[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

说明书

技术领域

本发明涉及智能电网配电自动化技术领域，具体是指一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位方法以及实现该方法的系统。

背景技术

目前电力输电线路故障定位测距方法主要有阻抗检测法、电抗检测法和行波测距法，上述几种方法存在的问题是故障定位偏差较大。在我国的配电网系统中，广泛采用的是小电流接地系统，即中性点不接地或经消弧线圈接地的配电系统。配电网网架的特点是覆盖面广、分支多、运行环境复杂、受外部因素影响大。目前小电流接地系统配电网主要采用故障定位方式是采用在配电线路安装电力故障指示器，较为实用的方式是采用带有远程通信装置的电力故障指示器，可以实现配电线路短路、过流故障的远程定位。由于小电流接地系统的中性点不直接接地，当系统发生单相接地时，接地点电流稳态接地电流较小，当消弧线圈投入运行后，由于中性点电感电流的补偿作用，接地点电流进一步降低。根据电力运行规程，小电流接地系统可以在单相接地故障情况下继续运行1～2小时。针对架空线路的单相接地故障，目前电力系统主要采用的是根据安装在配电网的电力故障指示器采集到的线电流变化信号来判定，或者是在变电站安装小电流选线装置来判定。由于处于运行状态下的配电网的导线电流较大，一般在几十安到几百安之间，并且处于随机波动状态，因此，通过监测线路线电流波动情况的方法来判定单相接地基本上是没有效果的。

2012年7月8日公开的发明专利CN201110438732.5《基于时间同步的架空线快速故障定位方法及装置》，提出了采用时间同步技术采集配电架空线的电压和各分支的电流信号，将采集带有时间标签的数据传回主站进行运算，判断出故障点区间，特别是能提高单相接地故障判断的准确性。该项发明存在的问题是：将数量众多的、分布于线路不同点带有时间标签的数据全部传回主站进行故障运算和分析，势必将给通信系统、主站数据存储系统、主站CPU带来巨大的压力和冲击，尽管其技术原理上是可行的，但在现有的数据通信和计算机技术条件下是难以实施的。如果终端与主站之间采用GPRS等公共无线通信网络方式，必将产生巨大的数据流量和高昂的通信费用，使推广应用的经济价值受到很大制约。

2012年7月11日公开的发明专利CN201210008867.2《小电流接地故障区段在线定位方法及其系统》，提出使用GPS对时装置为系统各相量节点提供同步时钟信号，各相量节点将各自检测数据通过GPRS网络传至控制中心，控制中心根据接收到的检测数据进行故障定位。该专利除与发明专利CN201110438732.5有共同的缺点外，还存在没有提出如何解决架空线路零序电流采集的问题，难以在架空线路实现应用。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可以快速准确的判断出电力线路故障区段，并提供故障区段位置信息的，尤其适用于配电架空线路的单相接地类型故障分析定位的电力线路故障定位系统及方法。

本发明的技术方案为：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。

进一步的，一种基于卫星时间同步的电力线路故障定位系统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。

进一步的，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，提供精确的卫星时间。

进一步的，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。

采用以上系统的基于卫星时间同步的电力线路故障定位方法，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；