本實用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說，是基于零序電流檢測的配電網(wǎng)定位設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著 “十三五”的開局，配電網(wǎng)規(guī)模的快速發(fā)展以及配電網(wǎng)設(shè)備質(zhì)量要求的迅速提升，具備應(yīng)用價值的配網(wǎng)各類信息范圍更廣、類型更多、密度更大、精度更高。長期以來，電網(wǎng)公司一直沿用低效的定期檢修制度對配電網(wǎng)設(shè)備進行檢修和被動式的搶修，造成了應(yīng)修隱患設(shè)備漏檢修，影響了其技術(shù)性能和使用壽命，嚴重的情況下會造成故障或事故，影響供電可靠性。配電網(wǎng)管理還存在線路運行狀態(tài)掌握不夠精細、線路故障查找難度大、被動式服務(wù)不符合發(fā)展趨勢三大難題。基于這些需求，迫切需要開發(fā)配電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)感知與分析系統(tǒng)，采用快速有效的查找線路故障點的配電線路故障指示技術(shù)及對非故障區(qū)段轉(zhuǎn)移供電技術(shù)，實現(xiàn)對配電線路故障定位和隔離；采用配電網(wǎng)設(shè)備大數(shù)據(jù)分析、輔助決策技術(shù)，實現(xiàn)配電網(wǎng)狀態(tài)評估、故障診斷，為配電網(wǎng)設(shè)備的狀態(tài)檢修工作提供技術(shù)支持，從而提升電網(wǎng)企業(yè)的經(jīng)濟效益。

目前的配網(wǎng)故障定位方法主要有以下兩種：

首半波法：基于接地故障發(fā)生在相電壓接近最大值瞬間這一假設(shè)，此時故障相電容電荷通過故障相線路向故障點放電，故障線路分布電容和分布電感具有衰減振蕩特性，該電流不經(jīng)過消弧線圈，所以暫態(tài)電感電流的最大值相應(yīng)于接地故障發(fā)生在相電壓經(jīng)過零瞬間，而故障發(fā)生在相電壓接近于最大值的瞬間時，暫態(tài)電感電流為零。此時的暫態(tài)電容電流比暫態(tài)電感電流大得多，不論是中性點不接地系統(tǒng)還是諧振接地系統(tǒng)，故障發(fā)生瞬間的暫態(tài)過程近似相同。利用故障線路暫態(tài)零序電流和電壓首半波的幅值和方向均與正常情況不同的特點，即可實現(xiàn)配電網(wǎng)故障定位。

首半波法的缺點是：安裝使用有方向性要求，對于環(huán)網(wǎng)供電，當(dāng)線路倒負荷后，原來的方向就錯了。雷擊狀態(tài)下，誤動率高，準(zhǔn)確率僅為30%。

電容電流脈沖幅值法：基于單相接地故障發(fā)生在相電壓接近最大值瞬間這一假設(shè)來檢測的。

1）在接地故障的瞬間，接地點出現(xiàn)一個頻率很高幅值很大的暫態(tài)電流，暫態(tài)電流分量的幅值比流過同一點的電容電流的穩(wěn)態(tài)值大幾倍到幾十倍；

2）在接地瞬間故障相電容電荷通過故障相線路向故障點放電，而故障線路分布電容、分布電感和電阻對高頻率的暫態(tài)分量具有衰減性；

3）由于所有非故障線路的暫態(tài)電流均流向故障線路，經(jīng)故障點回到大地，導(dǎo)致故障線路從變電站到故障點之間的暫態(tài)電流幅值最大。

缺點：不支持主站系統(tǒng)和前端通信，無法實現(xiàn)故障路徑模擬，閾值判據(jù)存在明顯缺陷，故障報警準(zhǔn)確率只有40%左右，無法快速準(zhǔn)確的定位故障。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供基于零序電流檢測的配電網(wǎng)定位設(shè)備，能夠監(jiān)測線路運行參數(shù)，檢測各類短路、接地故障，以備為后臺（配電網(wǎng)線路故障處理主站）上送監(jiān)測信息和故障檢測數(shù)據(jù)。

