[发明专利]基于卫星时间同步的电力线路故障定位系统及方法

权利要求书

1.一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位系统，包括采集指示器、采集控制器、主站，所述的采集指示器包括采集模块、电源模块、主控模块、本地通信模块、指示模块、存储模块，采集控制器包括电源模块、CPU、本地I/O设备、数据存储器、通信接口、本地通信模块、远程通信模块，其特征在于：所述的采集指示器模块还包括一确保在短时内接收不到采集控制器发送的时间同步信号的情况下采集指示器的守时精度能满足数据同步采集的要求的带有温度补偿的时钟芯片；所述的采集控制器还包括一带有温度补偿的时钟芯片，时钟芯片连接卫星时间同步装置，采集控制器以近距离无线通信方式向其所控制的一组或多组采集指示器定时发送时间同步信号和数据采集同步信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位系统，其特征在于：还包括母线电压采集装置，所述的母线电压采集装置包括电压采集模块、电源模块、CPU、本地I/O设备、数据存储器、通信接口、本地通信模块和远程通信模块。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位系统，其特征在于：所述的母线电压采集装置和主站都连接一卫星时间同步装置。

4.根据权利要求1或2所述的一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位系统，其特征在于：所述的母线电压采集装置和主站的时间同步采用专用缆线来实现时间同步信号的传输与时间同步，或者采用基于IEEE1588 PTP精密时间协议的二层以太网来实现时间同步。

5.一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位方法，采用权利要求1所述的系统，其特征在于：包括以下具体步骤：

步骤1：在配电架空线的三相导线上分别设置若干个采集指示器，采集各相导线上的电流数据，将数据打上时间戳，并按时间顺序缓冲存储一段时间的电流数据在数据存储器中；

步骤2：采集指示器中的主控模块对采集到的电流数据进行比较判断，当判定为短路或者过流时，指示模块动作发出故障信号指示，同时将故障信息通过本地通信模块上报到故障控制器；

步骤3：每个采集指示器连接一个采集控制器，采集控制器收集、存储和分析来自采集指示器的数据，本地通信模块实时或定时地以本地无线传输方式将包含有精确时间信息的数据传输到采集控制器。

6.一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位方法，采用权利要求1或2所述的系统，其特征在于：包括以下具体步骤：

步骤1：母线电压采集装置采集一路或者多路电网母线电压和零序电压数据，将数据打上时间戳，同时缓冲存储一段时间的电压数据在数据存储器中，并根据规则将带有时间戳的电压数据实时或者定时传输到主站；

步骤2：主站根据母线采集装置采集的电压数据进行判断，当判定为电网单相接地的故障时，主站将电压数据发送到采集控制器，采集控制器立即从相应的采集指示器下载故障时段的各相电流数据；

步骤3：采集控制器将接收到的同一时间戳的各相电流波形数据或电流向量数据进行数学叠加运算合成，计算出测量点零序电流波形数据和向量数据；

步骤4：采集控制器启动单相接地故障判定程序进行故障分析，根据计算出的零序电流数据进行初步判定并把结果发送到主站；

步骤5：主站根据采集控制器反馈回来的信息，分析判断后直接确认单相接地的故障区间。

7.根据权利要求6所述的基于卫星时间同步的电力线路故障定位方法，其特征在于：步骤2所述的主站传送电压数据至采集控制器的传送方式是采用移动无线广播组播业务。

8.根据权利要求6所述的基于卫星时间同步的电力线路故障定位方法，其特征在于：步骤3中采集控制器根据获得的零序电流稳态信号和零序电压稳态信号的数据与预设的整定限值来判定，当稳态量大于整定限值并满足一定时间要求，则判定故障在测量点线路下侧。

9.根据权利要求6所述的基于卫星时间同步的电力线路故障定位方法，其特征在于：所述的步骤3中采集控制器采集到的零序稳态电流信号不明显，采集控制器可以根据采集指示器和母线电压采集装置所发送的暂态电流、暂态电压数据按首半波法或者小波变换法进行单相接地故障分析。