本發(fā)明屬于檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種用于配電線路故障的監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力系統(tǒng)中電源來自發(fā)電廠，并通過高壓或超高壓輸電網(wǎng)絡(luò)傳送到負(fù)荷側(cè)，然后由電壓等級較低的網(wǎng)絡(luò)把電能分配到不同電壓等級的用戶，這種在電力網(wǎng)中主要起分配電能作用的網(wǎng)絡(luò)就稱為配電網(wǎng)絡(luò)，簡稱配電網(wǎng)。

配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)中處于核心地位，近年來，電力公司大力發(fā)展配電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)，致力于建立高效、穩(wěn)定、可靠的配電網(wǎng)。

當(dāng)今，配電網(wǎng)的發(fā)展遇到了線路故障檢測與故障排除的難題，尤其在偏遠(yuǎn)山區(qū)和地形極其復(fù)雜的地區(qū)尤為突出。

故障指示器作為配電網(wǎng)故障定位有效的輔助手段，越來越被電力電網(wǎng)公司認(rèn)可，并在將來會(huì)在配電網(wǎng)線路中大量裝設(shè)。

配電網(wǎng)中多發(fā)生的故障類型主要有短路故障與接地故障；短路故障有三相與兩相短路之分；接地故障類型種類繁多，一般主要是單相接地故障，對其進(jìn)行判斷與定位一直是世界性的難題；三相線路發(fā)生接地故障時(shí)，雖然三相線路中的電流、電壓及其矢量合成依然對稱，不影響整個(gè)配電網(wǎng)的正常工作，但是小電流接地故障會(huì)產(chǎn)生過電壓現(xiàn)象，極易導(dǎo)致嚴(yán)重的電力事故，配電網(wǎng)長期處于小電流接地故障運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，會(huì)存在極大的安全隱患。

短路故障可以通過簡單的故障指示器進(jìn)行翻牌指示定位故障點(diǎn)，而接地故障可以根據(jù)電容電流的幅值進(jìn)行閥值判別，確定故障，但是一直以來，架空線路接地故障的電容大小受到其他因素的影響，一般接地電流較小，難以通過判斷閥值的情況確定定位接地故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種配電網(wǎng)架空線路故障的監(jiān)測系統(tǒng)，其通過故障指示器同步采集各段線路故障電流的故障數(shù)據(jù)，并復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻的三相電流波形，可以通過保護(hù)算法計(jì)算零序電壓與電流，輔助判斷接地故障，大大提高接地故障判斷的準(zhǔn)確性。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：提供一種配電網(wǎng)架空線路故障的監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在配電網(wǎng)架空線路各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)上的故障指示器和設(shè)置在監(jiān)控中心的系統(tǒng)主站，其特征是：

在配電網(wǎng)架空線路沿途若干個(gè)桿塔的A、B、C三相架空線路上，分別對應(yīng)設(shè)置一個(gè)故障指示器，所述的三個(gè)故障指示器分別對A、B、C三相線路進(jìn)行故障監(jiān)測和故障指示；

在故障指示器所在的桿塔上，設(shè)置一個(gè)監(jiān)測通信終端；

所述的三個(gè)故障指示器與同塔桿上的監(jiān)測通信終端對應(yīng)設(shè)置，構(gòu)成一組配電網(wǎng)故障現(xiàn)場監(jiān)測單元；

所述的三個(gè)故障指示器之間，以及故障指示器與同塔桿上的監(jiān)測通信終端之間，設(shè)置有短距無線通訊網(wǎng)絡(luò)；

所述的監(jiān)測通信終端經(jīng)GPRS無線網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)主站進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線網(wǎng)絡(luò)連接；

在每條從變配電所至電力用戶之間的配電網(wǎng)架空線路上，設(shè)置有多組所述的配電網(wǎng)故障現(xiàn)場監(jiān)測單元；

所述的故障指示器同步采集各段線路故障電流的故障數(shù)據(jù)，并復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻的三相電流波形，計(jì)算零序電壓與電流，輔助判斷接地故障，以提高接地故障判斷的準(zhǔn)確性；