本實用新型通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：基于零序電流檢測的配電網(wǎng)定位設(shè)備，設(shè)置有配電網(wǎng)線路故障指示器，在配電網(wǎng)線路故障指示器內(nèi)設(shè)置有傳輸控制系統(tǒng)、微功率無線傳輸電路及監(jiān)測裝置，監(jiān)測裝置與微功率無線傳輸電路相連接，微功率無線傳輸電路連接傳輸控制系統(tǒng)。

進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述監(jiān)測裝置內(nèi)設(shè)置有電子互感器、監(jiān)測單元、處理單元及傳輸單元，電子互感器連接監(jiān)測單元，監(jiān)測單元連接處理單元，處理單元通過傳輸單元與微功率無線傳輸電路相連接。

進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述監(jiān)測裝置內(nèi)還設(shè)置有智能開關(guān)，且智能開關(guān)與處理單元相連接。

進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述傳輸控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有指示器時鐘電路、合并電路、處理電路、存儲電路及網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，合并電路分別與微功率無線傳輸電路和處理電路相連接，指示器時鐘電路連接處理電路，處理電路連接存儲電路，存儲電路連接網(wǎng)絡(luò)傳輸單元。

進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述網(wǎng)絡(luò)傳輸單元采用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸。

進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述傳輸控制系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)置有為傳輸控制系統(tǒng)進行供電的供電電源。

進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述供電電源采用太陽能電池。

進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述監(jiān)測裝置為3個，且分別與三相電路的相線相連接。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果：

（1）本實用新型能夠監(jiān)測線路運行參數(shù)，檢測各類短路、接地故障，以備為后臺（配電網(wǎng)線路故障處理主站）上送監(jiān)測信息和故障檢測數(shù)據(jù)。

（2）本實用新型監(jiān)測裝置分A、B、C三相監(jiān)測裝置單元，分別監(jiān)測配電網(wǎng)線路中的A、B、C三相線路。配電網(wǎng)線路故障指示器可以在線路發(fā)生故障時快速準(zhǔn)確識別故障區(qū)域并遠傳故障信息，大大縮短了故障查找時間，為快速排除故障、恢復(fù)正常供電提供了有力保障。在正常運行時，通過配電網(wǎng)線路故障指示器可以實時監(jiān)測配電網(wǎng)的運行狀況，可為配電網(wǎng)運行方式的優(yōu)化提供支撐。

（3）本實用新型具有接地故障判斷準(zhǔn)確率高的特性，且安裝使用無方向性要求，并具有使用安全性高等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

值得注意的是，本實用新型在實施時不可避免的會涉及到軟件程序等，但在現(xiàn)有技術(shù)的各類軟件程序（數(shù)據(jù)采集分析、對比、整合等）即可滿足本實用新型的使用，本實用新型不對軟件程序做更改亦不做保護，只是為實現(xiàn)發(fā)明目的及功能而設(shè)計的硬件結(jié)構(gòu)進行保護。

下面結(jié)合實施例對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例1：

基于零序電流檢測的配電網(wǎng)定位設(shè)備，能夠監(jiān)測線路運行參數(shù)，檢測各類短路、接地故障，以備為后臺（配電網(wǎng)線路故障處理主站）上送監(jiān)測信息和故障檢測數(shù)據(jù)，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：設(shè)置有配電網(wǎng)線路故障指示器，在配電網(wǎng)線路故障指示器內(nèi)設(shè)置有傳輸控制系統(tǒng)、微功率無線傳輸電路及監(jiān)測裝置，監(jiān)測裝置與微功率無線傳輸電路相連接，微功率無線傳輸電路連接傳輸控制系統(tǒng)。

在設(shè)計使用時，由于配電網(wǎng)線路數(shù)量眾多、分布區(qū)域廣泛、分支線路多、運行情況復(fù)雜，發(fā)生故障時故障區(qū)域準(zhǔn)確定位困難，導(dǎo)致配網(wǎng)故障處理時間較長。而配電網(wǎng)線路故障指示器可以在線路發(fā)生故障時快速準(zhǔn)確識別故障區(qū)域并遠傳故障信息，大大縮短了故障查找時間，為快速排除故障、恢復(fù)正常供電提供了有力保障。在正常運行時，通過配電網(wǎng)線路故障指示器可以實時監(jiān)測配電網(wǎng)的運行狀況，可為配電網(wǎng)運行方式的優(yōu)化提供支撐。

