基于多通道的配電線路線上故障錄波裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型提出了一種基于多通道的配電線路線上故障錄波裝置，涉及配網(wǎng)線路在線監(jiān)測及故障識別領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，分布式能源及微電網(wǎng)等技術(shù)的不斷應(yīng)用，使得電力系統(tǒng)配電網(wǎng)變得越來越復(fù)雜，系統(tǒng)容量也越來越大，從而使電力系統(tǒng)故障趨向嚴(yán)重化和復(fù)雜化，為了提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性，對電力系統(tǒng)故障的分析顯得極為重要。
[0003]故障錄波裝置可實(shí)時、完整、準(zhǔn)確地記錄故障全過程的信息，通過分析故障信息，從事故中吸取教訓(xùn)，不僅可以指導(dǎo)專業(yè)人員正確分析事故發(fā)生的原因，較準(zhǔn)確的計算出故障地點(diǎn)，有利于迅速消除故障，而且還可以正確評價繼電保護(hù)和自動化裝置的工作，察覺繼電保護(hù)和自動化裝置的缺陷，便于裝置的改進(jìn)和完善。通過故障錄波裝置，可以提高電力系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性，有利于減少系統(tǒng)故障的發(fā)生，或減少系統(tǒng)故障引起的電網(wǎng)事故，從而減少電力系統(tǒng)故障對國民經(jīng)濟(jì)、居民生活水平的影響。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種在配電網(wǎng)線路發(fā)生故障時能迅速將各相線路上的故障暫態(tài)信息采集下來的故障錄波裝置。
[0005]本實(shí)用新型通過如下技術(shù)方案解決其技術(shù)問題:一種基于多通道的配電線路線上故障錄波裝置，包括與三相配電線路分別對應(yīng)相連、用于采集線路運(yùn)行狀態(tài)信息的三個前置探頭，還包括一個用于發(fā)起信號采集、存儲采集的信號、判斷線路是否故障、提取故障時刻前后段的波形的核心單元；
[0006]每個所述前置探頭分別通過一個無線通信通道與所述核心單元相連，接收所述核心單元發(fā)出的信號采集指令或?qū)⒉杉男盘栞敵龅剿龊诵膯卧龊诵膯卧ㄟ^通訊模塊與外界通信，將所述故障時刻前后段的波形數(shù)據(jù)傳送出去。
[0007]所述運(yùn)行狀態(tài)信息指電流、電場、電壓等信號中的一種或兩種以上的組合。
[0008]所述無線通信通道為無線微功率短距離通信通道。
[0009]所述通訊模塊包括GPRS無線通信模塊和千兆以太網(wǎng)模塊。
[0010]所述核心單元包括核心處理器、電源模塊、所述通訊模塊、存儲器、故障判斷模塊、時鐘電路、觸發(fā)電路、與三個所述前置探頭一一對應(yīng)相連的三個短距離無線通訊模塊，所述核心處理器通過所述觸發(fā)電路與三個所述短距離無線通訊模塊分別相連，所述電源模塊、通訊模塊、存儲器、故障判斷模塊、時鐘電路分別與所述核心處理器相連。
[0011 ] 所述時鐘電路包括GPS接收機(jī)和高穩(wěn)定時鐘，所述GPS接收機(jī)通過所述高穩(wěn)定時鐘與所述核心處理器相連。GPS接收機(jī)授時給高穩(wěn)定時鐘，再由高穩(wěn)定時鐘控制所述核心單元的自走時鐘，有利于使核心單元的時鐘信號更加精確。
[0012]所述電源模塊包括電源管理模塊、蓄電池和太陽能板，所述蓄電池和太陽能板分別通過所述電源管理模塊與所述核心處理器相連。
[0013]所述存儲器包括用于暫時緩存三個所述短距離無線通訊模塊接收的線路運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的大容量SDRAM，還包括用于就地存儲所述故障時刻前后段的波形數(shù)據(jù)的SD卡存儲器。
[0014]所述前置探頭包括由處理器和探頭存儲器構(gòu)成的CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)、探頭電源模塊、信號處理電路、電子互感器、探頭短距離無線通信模塊和時鐘模塊，所述電子互感器通過所述信號處理電路與所述CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)相連，所述電子互感器采集配電線路的電流信號，將線路的大電流信號轉(zhuǎn)換成小電流信號輸出到所述信號處理電路，所述信號處理電路將所述小電流信號進(jìn)行A/D變換，并將變換后的數(shù)字信號發(fā)送給所述CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)，存儲在CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)的存儲器中，所述探頭電源模塊、探頭短距離無線通信模塊和時鐘模塊分別與所述CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)相連，所述探頭短距離無線通信模塊與所述核心單元的短距離無線通訊模塊相連。
