的方法来判断是否存在环网故障。该方法可以有效处理部分环网故障：如相线直接环网，但是对于零线环网或电阻性环网却无法进行正确判断，同时由于需要断开设备电源，所以该操作存在一定运行风险。

4、目前除了国内个别文献提出存在环网故障外，还没有相关机构对交流环网的检测方法进行研究。目前站用交流电源的环网状态检测处于空白状态，既没有定期的人工检测也没有专用装置对交流电源的环网状态进行监测。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供了一种交流环网故障查找方法及装置，通过磁感应及电磁耦合原理排除馈线回路相线接地、相线环网、零线接地和非正常零线环网，设备之间采用北斗通信技术，抗干扰能力强，更能有效地排除交流环网故障，增加了有效的排查手段，对电力系统安全运行具有重要参考意义。具体技术方案如下：

2、一种交流环网故障查找方法，包括以下步骤：

3、步骤s1，主机与手持测试仪进行卫星通信，同步对时；

4、步骤s2，主机分别向a相/b相/c相馈线回路注入电磁波，使用手持测试仪分别检测a相/b相/c相馈线回路的电磁波信号，并根据检测的电磁波信号强度变化判断对应a相/b相/c相馈线回路是否存在接电故障点和环网故障点；

5、步骤s3，主机向零排注入特征信号，使用手持测试仪探测特征信号，并根据探测的特征信号判断同段系统是否存在零线故障接地点；

6、步骤s4，使用手持测试仪追踪环网回路特征信号，同时根据现场情况和现场标识判断是否为异常零线环网。

7、优选地，所述步骤s2中具体包括以下步骤：

8、步骤s21，主机向a相馈线回路注入电磁波，使用手持测试仪判断a相馈线回路线缆是否接收到电磁波，若无主机则向b相馈线回路电缆注入电磁波，若有则使用手持测试仪顺延a相馈线回路电缆探索其向外辐射的电磁波；观察手持测试仪显示的电磁波强度是否突然大幅下降，若是则确定馈线回路a相接地故障点和环网故障点；

9、步骤s22，主机向b相馈线回路注入电磁波，使用手持测试仪判断b相馈线回路线缆是否接收到电磁波，若无主机则向c相馈线回路电缆注入电磁波，若有则使用手持测试仪顺延b相馈线回路电缆探索其向外辐射的电磁波；观察手持测试仪显示的电磁波强度是否突然大幅下降，若是则确定馈线回路b相接地故障点和环网故障点；

10、步骤s23，主机向c相馈线回路注入电磁波，使用手持测试仪判断c相馈线回路线缆是否接收到电磁波，若无则结束相线接地排查，若有则使用手持测试仪顺延c相馈线回路电缆探索其向外辐射的电磁波；观察手持测试仪显示的电磁波强度是否突然大幅下降，若是则确定馈线回路c相接地故障点和环网故障点。

11、优选地，所述步骤s3具体包括：主机向零排注入特征信号，使用手持测试仪探测特征信号，判断同段系统零线馈线回路是否能追踪到特征信号，若无则结束该零线馈线回路的排查，若有则顺延零线馈线回路探测特征信号；观察手持测试仪是否追踪到特征信号，若是则继续排查，若无则确定零线接地故障点并解除。

12、优选地，所述步骤s4具体还包括：

13、观察手持测试仪是否追踪到特征信号，若有则继续追踪，若无则确定异常零线环网故障点并解除。

14、一种交流环网故障查找装置，用于实现所述的方法，包括主机和手持测试仪；所述主机和手持测试仪通信连接；

15、所述主机用于向相线注入电磁波或特征信号，并将产生的信号数据发送至手持测试仪；所述手持测试仪用于根据主机产生的电磁波或特征信号查找相线上的信号强度突变点，以确定故障点。

16、优选地，所述主机包括主机mcu模块、高频电磁波发生器、特征信号发生器、主机钳形互感器、主机卫星通信模块、主机显示模块；

17、所述高频电磁波发生器、特征信号发生器、主机钳形互感器、主机卫星通信模块、主机显示模块；分别与主机mcu模块连接；所述特征信号发生器与主机钳形互感器连接；

18、所述高频电磁波发生器用于向相线注入高频电磁波信号；

19、所述特征信号发生器用于向零线注入特征信号；

20、所述主机钳形互感器用于回采零线上注入的特征信号；

21、所述主机卫星通信模块用于实现主机与手持测试仪之间的通信；

22、所述主机显示模块用于显示产生的高频电磁波信号或特征信号的参数；

23、所述主机mcu模块用于控制高频电磁波发生器、特征信号发生器和主机卫星通信模块、主机显示模块的工作状态。

24、优选地，所述主机还包括主机放大电路，所述主机放大电路分别与主机钳形互感器、主机mcu模块连接，用于对通过主机钳形互感器采集的信号进行放大后输入主机mcu模块。

25、优选地，所述特征信号发生器包括电流源、信号开关k、一次回路电阻、电流互感器、二次回路电阻；所述电流源、信号开关k、一次回路电阻依次串联并与电流互感器一次侧连接，所述二次回路电阻与电流互感器二次侧连接；所述主机mcu模块控制信号开关k规律断开或闭合以形成特征信号。

26、优选地，所述高频电磁波发生器包括电源、开关s1、调节电位器rp、电阻r1、电容c1、电容c2、电容c3、选择开关s2、电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5,、输出端u01、输出端out；所述电源、开关s1、调节电位器rp形成串联回路；

27、所述电阻r1的一端与调节电位器rp的滑动端连接，另一端分别与稳压管vd1的阴极、电容c1的一端连接；

28、所述稳压管vd1的阳极与电源的负极连接；所述电容c1的另一端分别与电容c3的一端、选择开关s2的一端、电容c2的一端、输出端out连接；

29、所述电容c2的另一端与电源的负极连接；所述电容c3的另一端与输出端u01连接；所述选择开关s2的另一端可选择与电感l1/电感l2/电感l3/电感l4/电感l5的一端连接，电感l1、电感l2、电感l3、电感l4、电感l5的另一端分别与电源的负极连接。

30、优选地，所述手持测试仪包括测试仪mcu模块、测试仪钳形互感器、测试仪卫星通信模块和天线、测试仪显示模块；所述测试仪钳形互感器、测试仪卫星通信模块、天线分别与测试仪mcu模块连接；

31、所述测试仪钳形互感器用于采集零线上的特征信号，并将采集的特征信号输入测试仪mcu模块进行处理；

32、所述天线用于采集相线上的电磁波信号，并将采集的电磁波信号输入测试仪mcu模块进行处理；

33、所述测试仪卫星通信模块用于与主机进行通信；

34、所述测试仪mcu模块用于处理测试仪钳形互感器和天线采集的信号，并通过测试仪显示模块显示处理后的信号参数。

35、本发明的有益效果为：本发明提供了一种交流环网故障查找方法及装置，本发明的方法包含馈线回路相线接地及环网排查和馈线回路零线接地及异常环网排查阶段2个阶段。通过磁感应及电磁耦合智能排查相线多点接地、相线环网、零线多点接地和异常零线环网故障。

36、本发明的装置中主机与手持测试仪采用卫星通信技术，实现实时数据交互，保证运算数据的准确性，抗干扰能力强。装置采用一机多功能的设计理念，主机可完成特征信号的耦合注入、高频电磁波注入等主要功能，手持式电磁测量仪表可移动式探索电磁波、追踪特征信号主要功能，功能强大、可靠性强，能有效排查交流环网接地故障点，确保电力运行的安全可靠。