在正常運(yùn)行時(shí)，故障指示器檢測對應(yīng)相線路的線路故障，當(dāng)檢測出三相線路中有一相線路發(fā)生故障時(shí)，故障相電流出現(xiàn)明顯變化，故障指示器立即喚醒其中的CPU，記錄當(dāng)前時(shí)刻故障時(shí)標(biāo)及對應(yīng)的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)；此時(shí)，故障相線路的故障指示器觸發(fā)另外兩相線路的故障指示器，記錄故障時(shí)標(biāo)和對應(yīng)相線的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，開始數(shù)據(jù)“錄波”，并將帶有故障時(shí)標(biāo)的三相故障指示器采樣數(shù)據(jù)主動(dòng)上報(bào)監(jiān)測通信終端；通信監(jiān)測終端對線路故障相時(shí)標(biāo)基準(zhǔn)與另外兩相非故障相線路的時(shí)標(biāo)計(jì)算偏差之后，重新召喚時(shí)標(biāo)偏差相所在故障指示器的周波采樣數(shù)據(jù)傳輸至通信監(jiān)測終端；通信檢測終端將采樣的故障數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)傳輸至系統(tǒng)主站，主站系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)融合復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻的三相電流波形，并計(jì)算出零序電壓與零序電流，依據(jù)預(yù)定的判斷條件來區(qū)分故障點(diǎn)線路是接地故障還是短路故障，根據(jù)故障種類的不同，采取對應(yīng)的措施有效隔離線路故障，提高接地故障判斷的準(zhǔn)確性。

具體的,所述的故障指示器實(shí)時(shí)監(jiān)測線路的電流和對地電場，就地檢測短路故障，并在線路電流或電壓異常變化時(shí)觸發(fā)錄波，通過安裝在桿塔上的通信檢測終端，將短路故障遙信信號和錄波波形以遙信信號的形式上傳給系統(tǒng)主站，系統(tǒng)主站軟件根據(jù)遙信信號進(jìn)行短路故障定位，并根據(jù)錄波波形對配電網(wǎng)架空線路進(jìn)行接地故障檢測定位，指導(dǎo)運(yùn)維檢修工作，提高電網(wǎng)的可靠性。

進(jìn)一步的，所述的故障指示器按照下列預(yù)定的判斷條件，來判斷架空線路是否發(fā)生了短路故障：

對于某個(gè)故障指示器而言：

1)故障指示器前面的線路有電；

2)故障指示器所在線路中出現(xiàn)突變電It≥200A，It為突變量電流啟動(dòng)；

3)故障指示器所在相的線路中大電流持續(xù)時(shí)間0.02s≤△T≤3s，△T為電流突變時(shí)間；

4)故障指示器后面的線路停電；

當(dāng)以上四個(gè)條件同時(shí)滿足，所述的故障指示器檢測判斷該故障指示器所在位置后面的線路出現(xiàn)短路故障。

進(jìn)一步的，所述的故障指示器按照下列預(yù)定的判斷條件來判斷架空線路是否發(fā)生了接地故障：

對于某個(gè)故障指示器而言：

1)故障指示器所在相的線路中有突然增大的暫態(tài)電容電流：檢測接地瞬間的暫態(tài)電容電流大于一定數(shù)值；

2)故障指示器所在相的接地線路電壓降低3kV以上；

3)故障指示器所在相的線路未停電。

以上三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，則所述的故障指示器判斷該故障指示器所在位置的線路后面出現(xiàn)接地故障。

與現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1.可以精確的計(jì)算出三相電流的數(shù)據(jù)，并復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻的電流波形；

2.與傳統(tǒng)的故障指示器相比，添加同步錄波功能，及其復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻電流波形，可以更加精確的判斷接地故障；

3.擁有同步授時(shí)的觸發(fā)裝置，更加精確的同步授時(shí)，零序電壓與電流的計(jì)算更加精確。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明同步技術(shù)故障錄波的流程示意圖；