[0015]所述探頭電源模塊包括電源控制模塊和分別通過所述電源控制模塊與所述CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)相連的主電源和備用電源。
[0016]所述主電源包括探頭太陽能板和用于從配電線路上取電的電流互感器，所述備用電源包括超級電容和高容量電池。
[0017]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果:本實(shí)用新型將前置探頭安裝在配電線路上，實(shí)時采集配電線路的運(yùn)行狀態(tài)信息并將采集的信息傳送到核心單元，在配電線路正常運(yùn)行時，本實(shí)用新型的錄波裝置只進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、判斷和數(shù)據(jù)的暫時緩存，當(dāng)故障發(fā)生時，由核心單元提取故障發(fā)生時刻前后段的波形數(shù)據(jù)并發(fā)送到后臺主站，本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)配電線路發(fā)生故障或擾動時的故障暫態(tài)信息的自動數(shù)據(jù)采集和記錄，為分析配電線路故障和處理事故后的恢復(fù)工作提供科學(xué)的依據(jù)，還可以減少故障錄波裝置給后臺主站傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的前置探頭的組成結(jié)構(gòu)框圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的核心單元的組成結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]本實(shí)用新型的故障錄波裝置包括與三相配電線路分別對應(yīng)相連、用于采集線路運(yùn)行狀態(tài)信息的三個前置探頭，還包括一個用于發(fā)起信號采集、存儲采集的信號、判斷線路是否故障、提取故障時刻前后段的波形的核心單元。
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型較佳實(shí)施例的前置探頭包括由處理器和探頭存儲器構(gòu)成的CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)、探頭電源模塊、信號處理電路、電子互感器、探頭短距離無線通信模塊和時鐘模塊。探頭電源模塊包括電源控制模塊和分別與電源控制模塊相連的電流互感器、超級電容、高容量電池和太陽能板。電源控制模塊、短距離無線通信模塊和時鐘模塊分別與CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)相連，電子互感器通過信號處理電路與CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)相連。
[0022]電子互感器，用于采集配網(wǎng)線路的電流信號，將線路的大電流信號轉(zhuǎn)換成信號處理電路需要的小電流信號；信號處理電路，用于將電子互感器二次回路送出的小電流信號進(jìn)行A/D變換，并將變換后的數(shù)字信號發(fā)送給CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)緩存在CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)的存儲器中。電源控制模塊，用于對超級電容、高容量電池、電流互感器和太陽能板的輸出功率進(jìn)行管理。太陽能板和電流互感器為前置探頭的主電源，對探頭進(jìn)行供電，超級電容和高容量電池作為探頭的備用電源。在電流互感器所提供的電源能滿足探頭正常工作需要時，前置探頭通過電流互感器與配電線路相連，由電流互感器取電工作，并將多余的電量存儲在超級電容中；在電流互感器所提供的電源不能滿足探頭正常工作時，由太陽能板輸出電能支持探頭工作，超級電容存儲多余電量；若作為主電源的太陽能板和電流互感器均無法提供探頭正常工作時所需的電能，由超級電容和高容量電池為探頭供電。探頭短距離無線通信模塊，采用470MHz頻率與核心單元進(jìn)