本實(shí)用新型屬于單相接地故障定位裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于 GPS同步數(shù)據(jù)采集的單相接地故障定位裝置。

背景技術(shù)：

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，配電網(wǎng)規(guī)模逐漸加大，配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，用戶對供電可靠性的要求越來越高。在我國配電網(wǎng)一般采用小電流接地方式，單相接地故障發(fā)生概率高達(dá)80％，如果不及時(shí)確定故障線路完成對故障線路處理，容易造成事故擴(kuò)大，嚴(yán)重威脅配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。這就要求在故障發(fā)生后應(yīng)準(zhǔn)確地找到故障位置，迅速排除故障，確保配電網(wǎng)安全運(yùn)行，提高供電可靠性，將損失最小化。當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，目前的繼電保護(hù)基于本地和就近量構(gòu)成，反映的只是系統(tǒng)某點(diǎn)或局部區(qū)域有限的運(yùn)行狀態(tài)，不能反映較大區(qū)域配電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。上下級繼電保護(hù)裝置之間缺乏信息交互，難以對單相接地故障進(jìn)行定位。能否實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步的收集區(qū)域多點(diǎn)故障信息，是實(shí)現(xiàn)故障定位的關(guān)鍵。因此，需要一種基于GPS同步數(shù)據(jù)采集的單相接地故障定位裝置，通過中心保護(hù)主機(jī)實(shí)時(shí)同步收集各開關(guān)點(diǎn)的單相接地故障信息，依托實(shí)時(shí)高效的通信平臺實(shí)現(xiàn)信息共享，綜合處理故障，完成饋線單相接地故障定位和快速隔離故障功能，有利于縮小停電范圍，提高繼電保護(hù)性能，為配電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于GPS同步數(shù)據(jù)采集的單相接地故障定位裝置，其結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)了各開關(guān)點(diǎn)統(tǒng)一采樣時(shí)鐘，保證了采樣頻率的一致性，能夠綜合利用各開關(guān)點(diǎn)的信息，達(dá)到信息共享，從而得出故障判斷和保護(hù)動作，不僅能完成上下級的保護(hù)配合，而且能實(shí)現(xiàn)級間保護(hù)的選擇，提高了分閘的可靠性和安全性，使用操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種基于GPS 同步數(shù)據(jù)采集的單相接地故障定位裝置，其特征在于：包括中心保護(hù)主機(jī)、用于控制各開關(guān)點(diǎn)分合閘狀態(tài)的分段開關(guān)機(jī)構(gòu)和多個(gè)用于采集各開關(guān)點(diǎn)故障信息的同步檢測機(jī)構(gòu)；所述同步檢測機(jī)構(gòu)包括第一微控制器、用于接收衛(wèi)星無線電信號的GPS天線和與第一微控制器相接的數(shù)據(jù)存儲器，所述第一微控制器的輸入端接有A/D轉(zhuǎn)換電路和用于接收GPS天線信號的GPS接收器，所述GPS接收器和A/D轉(zhuǎn)換電路之間接有用于實(shí)現(xiàn)采樣同步的鎖相振蕩器，所述A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端接有電壓檢測模塊和電流檢測模塊；所述分段開關(guān)機(jī)構(gòu)包括第二微控制器和與第二微控制器輸入端相接的分段開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測模塊，所述第二微控制器的輸出端接有液晶顯示屏和分段開關(guān)分閘模塊；所述中心保護(hù)主機(jī)與第一微控制器之間接有第一通信模塊，所述中心保護(hù)主機(jī)與第二微控制器之間接有第二通信模塊；所述分段開關(guān)分閘模塊包括多個(gè)安裝在各開關(guān)點(diǎn)上的分段開關(guān)。

上述的一種基于GPS同步數(shù)據(jù)采集的單相接地故障定位裝置，其特征在于：所述電壓檢測模塊包括電壓互感器和與電壓互感器輸出端相接的電壓信號調(diào)理電路，所述電流檢測模塊包括電流互感器和與電流互感器輸出端相接的電流信號調(diào)理電路。