圖3是短路電流故障判據(jù)示意圖；

圖4是接地故障檢測判據(jù)示意圖；

圖5是短路故障示意圖；

圖6是短路故障錄波結(jié)果示意圖；

圖7是線路運(yùn)行方式拓?fù)湟晥D；

圖8是線路運(yùn)行方式意圖。

圖中1為故障指示器，2為監(jiān)測通信終端，3為配電網(wǎng)架空線路，4為GPRS無線網(wǎng)絡(luò)，5為系統(tǒng)主站，6為故障點(diǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

傳統(tǒng)的故障搶修主要通過調(diào)度下發(fā)或用戶報(bào)修得知線路有故障發(fā)生，然后花費(fèi)大量人力、物力對線路進(jìn)行拉網(wǎng)式巡查或逐級排查找到故障點(diǎn)，再將故障處理后恢復(fù)供電，這種盲目式的配網(wǎng)故障處理方式導(dǎo)致故障搶修較為被動(dòng)，需要花費(fèi)大量的時(shí)間確定故障點(diǎn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；尤其是配網(wǎng)系統(tǒng)的單相接地故障，單相接地故障查找難度大，故障監(jiān)測系統(tǒng)準(zhǔn)確率不高，成為影響故障停電的主要因素。

圖1中，本技術(shù)方案提供了一種配電網(wǎng)架空線路故障的監(jiān)測系統(tǒng)，所述的監(jiān)控系統(tǒng)包括安裝在配電網(wǎng)架空線路各個(gè)監(jiān)測點(diǎn)上的故障指示器和設(shè)置在監(jiān)控中心的系統(tǒng)主站，其發(fā)明點(diǎn)在于：

在配電網(wǎng)架空線路沿途若干個(gè)桿塔的A、B、C三相架空線路3上，分別對應(yīng)設(shè)置一個(gè)故障指示器1，所述的三個(gè)故障指示器分別對A、B、C三相線路進(jìn)行故障監(jiān)測和故障指示；

在故障指示器所在的桿塔上，設(shè)置一個(gè)監(jiān)測通信終端2；

所述的三個(gè)故障指示器與同塔桿上的監(jiān)測通信終端對應(yīng)設(shè)置，構(gòu)成一組配電網(wǎng)故障現(xiàn)場監(jiān)測單元；

所述的三個(gè)故障指示器之間，以及故障指示器與同塔桿上的監(jiān)測通信終端之間，設(shè)置有短距無線通訊網(wǎng)絡(luò)；

所述的監(jiān)測通信終端經(jīng)GPRS無線網(wǎng)絡(luò)4與系統(tǒng)主站5進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線網(wǎng)絡(luò)連接；

在每條從變配電所至電力用戶之間的配電網(wǎng)架空線路上，設(shè)置有多組所述的配電網(wǎng)故障現(xiàn)場監(jiān)測單元；

所述的通信監(jiān)測終端與故障指示器利用超聲波或紅外輔助同步授時(shí)裝置進(jìn)行同步授時(shí)；當(dāng)通信監(jiān)測終端發(fā)送授時(shí)命令時(shí)，三相線路上的故障指示器同時(shí)接受到觸發(fā)信號，并開始同步對時(shí)；在運(yùn)行過程中，周期性進(jìn)行同步對時(shí)，以保持故障指示器長期運(yùn)行情況下的三相故障指示器中的時(shí)鐘保持同步精度；

圖2中，在正常運(yùn)行時(shí)，配電網(wǎng)架空線路故障的監(jiān)測系統(tǒng)中的故障指示器的CPU處于休眠狀態(tài)，此狀態(tài)下故障指示器的AD模塊進(jìn)行高速采樣，通過DMA模塊將實(shí)時(shí)的采樣數(shù)據(jù)傳輸至故障指示器的內(nèi)存儲(chǔ)器，內(nèi)存儲(chǔ)器的緩存區(qū)通過循環(huán)輪轉(zhuǎn)的方式一直保存最新的數(shù)據(jù)，CPU通過定時(shí)中斷在T間隔內(nèi)被喚醒，CPU被喚醒后處理被大量存儲(chǔ)的采樣數(shù)據(jù)，得到三相線路運(yùn)行數(shù)據(jù)的遙測值；

