一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法技术

一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法，属于电力系统中故障指示器系统领域，基于故障指示器系统中的三相采集单元和汇集单元来实现，所述三相采集单元和汇集单元借助无线通讯模块实现数据交互，所述三相采集单元包括A相采集单元、B相采集单元和C相采集单元，通过对设备和检测方法本身进行改进，保证各个单元之间的系统时间和采样时间的同步，将同步的采样数据实时的传输给汇集单元来合成实时的零流和零压进行暂态研判，提高故障识别率。提高故障识别率。

【技术实现步骤摘要】
一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法


[0001]本专利技术属于电力系统中故障指示器系统领域，具体涉及一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法。

技术介绍

[0002]国家电网公司对配电网的投资逐渐加大，目前故障指示器系统，作为一种挂在架空线或电缆上的配电产品，以其实用性强、使用方便、故障识别和判断、故障易识别性，使其在配电领域 得到广泛应用。三相线路上个挂一个采集单元，目前大家依据相电流和相电压的暂态变化作为判据，分析判断暂态故障，这种单相独立判断不准确、不全面。
[0003]现有技术存在的缺陷：雨雪天气等环境影响电压不规则的变化，负荷波动导致电流的变化等因素影响了对接地故障的判断，不能实时的拿到零流和零压数据，就不能准确的判断接地故障。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法，通过对设备和检测方法本身进行改进，保证各个单元之间的系统时间和采样时间的同步，将同步的采样数据实时的传输给汇集单元来合成实时的零流和零压进行暂态研判，提高故障识别率。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法，基于故障指示器系统中的三相采集单元和汇集单元来实现，所述三相采集单元和汇集单元借助无线通讯模块实现数据交互，所述三相采集单元包括A相采集单元、B相采集单元和C相采集单元，所述线路故障检测方法包括以下步骤：步骤一，汇集单元根据卫星授时设备进行精准对时，再以广播发送方式发送对时数据帧，广播发送方式的周期为N，其中N的取值范围为80-110ms；步骤二，三相采集单元中各个采集单元分别根据收到的对时数据帧进行时间校准，用以实现汇集单元和三相采集单元的时间同步；步骤三，各个采集单元待对时稳定后，分别将各自采集的电压和电流数据传输给汇集单元，其传输方法包括：在对时稳定后的整秒，各个采集单元以间隔时间M按照 ABC三相的顺序循环向外发送数据；步骤四，汇集单元根据收到三相采样数据矢量合成零序电流和零序电压，并计算零序电流和零序电压的有效值；当检测到有效值值突变时，根据零序电流和零序电压的暂态特征分析判断是否为接地故障；如果是接地故障，再根据零序电流和零序电压的暂态时刻的变化趋势，判断设备处于故障点上游还是下游。
[0006]进一步地，所述汇集单元及三相采集单元中各个采集单元中都设置有对时无线通讯模块和数据收发无线通信模块。
[0007]进一步地，所述步骤二中三相采集单元的时间校准方法包括以下步骤：A．各个采集单元在首次收到汇集单元发送的对时数据帧后，以公式Thi=T1i+T2+T3的计算结果，来替换自身当前时间Tc；其中，Thi代表计算时间，T1i代表第i次收到的对时数据帧中的时标，T2代表无线空中传输延时，T3代表采集单元解析时间，Tc代表采集单元当前时间；B．各个采集单元之后每次收到对时数据帧，计算自身当前时间Tc和公式Thi=T1i+T2+T3的计算结果之间的时间偏差
△
ti，其公式为
△
ti=Tc-Thi；B1.当各个采集单元的
△
ti绝对值都不大于20us时，判定各个采集单元对时稳定，则进入数据传输、对时微调；其中对时微调的方法包括:B11. 各个采集单元每计算最近K个
△
ti的平均值，并将平均值平摊到每毫秒中进行修正，其中K的取值范围在2至10之间；B2. 当各个采集单元的
△
ti绝对值出现大于20us时，判定各个采集单元对时不稳定，则暂停数据传输、对时微调并返回步骤A。
[0008]进一步地，所述M的取值范围为4-6ms。
[0009]本专利技术的技术特点：三相采集单元和汇集单元之间通过数据的传输，使四台设备的时间趋于同步；三相采集单元分别采集线路ABC三相的电压和电流数据，采集数据传输给汇集单元，汇集单元将三相数据存储，并同步合成零序，来进行暂态故障的分析和判断。
