本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)自動化，特別是涉及一種配網(wǎng)設(shè)備缺陷的感知裝置。

背景技術(shù)：

1、目前市場上配電網(wǎng)架空線路故障感知終端，多使用簡易故障指示器，僅具有簡單的過流故障指示功能，無通訊、暫態(tài)錄波等輔助分析功能，所以在母線近距離故障時，無法進行測量行波，并且故障發(fā)生時刻電壓相角小于10°和高阻接地時時，行波浪涌測量也無法完成。

2、無論是單端行波定位還是雙端行波定位，都存在一些共同的問題：

3、首先能否可靠的獲取和識別故障行波波頭，故障發(fā)生時，行波的傳播具有多次的反射、折射過程；而且現(xiàn)場存在復雜的干擾信號，可能來自斷路器和隔離開關(guān)的操作，線路的換位點和與其它線路的交叉跨越點等等，雷擊、開關(guān)操作等其它因素也可產(chǎn)生行波過程。因此，必須解決準確可靠地區(qū)分故障行波與干擾信號、可靠啟動的問題。

4、其次，行波在某些特殊情況下測量困難。母線近距故障時，行波測量困難。故障行波信號是暫態(tài)高頻信號，而且主頻與故障距離成反比(f＝(v/2)/lf)，近距離故障(小于1km)時，行波暫態(tài)主頻可達150khz以上，可能超出傳感器的帶寬，出現(xiàn)測量死區(qū)問題，導致測量失敗。故障發(fā)生時刻電壓相角小于10°和高阻接地時，行波浪涌測量困難。

5、由于在電壓過零附近發(fā)生的故障或高阻接地，故障點產(chǎn)生的電壓行波、電流行波突變量小，變化平緩，因此很難檢測到行波波頭，進行行波故障定位。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于，提出一種配網(wǎng)設(shè)備缺陷的感知裝置，解決如何在母線近距離故障或電壓相角小于10°和高阻接地時，觀察故障時刻相關(guān)電路的實時電流波形并準確定位線路故障點位置的技術(shù)問題。

2、一方面，提供一種配網(wǎng)設(shè)備缺陷的感知裝置，包括：

3、供電單元、電流采樣單元、行波檢測單元及處理器單元；

4、所述供電單元，用于從多個供電輸入端進行取電，并將轉(zhuǎn)化后的穩(wěn)定電壓輸出給電流采樣單元、行波檢測單元及處理器單元；其中，所述多個供電輸入端至少包括感應(yīng)取電、太陽能取電及電池取電；

5、所述電流采樣單元，用于實時采集配網(wǎng)設(shè)備對應(yīng)的互感信號，并將該互感信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信號，輸出該電流信號給處理器單元；

6、所述行波檢測單元，用于實時采集配網(wǎng)設(shè)備對應(yīng)的電流信號和電壓信號，并將電流信號和電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓采樣信號；

7、所述處理器單元，用于對采集的電流信號和電壓采樣信號進行顯示和分析，并根據(jù)分析結(jié)果確定異常情況，當采集的信號存在異常時，輸出存在異常的信號的位置信息。

8、優(yōu)選地，所述供電單元包括，設(shè)置于配網(wǎng)架空線的ct取電線圈，所述ct取電線圈用于通過互感信號取得電能；

9、所述ct取電線圈還依次連接鉗位電路、整流電路、濾波電路、電壓保護能量泄放電路及dc/dc變換器，所述鉗位電路至少包括瞬態(tài)抑制二極管tvs管或者氣體放電管(sdt)；所述整流電路為橋式整流電路，向濾波電路輸出直流脈動量；所述濾波電路用于將直流脈動量轉(zhuǎn)換為較為平滑的直流量；所述電壓保護能量泄放電路用于限制流經(jīng)的電壓幅值；所述dc/dc變換器用于輸出對應(yīng)的穩(wěn)定電壓。

10、優(yōu)選地，所述供電單元還包括，充放電管理單元，所述充放電管理單元分別連接所述dc/dc變換器、太陽能電池板及儲能電池；

11、所述充放電管理單元用于檢測多個供電輸入端的電信號，當ct取電線圈書輸出的電流微弱或者無電流時，切換供電輸入端；其中，太陽能電池板的優(yōu)先級大于儲能電池的優(yōu)先級。

12、優(yōu)選地，所述電流采樣單元至少包括，電流互感器，其輸出端分別連接第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子分別連接第一電阻兩端；當電流互感器輸出的電流信號經(jīng)過第一電阻時，在第一電阻兩端產(chǎn)生電壓信號；

13、所述第一電阻兩端還連接瞬態(tài)抑制二極管和抗混疊濾波器，所述瞬態(tài)抑制二極管用于限制輸出的電壓幅值范圍，所述抗混疊濾波器將高于預設(shè)采樣率的干擾信號濾除；

14、所述抗混疊濾波器輸出端還連接一模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于將雙極性信號轉(zhuǎn)換為單極性信號，并將該單極性信號輸出給處理器單元。

15、優(yōu)選地，所述行波檢測單元至少包括，行波電流互感器，其輸出兩端串接一電阻，當電流信號和電壓信號流經(jīng)該電阻兩端時，產(chǎn)生電壓采樣信號。