在正常運(yùn)行時(shí)，配電網(wǎng)架空線路故障的監(jiān)測系統(tǒng)中的故障指示器檢測對應(yīng)相線路的線路故障，當(dāng)檢測出三相線路中有一相線路發(fā)生故障時(shí)，故障相電流出現(xiàn)明顯變化，故障指示器立即喚醒其中的CPU，記錄當(dāng)前時(shí)刻故障時(shí)標(biāo)及對應(yīng)的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)；此時(shí)，故障相線路的故障指示器觸發(fā)另外兩相線路的故障指示器，記錄故障時(shí)標(biāo)和對應(yīng)相線的實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，開始數(shù)據(jù)“錄波”，并將帶有故障時(shí)標(biāo)的三相故障指示器采樣數(shù)據(jù)主動(dòng)上報(bào)監(jiān)測通信終端；通信監(jiān)測終端對線路故障相時(shí)標(biāo)基準(zhǔn)與另外兩相非故障相線路的時(shí)標(biāo)計(jì)算偏差之后，重新召喚時(shí)標(biāo)偏差相所在故障指示器的周波采樣數(shù)據(jù)傳輸至通信監(jiān)測終端；通信檢測終端將采樣的故障數(shù)據(jù)通過遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)傳輸至系統(tǒng)主站，系統(tǒng)主站通過數(shù)據(jù)融合復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻的三相電流波形，并計(jì)算出零序電壓與零序電流，區(qū)分故障點(diǎn)線路是接地故障還是短路故障，根據(jù)故障種類的不同，采取對應(yīng)的措施有效隔離線路故障，提高接地故障判斷的準(zhǔn)確性。

當(dāng)發(fā)生單相線路故障時(shí)，觸發(fā)故障相線路上的故障指示器進(jìn)行故障錄波，采集故障時(shí)標(biāo)和實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)，同步觸發(fā)其他兩相線路的故障指示器記錄故障時(shí)標(biāo)和實(shí)時(shí)采樣數(shù)據(jù)。錄波數(shù)據(jù)按照規(guī)定的通信格式通過無線傳輸，監(jiān)測通信終端接收數(shù)據(jù)幀后，在此前已采樣帶時(shí)標(biāo)的數(shù)據(jù)中提取故障時(shí)刻非故障電流采樣數(shù)據(jù)，及時(shí)復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻電流波形，更精準(zhǔn)判斷線路故障。在同步觸發(fā)錄波過程中，必須保證故障指示器處于無線接收狀態(tài)。使用規(guī)定的應(yīng)答機(jī)制，確保故障指示器與監(jiān)測通信終端鏈接正常。

本技術(shù)方案在監(jiān)測線路工況時(shí)，采用短距無線和遠(yuǎn)程無線混合組網(wǎng)技術(shù)，運(yùn)用各種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，主?dòng)定期的上報(bào)故障狀態(tài)，通信傳輸雙向確認(rèn)和重傳，已確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的可靠性。故障指示器的故障傳輸時(shí)間可通過人為設(shè)置，更靈活地實(shí)時(shí)掌握線路運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)可有效降低無線通信流量資費(fèi)，確保成本控制。

監(jiān)測通信終端是故障指示器與系統(tǒng)主站交互的橋梁，借助短距離無線和遠(yuǎn)程無線混合組網(wǎng)技術(shù)，使得監(jiān)測通信終端具有通道監(jiān)視、切換及故障報(bào)警能力，支持系統(tǒng)診斷、自愈以及通信中斷恢復(fù)后數(shù)據(jù)續(xù)傳功能。監(jiān)測通信終端具備無線通信能力，可通過遠(yuǎn)程控制來修改設(shè)備參數(shù)、整定值。通過采用太陽能和免維護(hù)蓄電池主備供電的高可靠電源系統(tǒng)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，主站工作人員可對線路工況信息和故障信息實(shí)時(shí)監(jiān)測。