[0010]采用本专利技术产生的有益效果：通过对设备和检测方法本身进行改进，保证各个单元之间的系统时间和采样时间的同步，提高故障识别率；本专利技术采样点数据的选择和发送时隙选择减少了数据传输量，同时也保证了功能需求。
附图说明
[0011]图1是本专利技术的流程图；图2是采集单元数据发送示意图。
具体实施方式
[0012]参看附图1-2，本专利技术的故障指示器系统包括三相采集单元和汇集单元；三相采集单元包括A相采集单元、B相采集单元和C相采集单元；汇集单元、A相采集单元、B相采集单元和C相采集单元中都设置有对时无线通讯模块和数据收发无线通信模块，两个无线模块型号为433M。
[0013]本专利技术使用2个通信模块是为了功能分离，因为采样数据传输数据量大，不能用来兼顾其他功能，并且采用一个通信模块易造成对时不同步现象的发生。一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法，基于故障指示器系统中的三相采集单元和汇集单元来实现，所述三相采集单元和汇集单元借助无线通讯模块实现数据交互，所述三相采集单元包括A相采集单元、B相采集单元和C相采集单元，所述线路故障检测方法包括以下步骤：步骤一，汇集单元根据卫星授时设备进行精准对时，再以广播发送方式发送对时数据帧，广播发送方式的周期为N，其中N的取值范围为80-110ms；
步骤二，三相采集单元中各个采集单元分别根据收到的对时数据帧进行时间校准，用以实现汇集单元和三相采集单元的时间同步；步骤三，各个采集单元待对时稳定后，分别将各自采集的电压和电流数据传输给汇集单元，其传输方法包括：在对时稳定后的整秒，各个采集单元以间隔时间M按照 ABC三相的顺序循环向外发送数据；参看附图2，其具体数据传输方法：电流和电压每周波（20ms）采样128点，自己进行计算和判断，每周波等间隔筛选出32个采样点，上传汇集单元，筛选序号1、5、9
…
125。
[0014]采样点数据的选择和发送时隙选择，因为采集单元每周波采样点的个数有区别，有80、100、128、256等，以128举例，每周波128个采样点没必要全部传给汇集单元，需要四分之一数量就可以。因为设置采样模式是等时间采样，每四个点抽取一个采样点。1、2、3、4中抽1；5、6、7、8中抽5；
……
等等。为了后面零序的合成，每组中取得位置要一致。也可以1、2、3、4中抽2；那么5、6、7、8中抽6。这样减少了数据传输量，同时也保证了功能需求。
[0015]满足对时稳定、ADC采样同步后，进行采样数据组帧传输。
[0016]满足对时稳定、ADC采样同步后，在整秒后的第一个触发的采样点作为需要上传的第一个采样点，组帧：每帧包含48个采样点（电流24个采样点，电场24个采样点，每个采样点用两个字节），时标7个字节，相别区分标识1个字节。一帧共104个字节。无线模块发送速率200Kb/s，5ms内可发送125个字节。
[0017]传输周期：A相采集单元在整秒后计时到5ms向外发送数据，B相采集单元在整秒后计时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多设备间数据同步合成的线路故障检测方法，基于故障指示器系统中的三相采集单元和汇集单元来实现，所述三相采集单元和汇集单元借助无线通讯模块实现数据交互，所述三相采集单元包括A相采集单元、B相采集单元和C相采集单元，其特征在于所述线路故障检测方法包括以下步骤：步骤一，汇集单元根据卫星授时设备进行精准对时，再以广播发送方式发送对时数据帧，广播发送方式的周期为N，其中N的取值范围为80-110ms；步骤二，三相采集单元中各个采集单元分别根据收到的对时数据帧进行时间校准，用以实现汇集单元和三相采集单元的时间同步；步骤三，各个采集单元待对时稳定后，分别将各自采集的电压和电流数据传输给汇集单元，其传输方法包括：在对时稳定后的整秒，各个采集单元以间隔时间M按照 ABC三相的顺序循环向外发送数据；步骤四，汇集单元根据收到三相采样数据矢量合成零序电流和零序电压，并计算零序电流和零序电压的有效值；当检测到有效值值突变时，根据零序电流和零序电压的暂态特征分析判断是否为接地故障；如果是接地故障，再根据零序电流和零序电压的暂态时刻的变化趋势，判断设备处于故障点上游还是下游。2.根据权利要求1所述的多设备间数据同步合成的线路故障检测方法，其特征在于：所述汇集单元及三相采集单元中各个采集单元中都设置有对时无线通讯模块和数据收发无线通信模块。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李英春，吴纳磊，贾海旭，徐少雄，张春豪，孟楠，刘矗，赵浩，翟志国，王志辉，高洁，孙涛，
申请(专利权)人：石家庄科林电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：