[实用新型]一种行波定位装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及配电网故障定位装置，特别涉及一种行波定位装置。 

背景技术

随着配电网智能化的发展，配电网作为直接与用户紧密相连的电力网络，担负着保障人民工业用电和生活用电的重要任务。配电网出现故障将造成停电事故，影响人民正常生产和生活，其运行的可靠性将直接影响供电系统的可靠性。 

智能配电网主要由智能变电站、电缆线路、架空线路、各种监测设备及分布式电源组成，其深入客户终端，结构非常复杂，分支线路多，易发生单相短路故障，且小电流接地的运行方式广泛应用于配电网。这种接地方式按照常规分类方法又可以分为中性点不接地系统(NUS)、经消弧线圈接地系统(NES)和经电阻接地系统（NRS）。配电网发生单相短路故障时，由于大地与中性点之间没有直接的电气连接或经串接消弧线圈相联系，因此该接地方式导致了短路电流很小，保护装置不需要立刻动作跳闸。配电网可以带故障运行，从而提高了系统运行的可靠性。尤其在瞬时故障条件下，在消弧线圈的作用下，短路点可以自行熄弧，不需要运行人员采取特殊措施，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就产生了，如果发生永久性故障，系统仅仅允许在故障情况下继续运行1～2个小时，否则将会造成故障的进一步发展，造成大面积停电。因此运行人员必须尽快查明故障线路，查找故障点，采取排除故障的措施，恢复系统正常状态。而配电网复杂的结构就为故障定位带来了很大的难度。由此提出了小电流接地系统发生单相接地故障时要解决的故障快速精 确定位问题。 

对于配电网故障的定位，目前多采用人工巡线查找故障点的方式来排除故障，不符合我国发展配电网自动化的要求。因此，采取有效的方法实现配电网故障定位，便于故障点查找和供电恢复，有利于减少停电时间，对于提升供电可靠性具有重要意义。因此，研究一套准确有效的配电网故障定位装置，成为发展智能配电网的迫切需求，该装置将已经成熟运用于输电网技术领域中的行波定位方法应用于配电网技术领域中，综合利用配电网末端时间信息量进行故障定位，解决分布式电源的智能配电网故障精确定位难题。 

发明内容

为解决现有技术中的上述技术问题，本实用新型提供了一种能够有效提取故障行波信号，解决配电网行波信号弱、难以提取等问题的行波定位装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是： 

一种行波定位装置，包括行波波头检测模块、中央处理模块、北斗卫星时钟模块、GPRS通信模块、上位机和显示器； 

所述行波波头检测模块、中央处理模块和GPRS通信模块依次相连接，GPRS通信模块与上位机相连接，上位机和显示器相连接，北斗卫星时钟模块与中央处理模块相连接； 

所述行波波头检测模块将暂态故障行波信息进行模数转换；转换后的行波信息送入中央处理模块，所述中央处理模块用以记录行波到达的时刻和极性，能将秒脉冲分频得到纳秒级的时间信息；经过处理后的行波信息送入GPRS通信模块，GPRS通信模块与上位机通信，将行波信息实时发送给上位机；所述上位机对收到的行波信息进行分析并计算出故障点位置，将故障点位置发送给显示器，实现对配电网定位系统的监测； 

所述北斗卫星时钟模块与中央处理模块进行通讯，为记录行波到达时刻提供时间信息。 

进一步的，行波定位装置中的行波波头检测模块还包括PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块；所述PCB式行波传感器、前端调理模块和行波检测模块依次连接。 

所述PCB式行波传感器对电流行波和电压行波进行提取，提取到的行波信号发送到前端调理模块；所述前端调理模块将PCB式行波传感器输出的信号调整为适合行波检测模块动作的行波波头，然后再将行波波头信号发传递给行波检测模块；所述行波检测模块采用硬件捕捉故障行波波头信号，将故障行波与正常行波分离，最后输出一个方波信号。 

进一步的，行波定位装置中的中央处理模块包括FPGA模块和ARM模块。所述FPGA模块用于记录每路行波波头的幅值分量、极性分量、积分分量，并与ARM模块协调提供纳秒级的时间；所述ARM模块用于提取FPGA记录的行波信息，然后通过GPRS通信模块将行波信息发送给上位机，并与FPGA模块协调提供纳秒级的时间。