具體的，監(jiān)測通信終端利用短距離無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)接收故障指示器發(fā)送來的線路故障信息、負(fù)荷電流數(shù)據(jù)，支持星形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；借助基于2.5G/3G無線網(wǎng)絡(luò)的電流VPN專網(wǎng)與系統(tǒng)主站建立通信，將線路運(yùn)行數(shù)據(jù)信息上傳至主站，實(shí)現(xiàn)對配電網(wǎng)絡(luò)的故障信息和運(yùn)行工況的監(jiān)測。單元支持IEC101、IEC104等規(guī)約，可擴(kuò)展。通信模塊的工業(yè)設(shè)計(jì)采用國際主流廠商工業(yè)級無線通信芯片，具備通道監(jiān)測、通道切換和故障報(bào)警功能，支持系統(tǒng)診斷和自愈；支持通信中斷恢復(fù)后數(shù)據(jù)續(xù)傳，防止數(shù)據(jù)丟失。

位于監(jiān)控主站中的主站軟件平臺(tái)，依托大數(shù)據(jù)綜合處理系統(tǒng)，將高精度、高采樣率的電流錄波數(shù)據(jù)和負(fù)荷電流檢測數(shù)據(jù)，進(jìn)行軟件處理和分析，得到轉(zhuǎn)供、線路拓?fù)湔{(diào)整的諧波電流監(jiān)測曲線，進(jìn)而分析故障發(fā)生、演變的過程，進(jìn)行故障溯源饋，準(zhǔn)確識(shí)別短路、接地故障，精確定位故障區(qū)段。監(jiān)控主站將處理好的故障信息和定位故障區(qū)段通過GPRS通信方式，上發(fā)給巡線工作人員，指導(dǎo)故障巡線、運(yùn)維檢修工作，以提高供電可靠性。

借助基于大數(shù)據(jù)的配電線路波形綜合監(jiān)測系統(tǒng)和分析技術(shù)，本技術(shù)方案可以對包括線路故障、線損、電能質(zhì)量等線路狀態(tài)進(jìn)行分析，為優(yōu)化配電網(wǎng)結(jié)果提高全面可靠的數(shù)據(jù)支撐。

其采用模擬量及數(shù)字量方式的數(shù)據(jù)采集和整合功能，集成在線監(jiān)控應(yīng)用軟件實(shí)現(xiàn)遙測，遙信，遙控及故障線路保護(hù)功能。

研究發(fā)現(xiàn)，通過DMA采樣會(huì)大大增加系統(tǒng)功耗。

本技術(shù)方案結(jié)合CPU的低功耗特性，通過時(shí)分復(fù)用的方法，在系統(tǒng)采樣和CPU功耗之間取得平衡。

故障指示器檢測線路故障，可杜絕誤動(dòng)、拒動(dòng)。在識(shí)別線路故障工況后，準(zhǔn)確檢測相間短路、單相接地等，通過信號處理和運(yùn)算，自動(dòng)確定故障電流報(bào)警動(dòng)作值；有效防止負(fù)荷波動(dòng)、合閘勵(lì)磁涌流等導(dǎo)致的誤動(dòng)、拒動(dòng)；具有反時(shí)限動(dòng)作特性，最大限度地配合變電站保護(hù)特性，避開瞬時(shí)擾動(dòng)，確保動(dòng)作正確。

當(dāng)出現(xiàn)故障，利用安裝在故障指示器內(nèi)部超高亮的LED，通過其360°全視覺的狀態(tài)指示，通過多種閃爍頻率組合顯示當(dāng)前線路的工況，合理判斷故障情況，并反饋給工作人員做相應(yīng)處理。線路故障消除恢復(fù)供電后，可多種復(fù)位方式對故障自動(dòng)復(fù)歸、置位。

故障指示器通過集成的監(jiān)控軟件對采集來的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙測功能，其功能特性如下：

a)直接采集遙測量：包括Ua、Ub、Uc、Ia、Ib、Ic等模擬量。

b)計(jì)算得到下列遙測量：

(1)三相線電場強(qiáng)度、負(fù)荷電流、突變量電流、溫度、后備電池電壓、取電電壓；零序電流、零序電壓；

(2)頻率；

(3)信號強(qiáng)弱；

(4)可對遙測死區(qū)范圍設(shè)置功能；

(5)具有歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，存儲(chǔ)間隔最小30秒，存儲(chǔ)容量大于30天。

