[实用新型]基于云计算平台的配电网故障行波定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统领域，尤其涉及一种基于云计算平台的配电网故障行波定位装置。

背景技术

在配电网中，广泛采用中性点不接地、经小电阻接地或经消弧线圈接地的运行方式，即为小电流接地系统。此种系统发生单相接地故障时，由于大地与中性点之间没有直接电气连接或串接了电抗器，因此短路电流很小，保护装置不需要立刻动作跳闸，从而提高了系统运行的可靠性。尤其在瞬时故障条件下，短路点可以自行灭弧恢复绝缘，不需要运行人员采取什么措施，这对于减少用户短时停电次数具有积极意义。但是随之而来的问题是：如果故障是永久性的，系统仅仅允许在故障情况下继续运行1～2个小时，此时运行人员必须尽快查明短路线路和短路点，以便采取相应对策解除故障，恢复系统正常运行。随着系统容量的增长，馈线增多，导致系统电容电流增大，如果发生单相接地故障，长时间带故障运行容易诱发持续时间长、影响面广的间歇电弧过电压，进而损坏设备，破坏系统安全运行。这就提出了小电流接地系统的故障定位问题。

当前配电线路故障定位方法是在确定接地线路后，由人工沿线路寻找故障点。随着配电网网架的加强，线路增长，分支线路也增多，线路变得复杂，用传统的巡线方法找出具体故障点的位置非常困难，少则几小时，甚至数十小时，不仅耗费了大量人力物力，而且延长了停电时间，影响供电可靠性。尤其是在气候严寒的冬季或雨雪天气，现有寻找故障点的方法劳动强度非常大，难以适应当前生产的需求。

1、目前主要有两种实用方法实现短路故障定位：

利用线路负荷开关处装设的馈线自动化测控终端(FTU)实现故障分段定位。通过线路FTU检测测量电流互感器(TA)二次电流是否出现间断角判断线路过流故障，并将检测结果送至数据采集与监视控制(SCADA)系统，系统主站根据各FTU上报信息利用相应的故障定位算法确定故障所在区段。对于利用FTU实现线路故障定位，只适合于实现了配网自动化的地区，但实现配网自动化造价太高，限制了此方法的大面积使用。

2、沿线悬挂故障指示器，根据故障点前后指示器检测信息的不同实现故障分段定位，检测短路故障的故障启动条件，即突增电流应大于允许的过负荷电流，而小于线路末端短路的电流，同时还必须具备继电保护装置动作最短或最长时间内电流突降为零。利用故障指示器实现线路短路故障的定位，具有成本低，安装方便的优点，但目前的故障指示器设计具有信息自动上报功能的故障指示器，增加通讯功能后，故障指示器的成本将会大大增加，从而限制其大面积推广应用。

配电网接地故障发生几率最高，且故障定位困难。目前对于小电流接地系统故障定位的研究也大多集中在单相接地故障定位方面，而行波原理的故障定位几乎还是空白。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种基于云平台的配电网故障行波定位装置，该装置可快速、精确地确定配电网故障位置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于云计算平台的配电网故障行波定位装置，该装置包括有：

若干个行波数据采集单元，设置在配电线路上，用于通过行波采集配电网行波故障数据；

云计算平台，设置在网络云端计算集群，与所述行波数据采集单元通过无线通讯网络连接，用于接收所述行波数据采集单元发送的行波故障数据，并根据该行波故障数据计算出故障发生位置。

优选地，所述行波数据采集单元包括有：

信号转换板，与配电线路上的配电变压器相连，用于将配电线路的电压量隔离变换成0～10伏电压信号；

数据采集板，与所述信号转换板相连，用于采集和记录行波数据，并在故障发生时将记录到的行波故障数据发送出去；

CPU管理机，与所述数据采集板连接，用于接收所述数据采集板发送的行波故障数据并将其通过无线通讯网络发送到所述云计算平台。

优选地，所述数据采集板具体包括有：

数模转换电路，与所述信号转换板相连，用于将模拟信号转换成数字信号，并进行高速采集和缓存；

同步对时单元，与所述数模转换电路相连，用于接收来自卫星定位系统的同步对时信号，将其采集和缓存的数据打上绝对时标；

故障判断电路，用于比较电压突变量是否超过设定阈值，超过设定值时表示线路发生故障；

录波装置，用于记录故障发生前设定时间和故障发生后设定时间的行波数据。

优选地，所述云计算平台包括有：

行波波头检测单元，查找并计算位于同一配电线路的各个行波数据采集单元发送的故障数据，确定故障初始行波波头时间；