一种低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置及应用方法与流程

本发明涉及电力通讯领域，具体涉及一种低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置及应用方法。

背景技术：

目前我国电力营销和运检部门，在低压线路维护、用电管理和电能量抄收方面，需要精确确定每只电能表用户的归属供电的台区和相别属性以及各分支开关、配电终端、配变变压器等设备的归属关系，以便于对配变台区实行精细化管理提供真实准确的基础数据。

电能营销部门需要集中用电数据采集抄收，从而提高现场辨别电能表用户的归属供电的台区和相别属性工作效率和工作便利性；运检部门也需要在低压线路维护、线损计算以及低压线路发生故障时，能够迅速定位故障位置和故障区间，从而指导故障抢修。

但是，目前的电力行业普遍应用的台区拓扑识别以及故障定位，是基于各种通讯技术结合外加特殊电流信号等方式实现，其主要设计基础是在l线和n线之间使用不同的技术手段，实现拓扑识别以及故障定位，存在设备成本高，技术复杂，准确率低，且无法实现低压配电网的故障定位的问题。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置及应用方法，利用配电网的n线与pe线进行拓扑识别及故障定位，信息传递稳定高效。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置，包括安装在配电线路n线和pe线之间的上位机和下位机；

所述上位机包括通讯模块、传感器和电流环信息接收模块；

所述下位机包括通讯模块、传感器、电流环信息接收模块和功能电路模块；

所述通讯模块通过通讯接口实现常态通讯；

所述传感器均安装在n线上，用于接收线路的电流信号；

所述电流环信息接收模块连接对应传感器，识别并分析接收到的电流信号；

所述功能电路模块用于通过n线对pe线加载特征脉冲电流。

进一步地，所述上位机安装于台区配变变压器低压出线侧。

进一步地，所述下位机于低压台区配电网线路分段点或用户电能表处接入。

进一步地，所述低压台区配电网为tn-s低压配电系统或tt低压配电系统。

进一步地，上位机通过通讯接口对下位机实现对时功能、顺序编号功能、参数设置功能。

进一步地，下位机还包括后备电源模块，用于在停电状态维持正常工作。

本发明还提出了一种低压台区配电网拓扑识别方法，包括：

上位机通过通讯接口向任意一台下位机发送加载特征脉冲电流命令；

所述下位机的功能电路模块加载特征脉冲电流；

上位机和其他下位机的传感器接收特征脉冲电流信息；

上位机收集其他下位机识别到的电流信息，根据电流信息确定该下位机的供电拓扑。

本发明还提出了一种低压台区配电网故障定位方法，包括：

下位机检测到交流停电时，通过功能电路模块加载特征脉冲电流信息；

上位机的传感器接收特征脉冲电流信息；

上位机根据识别的电流信息，判断故障位置。

进一步地，下位机检测到交流停电时，根据上位机预先分配的编码序号，延迟预设规定的时间后，发送脉冲电流信息。

本发明的有益效果是：

本发明通过提出一种低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置及应用方法，充分利用电流环特性和目前低压通讯技术，实现在供电正常时，识别定位装置的工作状态设定及参数抄收，实现在正常、故障等多种状态下的信息上传。

本发明使电能营销部门对用电数据采集抄收时，能够提高现场辨别电能表用户的归属供电的台区和相别属性工作效率和工作便利性；能够迅速实现对单一台区的低压供电线路的拓扑供电连接关系建立；运检部门在低压线路维护、线损计算以及低压线路发生故障时，能够迅速定位故障位置、故障区间，指导故障抢修。

本发明中，上位机和下位机安装在配电线路n线和pe线之间，n线与pe线在一次回路中，没有开断点，所以不存在由于l线开关断开或者设备跳闸造成的信息断路，也不存在由于配电网线路一次负载变化或者干扰、短路，造成信息无法有效传递的问题，实现了信息由下位机上传到上位机，达到高效准确的台区拓扑识别及故障定位工作，极大的简化了现场操作难度。