上述的一種基于GPS同步數(shù)據(jù)采集的單相接地故障定位裝置，其特征在于：所述GPS接收器為GPS-LVS系列OEM接收器。

上述的一種基于GPS同步數(shù)據(jù)采集的單相接地故障定位裝置，其特征在于：所述鎖相振蕩器為溫補(bǔ)晶體振蕩器TCOX。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)及使用操作方便。

2、本實(shí)用新型將各開關(guān)點(diǎn)的單相接地故障信息實(shí)時(shí)傳送給中心保護(hù)主機(jī)，中心保護(hù)主機(jī)通過第二通信模塊將分閘指令傳遞給下級，不僅能完成上下級的保護(hù)配合，而且能實(shí)現(xiàn)級間保護(hù)的選擇，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確分閘，提高了分閘的可靠性和安全性。

3、本實(shí)用新型采用GPS天線和GPS接收器，用來消除第一微控制器內(nèi)部的晶振電路帶來的時(shí)鐘信號誤差，實(shí)現(xiàn)各開關(guān)點(diǎn)統(tǒng)一采樣時(shí)鐘，被測信號在同一時(shí)刻開始采樣，采用鎖相振蕩器保證了采樣頻率的一致性，并通過電壓檢測模塊、電流檢測模塊和分段開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測模塊，采集各開關(guān)點(diǎn)單相接地故障信息，實(shí)現(xiàn)了對區(qū)域范圍內(nèi)的單相接地故障信息的實(shí)時(shí)同步采集，可靠性高，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

4、本實(shí)用新型能夠顯示各開關(guān)點(diǎn)的分合閘狀態(tài)，并可實(shí)現(xiàn)故障記錄，方便工作人員查看線路故障，提高了故障切除的正確性和準(zhǔn)確性。

綜上所述，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)了各開關(guān)點(diǎn)統(tǒng)一采樣時(shí)鐘，保證了采樣頻率的一致性，能夠綜合利用各開關(guān)點(diǎn)的信息，達(dá)到信息共享，從而得出故障判斷和保護(hù)動作，不僅能完成上下級的保護(hù)配合，而且能實(shí)現(xiàn)級間保護(hù)的選擇，提高了分閘的可靠性和安全性，使用操作方便，實(shí)用性強(qiáng)，使用效果好，便于推廣使用。

下面通過附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的電路原理框圖。

附圖標(biāo)記說明:

1—中心保護(hù)主機(jī)； 2—同步檢測機(jī)構(gòu)； 3—GPS天線；

4—GPS接收器； 5—鎖相振蕩器； 6—電壓互感器；

7—電壓信號調(diào)理電路； 8—電流互感器； 9—電流信號調(diào)理電路；

10—A/D轉(zhuǎn)換電路； 11—數(shù)據(jù)存儲器； 12—第一微控制器；

13—第一通信模塊； 14—第二通信模塊； 15—第二微控制器；

16—液晶顯示屏； 17—分段開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測模塊；

18—分段開關(guān)分閘模塊。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，本實(shí)用新型包括中心保護(hù)主機(jī)1、用于控制各開關(guān)點(diǎn)分合閘狀態(tài)的分段開關(guān)機(jī)構(gòu)19和多個(gè)用于采集各開關(guān)點(diǎn)故障信息的同步檢測機(jī)構(gòu)2；所述同步檢測機(jī)構(gòu)2包括第一微控制器12、用于接收衛(wèi)星無線電信號的GPS天線3和與第一微控制器12相接的數(shù)據(jù)存儲器11，所述第一微控制器12的輸入端接有A/D轉(zhuǎn)換電路10和用于接收GPS天線3信號的GPS接收器4，所述GPS接收器4和A/D轉(zhuǎn)換電路10之間接有用于實(shí)現(xiàn)采樣同步的鎖相振蕩器5，所述A/D轉(zhuǎn)換電路10的輸入端接有電壓檢測模塊和電流檢測模塊；所述分段開關(guān)機(jī)構(gòu)19包括第二微控制器15和與第二微控制器15輸入端相接的分段開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測模塊17，所述第二微控制器15的輸出端接有液晶顯示屏16和分段開關(guān)分閘模塊18；所述中心保護(hù)主機(jī)1與第一微控制器12 之間接有第一通信模塊13，所述中心保護(hù)主機(jī)1與第二微控制器15之間接有第二通信模塊14；所述分段開關(guān)分閘模塊18包括多個(gè)安裝在各開關(guān)點(diǎn)上的分段開關(guān)。