故障指示器在線路自主運(yùn)行工況下，通過遠(yuǎn)程無線維護(hù)運(yùn)行參數(shù)，更新故障判據(jù)或升級軟件程序。這樣方便靈活，可維護(hù)性強(qiáng)。

本技術(shù)方案中的監(jiān)測通信終端主要依靠20W太陽能電池板、超級電容與免維護(hù)鉛酸蓄電池組成高冗余、高可靠性電源系統(tǒng)，其與主站通訊主要依靠電力101、104規(guī)約。支持分布式饋線自動(dòng)化，同時(shí)支持開關(guān)遙信、遙測、遙控信號量和DC24V可控遙信電源/遙控電源，開關(guān)電源操作。監(jiān)測通信終端在工作狀態(tài)下，推薦使用交流電源供電。

監(jiān)測通信終端采用低功耗CPU和工業(yè)級無線電通訊模塊，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)測通信終端與故障指示器、監(jiān)測通信終端與系統(tǒng)主站之間的通訊和信息交換，以及極低功耗實(shí)時(shí)雙向的通信功能。

監(jiān)測通信終端內(nèi)置可選配的GPS授時(shí)模塊，安裝高增益有源天線，授時(shí)精度可達(dá)1us,通過使用短距無線進(jìn)行無線授時(shí)，自動(dòng)校準(zhǔn)裝置時(shí)鐘，可以使線路監(jiān)控器獲得±100us精度的精度絕對時(shí)標(biāo)。當(dāng)接收不到對時(shí)命令時(shí)，具備守時(shí)功能。支持GPS對時(shí)，自適應(yīng)秒脈沖/分脈沖/B格式。

監(jiān)測通信終端能依據(jù)交流采樣的三相電流、電場相互合成電流、電場信號，可實(shí)現(xiàn)接地故障就地精準(zhǔn)檢測、定位故障波形上傳至主站系統(tǒng)，用于線路故障分析、反演及溯源；能進(jìn)行遙信信號的合并等簡單計(jì)算。

監(jiān)測通信終端采樣太陽能電池板作為主電源，同時(shí)采用免維護(hù)長壽命可充電蓄電池作為備用電源。在有太陽能供電的情況下，優(yōu)先使用太陽能電源板供電；在沒有太陽能的情況下，使用備用電源供電，備用電源可以支持監(jiān)測通信終端連續(xù)工作在通信狀態(tài)下15天(持續(xù)天數(shù)與選擇的備用電池容量有關(guān))，不需補(bǔ)充能量。內(nèi)置的高性能處理器根據(jù)對太陽能電源板和膠體蓄電池的實(shí)時(shí)監(jiān)控結(jié)果，在主電源和備用電源之間進(jìn)行切換。

監(jiān)測通信終端的設(shè)備可方便地通過遠(yuǎn)方維護(hù)主站進(jìn)行程序升級，支持多個(gè)監(jiān)測通信終端批量、逐個(gè)的自動(dòng)維護(hù)和升級，操作安全簡便。同時(shí)，支持短信管理功能。每臺(tái)自治型本地自治型饋線自動(dòng)化終端系統(tǒng)模型僅能包含局部模型，即內(nèi)部有且僅能包含接入配電終端對應(yīng)的開關(guān)信息以及相鄰的開關(guān)信息。添加、刪除或添加配電一次網(wǎng)絡(luò)時(shí)，僅需修改對應(yīng)站點(diǎn)的控制器參數(shù)以及電氣相鄰控制器的參數(shù)，其他控制器參數(shù)不應(yīng)有變化。

監(jiān)測通信終端能夠在沒有系統(tǒng)主站參與的條件下自動(dòng)實(shí)現(xiàn)故障定位、故障在線監(jiān)測，針對不同的饋線保護(hù)和一次設(shè)備，具備相應(yīng)的自動(dòng)動(dòng)作機(jī)制。

