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一种户外架空型的小电流接地故障检测系统

2022-12-10 16:19:56

一种户外架空型的小电流接地故障检测系统

  技术领域

  本实用新型涉及一种接地故障检测系统,特别涉及户外架空型的小电流接地故障检测系统。

  背景技术

  随着国民经济和电力工业的发展,我国城乡电网迫切需要实现配电自动化,以提高供电质量和可靠性。配电系统中发生机率最大的故障是单相接地故障。所以实现配电自动化的一个重要的研究课题,便是如何准确地检测并尽快消除单相接地故障。我国6~35kV电网大多数采用中性点不直接接地方式:中性点经消弧线圈接地、经大电阻接地和不接地方式。在发生单相接地时,这种运行方式的接地电流往往比负荷电流小得多,而且故障点处的电弧通常能够自行熄灭,因此这样的系统常称为小电流接地系统。

  我国中低压配电网一般都采用中性点非直接接地方式,即中性点不接地或者经消弧线圈接地方式,单相接地故障时故障定位面临的主要困难是:工频故障电流微弱与电弧不稳定,为此本试验方案通过分析小电流接地系统发生单相接地故障时电气量中暂态的特性,利用现有配电网自动化系统的设备条件,着重解决单相接地故障定位中的故障区段定位和故障点定位两个问题。

  对于6~66kV配电网中,在小电流接地系统广泛采用的今天,目前还存在其特殊的难点:接地电流小。不接地系统接地电流小于10A;谐振接地系统残流小于10A;消弧线圈使故障线路零序电流小于非故障线路,且方向相同;约15%故障电弧不稳定;接地电流严重畸变;常规工频量方法失效;1k欧姆以上高阻故障接地电流只有几安倍;导线坠地故障电流往往不到1A;故障量微弱,检测困难。

  中国专利文献号于CN205384343U于2015年12月15日公开了一种变电所小电流接地故障检测系统,包括变电所及小电流接地故障检测装置;变电所包括多个高压开关柜,高压开关柜包括多个二次回路端子;小电流接地故障检测装置包括多个零序电流接入端子,二次回路端子与所述零序电流接入端子一一对应连接。虽然检测系统中出现故障时通过通信模块与监控主机进行通信,但在系统中在户外架空型中,接地故障频繁发生,无法精确检测接地故障,会产生拒动或误判,存在着安全隐患。

  因此,有必要做进一步改进。

  实用新型内容

  本实用新型的目的旨在提供一种结构简单、安全可靠、造价低廉、提高供电质量、提高故障检测的准确度以及适用各种场合的户外架空型的小电流接地故障检测系统,以克服现有技术中的不足之处。

  按此目的设计的一种户外架空型的小电流接地故障检测系统,包括电杆,其特征在于:所述电杆上设置有箱体,所述箱体内腔设置有相不对称型接地故障检测装置、通讯模块和电流采集模块,相不对称型接地故障检测装置分别与通讯模块、电流采集模块电连接,所述相不对称型接地故障检测装置包括数据采集模块、故障检测模块和输出模块;其中,数据采集模块接收电流采集模块的电流信号,故障检测模块对电流信号进行故障检测,输出模块对故障检测模块发出的故障信息通过通讯模块发送。

  所述户外架空型的小电流接地故障检测系统还包括供电模块、电源模块和告警模块,供电模块和电源模块相互连接,告警模块与相不对称型接地故障检测装置电连接。

  所述电源模块包括太阳能板控制器和蓄电池;所述供电模块包括太阳能板和支架组件,太阳能板控制器与太阳能板连接,蓄电池与相不对称型接地故障检测装置电连接。

  所述通讯模块包括GPRS及信号天线;GPRS与相不对称型接地故障检测装置电连接、且其二的数据信号通过信号天线发送。

  所述告警模块包括告警指示灯、电源指示灯和复归按钮,所述告警指示灯、电源指示灯、复归按钮分别与相不对称型接地故障检测装置连接。

  所述电流采集模块为三相电流传感器,三相电流传感器采集到的电流数据发送到相不对称型接地故障检测装置。

  所述箱体顶部设置有防水帽,所述箱体一侧设置有门体,另一侧设置有固定支架;防水帽和固定支架分别通过紧固件、焊接、卡接、扣接和/或粘贴物与箱体配合固定;所述门体和箱体之间设置有铰链、且二者之间通过铰链配合;所述门体、箱体、防水帽和固定支架至少为不锈钢板且冲压弯折成型。

  所述防水帽和固定支架分别通过焊接与箱体配合固定。s

  所述支架组件包括第一支架和第二支架,第一支架设置于太阳能板背面上,第二支架设置于门体表面上,第一支架和第二支架一端设置螺钉和螺母,二者通过螺钉、螺母紧固连接。

  所述第一支架和第二支架另一端设置有支撑件、且支撑件通过螺栓、螺母与第一支架、第二支架紧固连接。

  本实用新型采用的户外架空型的小电流接地故障检测系统,通过相不对称型接地故障检测装置结合通讯模块和电流采集模块,基于PAM算法对接地故障时的三相电流进行检测,能有效提高故障检测的准确度,并通过通讯模块将故障信息通过无线及短信的方式发送,使故障信息能及时有效地传达到位;供电模块通过太阳能取电的方式为系统功能,免去的复杂的外部电源,对所选线路电杆上的要求较低,能充分应用在各种场合,其具有结构简单、安全可靠、造价低廉、提高供电质量、提高故障检测的准确度,实用性强等特点。

