CN103245882A

CN103245882A - 一体化的电力故障指示与状态监测装置

Info

Publication number: CN103245882A
Application number: CN2013101509599A
Authority: CN
Inventors: 刘畅; 都志军; 刘荣浩; 沈宾; 刘丽瑶; 唐策; 严崇松
Original assignee: State Grid Corp of China SGCC; Tianjin Electric Power Corp
Current assignee: State Grid Corp of China SGCC; Tianjin Electric Power Corp
Priority date: 2013-04-27
Filing date: 2013-04-27
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2033-04-27
Also published as: CN103245882B

Abstract

本发明涉及一种一体化的电力故障指示与状态监测装置，包括铜排、温度传感器、电流互感器、罗氏线圈、带点指示器及DTU、控制面板，其特征在于：所述该铜排为一圆柱形铜排，其外缘包覆有绝缘外皮；该铜排的上端接开关柜的铜排、下端接电缆并分别用大螺丝螺母拧紧，铜排的上、下两端分别安装两个温度传感器，中间部位有一罗氏线圈及一电压传感器，该铜排上还安装有一带电指示器，整个装置外套装有一绝缘外壳。本装置将二次监测设备与一次设备集成一个模块，在安装时只需将结构简单的一次设备进行电气连接，而不需要再现场安装复杂的二次设备，节省大量停电改造时间；同时解决了故障指示器需要更换电池的不便，接通站内直流电源，即可以保证故障指示器长期正常运转。

Description

一体化的电力故障指示与状态监测装置

技术领域

本发明属于电力配电网自动化技术领域，涉及电力设备故障高可靠性识别及电力设备隐患的实时监测，尤其是一种一体化的电力故障指示与状态监测装置。

背景技术

故障指示器作为一种查找电力线路上故障点的重要工具，在电力行业应用十分广泛。故障指示器通过检测配电线路故障电流指示故障所在的出线、分支和区段，给寻找故障提供了极大的方便。虽然发达国家配电自动化水平很高，但是查找配电线路故障的主要方式还是依靠故障指示器。但现有的故障指示器存在如下缺陷：1、故障指示器的工作电源问题，传统的故障指示器的工作电源有两种方式，第一种是使用锂电池提供电源，电池电量通常可以使用3-4年，超过电池使用年限会发生不工作或故障误报等情况，给智能配电网的运行带来影响，且配电设备数量数以万计，十分庞大，更换电池又是一件耗时费力的事。第二种是利用电网一次线路的电流提取工作电源，此种工作电源需要一次线路上的电流不能小于其最小工作电流，但在一些小的线路分支和负载较小的线路上就不能使用。2、故障指示器的误动和拒动问题，对于短路故障目前的指示器准确度不能达到100%，有时会误动作，原因主要有：a设备正常运行时，由于线路上的合环、解还操作以及用电侧大负荷设备的投切，有时会突然产生冲击电流，造成故障指示器误动作；b电动机反馈送电问题，即发生短路时电动机不可能立刻停转，由电动机转为发电机向短路点构成的回路送电，或电容器的充放电而产生的倒送电流，电流瞬间幅值很大，随后衰减为零。由于先前变电站出口断路器跳闸，指示器又感受到电流、电压均降为零，与故障电流类似，造成非故障分支线路或负载侧的故障指示器指示有误。这是目前尚不能解决的问题；c传统的故障指示器只能检测线路故障，不具备状态监测功能。

随着智能电网的发展，配电网的状态监测越来越受到重视，在事故未发生时就发现设备安全隐患成了配电未来发展趋势，但现有的故障指示器只能通过过电流等检测到故障的发生，不能发现设备隐患。、故障指示器、电流互感器、带电显示器、电缆头测温模块等设备的施工、安装繁琐。而且，传统配电自动化改造，为了检测线路上的电流、电压、温度等遥测量，需要在电缆上安装众多互感器、传感器等。此外，在城市建成区对配电网改造，允许的停电时间非常有限，需要快速安装自动化设备，因此在电缆上安装、连接大量互感器、传感器设备，不仅步骤非常繁琐，容易出错，还大量占用现场停电时间。所以现有的配电自动化改造技术有所不足。