當(dāng)線路發(fā)生短路，接地、停電和送電等運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)，故障指示器檢測到變化的信號，并判斷線路是否發(fā)生了故障，故障點(diǎn)前到變電站故障回路上的所有指示器都會(huì)動(dòng)作，并現(xiàn)場給出指示。

監(jiān)測通信終端采用短距無線和遠(yuǎn)程無線混合組網(wǎng)技術(shù)，支持復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；主動(dòng)定期的每隔一段時(shí)間上報(bào)線路工況狀態(tài)(上報(bào)時(shí)間可自行設(shè)置)，具有通信傳輸雙向確認(rèn)和重傳功能，確保數(shù)據(jù)傳輸過程中的可靠性。隨時(shí)掌控線路實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，杜絕一天一醒、一睡不醒的現(xiàn)象，同時(shí)可降低GPRS流量資費(fèi)。線路同時(shí)通過多種閃爍頻率組合顯示當(dāng)前的工況，消除回復(fù)供電后可自動(dòng)復(fù)位；故障狀態(tài)可通過手動(dòng)或無線組網(wǎng)自動(dòng)復(fù)位、置位。

故障指示器將監(jiān)測的短路，接地、停電、送電、電流和溫度等信息通過短距離射頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)測通信終端，再經(jīng)由監(jiān)測通信終端通過GSM/GPRS將信息發(fā)送到工作主站，主站通過線路顏色的變化閃爍直觀顯示確定故障所在區(qū)段，同時(shí)彈出對話框提示報(bào)警，并以短信息的形式發(fā)送故障點(diǎn)信息到巡檢員手機(jī)。

圖3中，配電線路發(fā)生相間短路時(shí)，變電站和故障點(diǎn)之間的回路上會(huì)流過很大的電流，繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)保護(hù)，線路跳閘。綜合以上情況，短路故障判據(jù)有以下4個(gè)條件：

對于某個(gè)故障指示器而言：

1)故障指示器前面的線路有電；

2)故障指示器所在線路中出現(xiàn)突變電It≥200A，It為突變量電流啟動(dòng)；

3)故障指示器所在相的線路中大電流持續(xù)時(shí)間0.02s≤△T≤3s，△T為電流突變時(shí)間；

4)故障指示器后面的線路停電；

當(dāng)以上四個(gè)條件同時(shí)滿足，所述的配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)檢測判斷該故障指示器所在位置后面的線路出現(xiàn)短路故障。

這里的故障指示器的“前面”和“后面”的概念，是將變電站至某個(gè)故障指示器之間的線路敘述成是該故障指示器的“前面”，將某個(gè)故障指示器至用電終端之間的線路表述成是該故障指示器的“后面”，是業(yè)內(nèi)的習(xí)慣性說法。

采用速斷過流兩段式電流保護(hù)原理，同時(shí)檢測線路運(yùn)行狀態(tài)，可有效抑制合閘、重合閘涌流以及反饋送電誤動(dòng)作，可在線調(diào)整參數(shù)，檢測更靈敏可靠。如將速斷、過流定值參數(shù)都設(shè)置為700A，速斷、過流延時(shí)參數(shù)不變，就轉(zhuǎn)換為自適應(yīng)負(fù)荷電流的過流突變判據(jù)。

圖4中，線路發(fā)生單相接地時(shí)，根據(jù)不同的接地條件(例如金屬性接地、高阻接地等)，會(huì)出現(xiàn)多種復(fù)雜的暫態(tài)現(xiàn)象，包括出現(xiàn)線路對地的分布電容放電電流，接地線路對地電壓下降。綜合以上情況，接地判據(jù)如下：

對于某個(gè)故障指示器而言：

1)故障指示器所在相的線路中有突然增大的暫態(tài)電容電流：檢測接地瞬間的暫態(tài)電容電流大于一定數(shù)值；

2)故障指示器所在相的接地線路電壓降低3kV以上；

3)故障指示器所在相的線路未停電。

以上三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，則所述的配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)檢測判斷該故障指示器所在位置的線路后面出現(xiàn)接地故障。