所述微功率無線傳輸單元，接收監(jiān)測裝置上傳的線路故障、采集數(shù)據(jù)。

配電網(wǎng)線路故障指示器由監(jiān)測裝置和傳輸控制系統(tǒng)組成，并且兩者通過微功率無線傳輸電路進行通信，在使用時將配電網(wǎng)線路故障指示器安裝在配電線路上，監(jiān)測線路運行參數(shù)，檢測各類短路、接地故障，以備向配電網(wǎng)線路故障處理主站上送監(jiān)測信息和故障檢測數(shù)據(jù)。

實施例2：

本實施例是在上述實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述監(jiān)測裝置內(nèi)設(shè)置有電子互感器、監(jiān)測單元、處理單元及傳輸單元，電子互感器連接監(jiān)測單元，監(jiān)測單元連接處理單元，處理單元通過傳輸單元與微功率無線傳輸電路相連接。

所述電子互感器，包含電流互感器和電壓互感器的兩種，能將高電壓變成低電壓、大電流變成小電流，用于監(jiān)測單元量測和保護控制；

所述監(jiān)測單元，根據(jù)電子互感器測量數(shù)據(jù)，監(jiān)測線路三相負荷電流、相電場強度、故障電流、零序電流、零序電壓等運行信息和主供電源、后備電源等狀態(tài)信息；

所述處理單元，將監(jiān)測單元測量數(shù)據(jù)，與接地電壓啟動定值、零序電流有功分量閾值等既定參數(shù)進行比較，當(dāng)測量數(shù)據(jù)超過故障閾值時，進行故障錄波，同時啟動數(shù)據(jù)上傳和故障隔離功能；

所述傳輸單元，根據(jù)處理單元發(fā)出的故障信號，將故障錄波數(shù)據(jù)、故障信息等利用微功率無線傳輸電路傳輸至傳輸控制系統(tǒng)內(nèi)。

實施例3：

本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述監(jiān)測裝置內(nèi)還設(shè)置有智能開關(guān)，且智能開關(guān)與處理單元相連接。

所述智能開關(guān)，根據(jù)處理單元發(fā)出的故障隔離信號，斷開10千伏線路故障點。

實施例4：

本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述傳輸控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有指示器時鐘電路、合并電路、處理電路、存儲電路及網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，合并電路分別與微功率無線傳輸電路和處理電路相連接，指示器時鐘電路連接處理電路，處理電路連接存儲電路，存儲電路連接網(wǎng)絡(luò)傳輸單元。

所述合并電路，用于將由微功率無線傳輸電路上傳的3相線路的測量數(shù)據(jù)進行合并處理；

所述處理電路，根據(jù)時鐘同步信息，對A、B、C三相線路測量數(shù)據(jù)進行合并比較，將故障數(shù)據(jù)信息記錄在存儲電路，并啟動網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，以便將數(shù)據(jù)上傳至配網(wǎng)線路故障處理主站；在實際應(yīng)用中，處理電路故障判別功能包括：一是短路和接地故障識別，自適應(yīng)負荷電流大小，故障突變電流的啟動值宜不低于150A，當(dāng)裝置檢測到故障電流且該故障電流很快消失，殘余電流不超過5A零漂值，裝置能就地采集故障信息，以閃光形式就地指示故障，以備能將故障信息上傳至配網(wǎng)線路故障處理主站；二是監(jiān)測線路三相負荷電流、相電場強度、故障電流等運行信息和主供電源、后備電源等狀態(tài)信息，以備能將以上信息上送至配網(wǎng)線路故障處理主站，并可通過配網(wǎng)線路故障處理主站進行故障錄波；三是接地故障判別適應(yīng)中性點不接地、消弧線圈接地、經(jīng)小電阻接地等配電網(wǎng)中性點接地方式，以及不同配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；滿足金屬性接地、弧光接地、電阻接地等不同接地故障檢測要求；四是當(dāng)線路發(fā)生故障后，配網(wǎng)線路故障處理主站能正確識別故障類型，并能根據(jù)故障類型選擇復(fù)位形式；

所述網(wǎng)絡(luò)傳輸單元，用于將合并后A、B、C三相線路故障數(shù)據(jù)上傳至配網(wǎng)線路故障處理主站；支持數(shù)據(jù)定時上送、負荷越限上送、重載上送和主動召測，最小上送時間間隔為15秒；