发明内容

本发明的目的在于克服原有技术的不足之处，提供一种一体化的电力故障指示与状态监测装置，该装置根据电缆发生故障时电缆上的电流与电压的变化规律，判断故障位置；同时结合状态监测概念，可以检测设备运行时存在的一些安全隐患。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种一体化的电力故障指示与状态监测装置，包括铜排、温度传感器、电流互感器、罗氏线圈、带点指示器及DTU，其特征在于：所述该铜排为一圆柱形铜排，其外缘包覆有绝缘外皮；该铜排的上端接开关柜的铜排、下端接电缆并分别用大螺丝螺母拧紧，铜排的上、下两端分别安装两个温度传感器，中间部位有一罗氏线圈及一电压传感器，该铜排上还安装有一带电指示器，整个装置外套装有一绝缘外壳。

而且，所述铜排所安装的温度传感器和各个线圈，其接线接到内部的端子排上并引出，外面装航空插头。

本发明的优点和积极效果是：

1、本装置将二次监测设备与一次设备集成一个模块，在安装时只需将结构简单的一次设备进行电气连接，而不需要再现场安装复杂的二次设备，节省大量停电改造时间；同时解决了故障指示器需要更换电池的不便，接通站内直流电源，即可以保证故障指示器长期正常运转。

2、本装置的故障判断逻辑有所更改，能够屏蔽掉两种假故障，对配电自动化的正确运行起到了巨大作用。

3、本装置增加了状态监测功能，解决传统故障指示器只能采集电缆短路或接地故障，不能监测电缆接头连接不紧密造成的隐患，也不能监测电缆接头附近是否有局部放电的发生，可使设备在为发生故障时，防患事故于未然。

4、本装置解决了配电自动化站改造时安装设备繁琐的难题，解决测量、监测装置安装的不便，节省停电改造时间，带来巨大的社会、经济效益。

附图说明

图1为本发明的部件连接示意图。

具体实施方式：

为能进一步了解本发明的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。需要说明的是，本实施例是描述性的，不是限定性的，不能由此限定本发明的保护范围。

一种一体化的电力故障指示与状态监测装置，包括铜排10、温度传感器2（8）、电流互感器12、罗氏线圈11、带点指示器9及DTU、显示面板6，该铜排为一圆柱形铜排，其外缘包覆有绝缘外皮；该铜排的上端1接开关柜的铜排，下端7接电缆，并分别用大螺丝螺母（本实施例附图没有示出）拧紧，铜排的上、下两端分别安装两个温度传感器，中间部位有一罗氏线圈及一电压传感器，该铜排上还安装有一带电指示器，整个装置外套装有一绝缘外壳3。

铜排所安装的温度传感器和各个线圈，其接线接到内部的端子排5上并引出，外面装航空插头，便于现场安装时插接。

本装置的的故障判断采取电流加电压复合判断的逻辑方法，步骤是：

1、使用MSP430F149单片机4，工作电压2.7——3.6V。先将带电指示器电压接入单片机第一路A/D输入接口，监测输入值小于母排额定电压的5%（母排失压），作为故障检测开启。

2、将电流互感器的电流值转化为电压值，输入单片机第二路A/D输入接口，当检测开启时，每4ms采集一次，共采集100次。每10次采样作为一组，使用最小二乘法，算出一个斜率值K。

3、将相邻两个K值进行比较，变化率大于X，则视为电流突变，为真故障；变化率小于X，则视为电流渐变，为电动机反送电故障。

4、将单片机一路I/O接口作为输出，接故障指示器显示面板，当检测到真故障时，I/O输出高电平，控制面板报警。

5、将两个温度传感器接入两路A/D接口，由单片机输出数字值，由面板上的数字显示屏显示电缆接头温度。

本装置的工作原理是：

采用外接直流电源供电，在装置上安装电流和带电指示器，加装两个测温模块，测量开关柜母排和电缆接头两个接触点的温度，实时监测接触不良的隐患；在装置上加装罗氏线圈，引出两条接线，传送给DTU，由DTU算法判断是否存在局部放电。

Claims

1.一种一体化的电力故障指示与状态监测装置，包括铜排、温度传感器、电流互感器、罗氏线圈、带点指示器及DTU，其特征在于：所述该铜排为一圆柱形铜排，其外缘包覆有绝缘外皮；该铜排的上端接开关柜的铜排、下端接电缆并分别用大螺丝螺母拧紧，铜排的上、下两端分别安装两个温度传感器，中间部位有一罗氏线圈及一电压传感器，该铜排上还安装有一带电指示器，整个装置外套装有一绝缘外壳。

2.根据权利要求1所述的一体化的电力故障指示与状态监测装置，其特征在于：所述铜排所安装的温度传感器和各个线圈，其接线接到内部的端子排上并引出，外面装航空插头。