線路出現(xiàn)接地故障后就地翻牌發(fā)光顯示，并把故障信息傳送到系統(tǒng)主站。

通過獲得故障時(shí)刻前后整個(gè)配電網(wǎng)線路上各處的零序電流，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化分析，可以檢測定位小電流接地系統(tǒng)單相接地故障。

當(dāng)單相對地電場發(fā)生突然上升或下降并超過一定比例，相電流發(fā)生特殊模式的變化，就會(huì)觸發(fā)錄波。

在本技術(shù)方案中，配電網(wǎng)架空線路智能故障指示器就地檢測短路故障，巡線定位，配網(wǎng)自動(dòng)化主站根據(jù)短路故障遙信定位。短路故障定位如圖5中所示。

短路故障現(xiàn)場錄波結(jié)果如圖6中所示。

在接地故障處理過程，發(fā)生接地故障線路的短路故障錄波結(jié)果如圖7中所示，可見在架空線路發(fā)生接地故障的那一相線路(稱之為故障相)的零序電流存在一個(gè)高頻暫態(tài)過程，故障指示器捕獲這個(gè)高頻暫態(tài)零序電流信號，配合零序電場信號，即可實(shí)現(xiàn)就地檢測小電流接地故障的功能。

在本技術(shù)方案中，不論小電流接地配電網(wǎng)采用的是不接地方式，還是經(jīng)消弧線圈接地方式，都會(huì)在故障發(fā)生瞬時(shí)產(chǎn)生一個(gè)持續(xù)時(shí)間在5～20毫秒的暫態(tài)過程，暫態(tài)過程期間，零序電流i₀上會(huì)產(chǎn)生幅值較大的高頻暫態(tài)信號。

主站按照定位短路故障同樣方法，根據(jù)小電流接地故障遙信信號，即可定位小電流接地故障的發(fā)生地點(diǎn)。

根據(jù)圖8中所示，故障線路和非故障線路的暫態(tài)零序電流波形不相似；

故障線路上故障電流路徑上的暫態(tài)零序電流波形相似；

故障線路上故障電流路徑上和非故障電流路徑上的暫態(tài)零序電流波形不相似。

據(jù)此，本技術(shù)方案即可實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)檢測定位功能。

換句話說，當(dāng)某一條線路發(fā)生短路，接地、停電和送電等運(yùn)行狀態(tài)變化時(shí)，在該線路上的各個(gè)故障指示器檢測到變化的信號，并判斷線路是否發(fā)生了故障，故障點(diǎn)前到變電站故障回路上的沿途線路上的所有指示器都會(huì)動(dòng)作，并現(xiàn)場給出指示。

本技術(shù)方案包括電源信號采集、故障檢測、故障錄波、信息遠(yuǎn)傳、始終同步、超低功耗控制等功能模塊，可實(shí)現(xiàn)故障錄波與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能。其基于裝置的在線故障錄波數(shù)據(jù)，分析故障發(fā)生時(shí)相鄰裝置數(shù)據(jù)波形的不同特征，有效判斷短路和接地故障，并定位故障點(diǎn)。采用單相接地故障定位算法，在故障在線檢測領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，同時(shí)，本技術(shù)方案可以大大提高配電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性和效率,提高供電質(zhì)量、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和充分利用現(xiàn)有設(shè)備的能力，從而對用戶和電力公司均能帶來可觀的效益。

本技術(shù)方案通過故障指示器同步采集各段線路故障電流的故障數(shù)據(jù)，并復(fù)現(xiàn)故障時(shí)刻的三相電流波形，可以通過繼保系統(tǒng)的保護(hù)算法計(jì)算零序電壓與電流，按照預(yù)定的判斷條件判斷線路故障的種類，大大提高了接地故障判斷的準(zhǔn)確性，可為配電自動(dòng)化的大規(guī)模應(yīng)用打下技術(shù)基礎(chǔ)，對現(xiàn)場的配電自動(dòng)化實(shí)用化運(yùn)行水平的提高，有著較大的理論研究價(jià)值和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值。特別適合中小城市配電網(wǎng)自動(dòng)化建設(shè)模式或大型城市配電網(wǎng)自動(dòng)化改造補(bǔ)充項(xiàng)目。