所述存儲電路，存儲處理電路記錄的故障數(shù)據(jù)，在實際應(yīng)用設(shè)計時，優(yōu)選存儲每個監(jiān)測裝置保存30天的電流、相電場強度定點數(shù)據(jù)、64條故障事件記錄和64次故障錄波數(shù)據(jù)，且斷電可保存，定點數(shù)據(jù)固定為1天96個點；

所述指示器時鐘電路，用于監(jiān)測裝置地理位置GPS定位，三相監(jiān)測單元GPS時鐘同步。

實施例5：

本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述網(wǎng)絡(luò)傳輸單元采用GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸，在設(shè)置時，優(yōu)選的利用GPRS網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，亦可將網(wǎng)絡(luò)傳輸單元設(shè)置為3G網(wǎng)絡(luò)傳輸或4G網(wǎng)絡(luò)傳輸；所述GPRS傳輸單元（網(wǎng)絡(luò)傳輸單元），用于將合并后A、B、C三相線路故障數(shù)據(jù)上傳至配網(wǎng)線路故障處理主站；其支持數(shù)據(jù)定時上送、負荷越限上送、重載上送和主動召測，最小上送時間間隔為15秒。

實施例6：

本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：在所述傳輸控制系統(tǒng)內(nèi)還設(shè)置有為傳輸控制系統(tǒng)進行供電的供電電源，在設(shè)置使用時，供電電源將為傳輸控制系統(tǒng)提供所需的工作電壓。

實施例7：

本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述供電電源采用太陽能電池，優(yōu)選的，供電電源采用太陽能電池（太陽能電池單元），太陽能電池單元能夠?qū)⑻柲苻D(zhuǎn)換為電能并供給傳輸控制系統(tǒng)。

實施例8：

本實施例是在上述任一實施例的基礎(chǔ)上進一步優(yōu)化，進一步的為更好的實現(xiàn)本實用新型，如圖1所示，特別采用下述設(shè)置結(jié)構(gòu)：所述監(jiān)測裝置為3個，且分別與三相電路的相線相連接，在設(shè)計使用時在每一條相線上分別安裝一臺監(jiān)測裝置，即分別為A相監(jiān)測裝置、B相監(jiān)測裝置和C相監(jiān)測裝置。

本實用新型具有接地故障判斷準(zhǔn)確率高的特性，在三相三線電路中，三相電流的相量和等于零，即Ia+Ib+Ic=0。如果在三相三線中接入一個電流互感器，這時感應(yīng)電流為零，當(dāng)電路中發(fā)生觸電或漏電故障時，回路中有漏電電流流過，這時穿過電流互感器的三相電流相量和不等零，其相量和為：Ia+Ib+Ic=I(漏電電流，即零序電流）。在配電線路發(fā)生單相接地故障時，接地點前后的零序電流相位是相反的。當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地故障時，只要分別采集故障點前后的零序電流的相位并加以比較得出相位相反的結(jié)果，即可判斷故障點的線路區(qū)間。不對稱電流源使故障線路上流過具有明顯特征的電流信號，掛在線路上的配電網(wǎng)線路故障指示器檢測到該特殊信號后才會給出故障指示，因此該檢測方式不受系統(tǒng)運行方式、拓撲結(jié)構(gòu)、中性點接地方式的影響 ，準(zhǔn)確性高達90%以上，遠高于首半波法和電容電流脈沖幅值法。

本實用新型安裝使用無方向性要求。零序電流判斷接地故障裝置（配電網(wǎng)線路故障指示器）對安裝使用無方向性，對于環(huán)網(wǎng)供電，當(dāng)線路倒負荷后不影響其對故障的判斷，雷擊對零序電流判斷接地故障裝置影響小。

本實用新型具有安全性高的特點，不對稱電流源產(chǎn)生的信號不影響變電站主變、接地變、消弧線圈及線路的正常運行（相當(dāng)于一個阻性負荷投入和退出），不對稱電流源在系統(tǒng)正常運行時與一次線路完全隔離；同時由于不對稱電流源產(chǎn)生的信號是低頻純阻性的，還可以消除諧振，抑制過電壓，降低過電壓對配電網(wǎng)定位設(shè)備的危害。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。