如圖1所示，本實(shí)施例中，所述電壓檢測模塊包括電壓互感器6和與電壓互感器6輸出端相接的電壓信號調(diào)理電路7，所述電流檢測模塊包括電流互感器8和與電流互感器8輸出端相接的電流信號調(diào)理電路9。

本實(shí)施例中，所述GPS接收器4為GPS25-LVS系列OEM接收器。

本實(shí)施例中，所述鎖相振蕩器5為溫補(bǔ)晶體振蕩器TCOX。

具體實(shí)施時(shí)，GPS天線3用于接收衛(wèi)星的無線電信號，GPS接收器4 接收到來自GPS天線3的無線電信號后，輸出1pps的脈沖信號作為第一微控制器12的外部中斷輸入源，用來消除第一微控制器12內(nèi)部的晶振電路帶來的時(shí)鐘信號誤差，實(shí)現(xiàn)各開關(guān)點(diǎn)統(tǒng)一采樣時(shí)鐘，被測信號在同一時(shí)刻開始采樣。鎖相振蕩器5采用溫補(bǔ)晶體振蕩器TCOX，輸出的振蕩信號經(jīng)過整形和電平變換后得到滿足采樣頻率的同步高精度采樣頻率，保證被測信號按照同一采樣頻率采樣，保證了采樣頻率的一致性。

溫補(bǔ)晶體振蕩器TCOX將同步高精度采樣信號頻率發(fā)送給A/D轉(zhuǎn)換電路10。通過電壓互感器6實(shí)時(shí)采集各開關(guān)點(diǎn)的電壓信號，并將電壓信號送入電壓信號調(diào)理電路7，電壓信號調(diào)理電路7將電壓信號大小轉(zhuǎn)換為A/D 轉(zhuǎn)換電路10可處理的數(shù)值范圍內(nèi)，通過電流互感器8實(shí)時(shí)采集各開關(guān)點(diǎn)的電流信號，并將電流信號送入電流信號調(diào)理電路9，電流信號調(diào)理電路 9將電流信號大小轉(zhuǎn)換為A/D轉(zhuǎn)換電路10可處理的數(shù)值范圍內(nèi)，A/D轉(zhuǎn)換電路10按照同步高精度采樣頻率對電壓信號和電流信號進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后傳送至第一微控制器12，實(shí)現(xiàn)對區(qū)域范圍內(nèi)的單相接地故障信息的實(shí)時(shí)同步采集。

多個(gè)第一微控制器12均通過第一通信模塊13將各開關(guān)點(diǎn)采集到的電壓信號和電流信號傳送給中心保護(hù)主機(jī)1，實(shí)現(xiàn)信息共享，分段開關(guān)狀態(tài)監(jiān)測模塊17用于監(jiān)測各開關(guān)點(diǎn)上分段開關(guān)的分合閘狀態(tài)，然后傳送給第二微控制器15，第二微控制器15通過第二通信模塊14將分合閘狀態(tài)傳送給中心保護(hù)主機(jī)1。中心保護(hù)主機(jī)1判斷單相接地故障，然后做出分閘選擇，通過第二通信模塊14將分閘指令傳遞給分段開關(guān)分閘模塊18，故障開關(guān)點(diǎn)處的分段開關(guān)動作，從而得出故障判斷和保護(hù)動作，不僅能實(shí)現(xiàn)上下級之間的保護(hù)配合，而且能實(shí)現(xiàn)級間保護(hù)的選擇，提高了分閘的可靠性和安全性。

以上所述，僅是本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。