16、優(yōu)選地，所述行波電流互感器至少包括，正端電壓比較器和負端電壓比較器；

17、當電壓采樣信號輸入正端電壓比較器時，向與其連接的正端脈沖計數(shù)器輸出一具有脈沖寬度的波形信號；當電壓采樣信號輸入負端電壓比較器時，向與其連接的負端脈沖計數(shù)器輸出一具有脈沖寬度的波形信號；其中，所述波形信號包括脈沖寬度值和脈沖到來時刻。

18、優(yōu)選地，所述行波電流互感器還包括，全局時間計數(shù)單元，其分別連接正端脈沖計數(shù)器、負端脈沖計數(shù)器；

19、所述全局時間計數(shù)單元用于接收定位模塊輸出的秒脈沖信號分頻為標準時鐘信號，并將標準時鐘信號分別輸出給正端脈沖計數(shù)器、負端脈沖計數(shù)器。

20、優(yōu)選地，所述處理器單元具體用于，通過預設(shè)的算法處理全局時間計數(shù)單元輸出的脈沖信號，并輸出調(diào)整后的標準時鐘信號。

21、優(yōu)選地，所述處理器單元具體用于，輸出和接收與其他終端之間的通訊信號，并用于實時輸出感知裝置工作狀態(tài)信號及線路故障指示信號。

22、綜上，實施本發(fā)明的實施例，具有如下的有益效果：

23、本發(fā)明提供的配網(wǎng)設(shè)備缺陷的感知裝置，不僅具有低速錄波采樣功能，同時還具備用于捕獲行波波形的高速采樣電路，這樣可以在母線近距離故障或電壓相角小于10°和高阻接地時，第一時間獲得高速采樣數(shù)據(jù)，既方便觀察故障時刻相關(guān)電路的實時電流波形，又能準確快速定位線路故障點位置。

技術(shù)特征：

1.一種配網(wǎng)設(shè)備缺陷的感知裝置，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的感知裝置，其特征在于，所述供電單元包括，設(shè)置于配網(wǎng)架空線的ct取電線圈，所述ct取電線圈用于通過互感信號取得電能；

3.如權(quán)利要求2所述的感知裝置，其特征在于，所述供電單元還包括，充放電管理單元，所述充放電管理單元分別連接所述dc/dc變換器、太陽能電池板及儲能電池；

4.如權(quán)利要求1所述的感知裝置，其特征在于，所述電流采樣單元至少包括，電流互感器，其輸出端分別連接第一端子和第二端子，所述第一端子和所述第二端子分別連接第一電阻兩端；當電流互感器輸出的電流信號經(jīng)過第一電阻時，在第一電阻兩端產(chǎn)生電壓信號；

5.如權(quán)利要求1所述的感知裝置，其特征在于，所述行波檢測單元至少包括，行波電流互感器，其輸出兩端串接一電阻，當電流信號和電壓信號流經(jīng)該電阻兩端時，產(chǎn)生電壓采樣信號。

6.如權(quán)利要求5所述的感知裝置，其特征在于，所述行波電流互感器至少包括，正端電壓比較器和負端電壓比較器；

7.如權(quán)利要求6所述的感知裝置，其特征在于，所述行波電流互感器還包括，全局時間計數(shù)單元，其分別連接正端脈沖計數(shù)器、負端脈沖計數(shù)器；

8.如權(quán)利要求7所述的感知裝置，其特征在于，所述處理器單元具體用于，通過預設(shè)的算法處理全局時間計數(shù)單元輸出的脈沖信號，并輸出調(diào)整后的標準時鐘信號。

9.如權(quán)利要求1所述的感知裝置，其特征在于，所述處理器單元具體用于，輸出和接收與其他終端之間的通訊信號，并用于實時輸出感知裝置工作狀態(tài)信號及線路故障指示信號。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種配網(wǎng)設(shè)備缺陷的感知裝置，包括，供電單元，用于從多個供電輸入端進行取電，并將轉(zhuǎn)化后的穩(wěn)定電壓輸出給電流采樣單元、行波檢測單元及處理器單元；電流采樣單元，用于實時采集配網(wǎng)設(shè)備對應(yīng)的互感信號，并將該互感信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電流信號；行波檢測單元，用于實時采集配網(wǎng)設(shè)備對應(yīng)的電流信號和電壓信號，并將電流信號和電壓信號轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的電壓采樣信號；處理器單元，用于對采集的電流信號和電壓采樣信號進行顯示和分析，并根據(jù)分析結(jié)果確定異常情況，當采集的信號存在異常時，輸出存在異常的信號的位置信息。本發(fā)明第一時間獲得高速采樣數(shù)據(jù)，既方便觀察故障時刻相關(guān)電路的實時電流波形，又能準確快速定位線路故障點位置。

技術(shù)研發(fā)人員：王志堅,洪錳,王瑞,賴武聰,賀克奇,馮宗建,余雯,劉傳永,李夫友,黃宏,伍燕青
受保護的技術(shù)使用者：深圳供電局有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10