附图说明

图1是本发明低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置实施例一连接示意图；

图2是本发明低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置实施例二连接示意图；

图3是本发明低压台区配电网拓扑识别方法流程示意图；

图4是本发明低压台区配电网故障定位方法流程示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

如图1所示，本发明实施例一公开了一种低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置，包括安装在配电线路n线和pe线之间的上位机和下位机；具体地，所述上位机安装于台区配变变压器低压出线侧，采用低压三相四线电压线接线方式；所述下位机于低压台区配电网线路分段点或用户电能表处接入，采用单/三相电压接线方式。

所述上位机包括通讯模块、传感器和电流环信息接收模块；所述下位机包括通讯模块、传感器、电流环信息接收模块和功能电路模块。

所述通讯模块通过通讯接口实现常态通讯；具体地，通讯模块可采用低压载波、无线、有线通讯技术等；上位机的通讯模块实现上位机下行与下位机的常态通讯，上位机可通过通讯接口对下位机实现各种管理功能，比如：对时功能、顺序编号功能、参数设置功能等。

下位机的通讯模块也可实现与上位机的常态通讯。

所述传感器均安装在n线上，用于接收线路的电流信号；具体地，上位机传感器接收各个下位机发出的脉冲电流信号，下位机传感器接收下位机供电线路上的后级下位机发出的脉冲电流信号。

所述电流环信息接收模块连接对应传感器，识别并分析接收到的电流信号；

所述功能电路模块用于通过n线对pe线加载特征脉冲电流；具体地，功能电路模块在接到上位机命令或者停电时，加载特征脉冲电流，实现n线与pe线之间发送n线特征电流环信息的功能。

优选地，所述下位机还包括后备电源模块，用于在停电状态维持正常工作，可实现在停电状态下正常工作5分钟。

需要说明的是，图1所示低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置实施例一所述低压台区配电网为tn-s低压配电系统，但是本发明所述低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置适用的低压台区配电网包括但不限于tn-s低压配电系统，例如，图2所示为本发明实施例二所示的低压台区配电网拓扑识别及故障定位装置为tt低压配电系统的接入连接示意图。

本发明还公开了一种低压台区配电网拓扑识别方法，图3为所述低压台区配电网拓扑识别方法的流程示意图。

低压台区配电网拓扑识别方法包括：

上位机通过通讯接口向任意一台下位机发送加载特征脉冲电流命令；

所述下位机的功能电路模块加载特征脉冲电流；

上位机和其他下位机的传感器接收特征脉冲电流信息；

上位机收集其他下位机识别到的电流信息，根据电流信息确定该下位机的供电拓扑。

具体地，下位机的传感器接收并识别电流信息后，在接收到上位机的收集命令后，上传识别到的特征脉冲电流信息，上位机通过通讯接口收集其他下位机识别到的电流信息，根据接收的下位机脉冲电流信息情况，可确定此下位机的供电拓扑情况。

上位机通过重复上述操作，逐一命令下位机加载特征脉冲电流信号，然后收集各个下位机识别的信息，实现了本低压台区的拓扑识别。

本发明还公开了一种低压台区配电网故障定位方法，图4为所述低压台区配电网故障定位方法的流程示意图。

低压台区配电网故障定位方法包括：

下位机检测到交流停电时，通过功能电路模块加载特征脉冲电流信息；

上位机的传感器接收特征脉冲电流信息；

上位机根据识别的电流信息，判断故障位置。

优选地，所述下位机检测到交流停电时，根据上位机预先分配的编码序号，延迟预设规定的时间后，再发送脉冲电流信息。

具体地，上位机与各个下位机预先根据编码序号，约定不同的特征脉冲电流信息，当出现故障停电时，下位机传感器发送约定的特征脉冲电流信息，向上位机上报停电信息，上位机接收到特征脉冲电流信息后，综合其他下位机上报的信息，可以迅速判断故障位置。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。