  附图说明

  图1为本实用新型一实施例的装配结构示意图。

  图2为本实用新型一实施例的箱体底部结构示意图。

  图3为图1中A处的放大示意图。

  具体实施方式

  下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

  参见图1-图3,本户外架空型的小电流接地故障检测系统,包括电杆8,电杆8上设置有箱体1,箱体1内腔设置有相不对称型接地故障检测装置7、通讯模块4和电流采集模块6,相不对称型接地故障检测装置7分别与通讯模块4、电流采集模块6电连接,相不对称型接地故障检测装置7包括数据采集模块、故障检测模块和输出模块;其中,数据采集模块接收电流采集模块6的电流信号,故障检测模块对电流信号进行故障检测,输出模块对故障检测模块发出的故障信息通过通讯模块4发送并通过基于PAM算法的相不对称型接地故障检测装置7,实现有效的单相接地故障检测,具备无线功能和短信告警功能,可通过IEC101协议与后台主站进行通讯,并可通过短信发送功能实现接地故障告警;该系统仅需要通过收集并分析线路三相电流即可完成接地故障检测,大大提高了故障检测的正确率。其具有结构简单、安全可靠、造价低廉、提高供电质量、提高故障检测的准确度,实用性强等特点。

  进一步说,参见图3,户外架空型的小电流接地故障检测系统,还包括供电模块2、电源模块3和告警模块5,供电模块2和电源模块3相互连接,告警模块5与相不对称型接地故障检测装置7电连接。

  进一步说,电源模块3包括太阳能板控制器和蓄电池;供电模块2包括太阳能板2.1和支架组件,用于采集太阳能,为系统提供外部电源,太阳能板控制器与太阳能板2.1连接,蓄电池与相不对称型接地故障检测装置7电连接;当供电模块发生故障或因其他原因导致功能故障时用于为系统提供临时电源。

  进一步说,通讯模块4包括GPRS及信号天线;GPRS与相不对称型接地故障检测装置7电连接、且其二的数据信号通过信号天线发送;用于接收故障信息并通过无线或短信的方式将信息发送出去。

  进一步说,告警模块5包括告警指示灯、电源指示灯和复归按钮,所述告警指示灯、电源指示灯、复归按钮分别与相不对称型接地故障检测装置7连接;当相不对称型接地故障检测装置7检测到接地故障时,接收相不对称型接地故障检测装置7发送的信号并闪烁;电源指示灯用于指示系统中的电量,当电量充足时处于长亮状态;复归按钮用于当告警指示灯闪烁时,复归系统的状态并将告警指示灯熄灭。

  进一步说,电流采集模块6为三相电流传感器,三相电流传感器采集A、B、C电流和/或A、C电流与零序电流、且将采集到的电流数据发送到相不对称型接地故障检测装置7。

  进一步说,参见图3,箱体1顶部设置有防水帽1.2,箱体一侧设置有门体1.1,另一侧设置有固定支架1.3;防水帽1.2和固定支架1.3分别通过紧固件、焊接、卡接、扣接和/或粘贴物与箱体1配合固定;门体1.1和箱体1之间设置有铰链、且二者之间通过铰链配合;门体1.1、箱体1、防水帽1.2和固定支架1.3至少为不锈钢板且冲压弯折成型。

  进一步说,防水帽1.2和固定支架1.3分别通过焊接与箱体1配合固定。

  进一步说,参见图3,支架组件包括第一支架2.2和第二支架2.3,第一支架2.2设置于太阳能板背面2.1上,第二支架2.3设置于门体1.1表面上,第一支架2.2和第二支架2.3一端设置螺钉和螺母,二者通过螺钉、螺母紧固连接。

  进一步说,参见图3,第一支架2.2和第二支架2.3另一端设置有支撑件2.4、且支撑件2.4通过螺栓、螺母与第一支架2.2、第二支架2.3紧固连接。

  进一步地,相不对称型接地故障检测装置处理接收到的电流信号,具体包括以下步骤:

  S1、数据采集模块接收电流采集模块,并将接收到的三相电流信号转换成测量信号,将转换完成的测量信号发送至故障检测模块;

  S2、故障检测模块接收到测量信号后,会基于PAM算法对其进行故障检测,并对最终的检测结果确定故障信息,将故障信息反馈至输出模块;

  S3、输出模块获取到故障信息后将故障信息发送至通讯模块,通讯模块将接收到的故障信息通过无线通讯及短信的方式将故障信息发送出去。

  S4、输出模块获取到故障信息后同时发送信号至告警模块,使其动作启动告警功能。

  上述为本实用新型的优选方案,显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本领域的技术人员应该了解本实用新型不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理,在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

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