本发明专利技术公开了风电场集电线路故障预警定位装置，包括若干杆塔单元，若干杆塔单元通过架空导线依次相连，每个杆塔单元上均分别连有信号采集单元，每个信号采集单元通过信号线共同连接至集电线路故障预警及定位终端，本发明专利技术还公开了故障预警定位的方法，具体包括如下步骤：S1：对本发明专利技术的装置上电后进行自检；S2：询问是否进行预设参数设置后进行相关操作；S3：进入延时与采样，对电容式电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器的采集量进行收集；S4：将电压、电流的采集量与预设参数进行对比，实现风电场集电线路故障预警及定位。本发明专利技术风电场集电线路故障预警定位装置，降低了风电场集电线路故障概率，缩短集电线路故障查找时间。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风力发电，具体涉及一种风电场集电线路故障预警定位装置，本专利技术还涉及利用上述预警定位装置进行故障预警定位方法。
技术介绍
1、风力发电领域，集电线路将风力发电机组发出电能输送至升压站，由于风机多安装在山坡、沙漠和海边滩涂等区域，且考虑到工程造价高、工程难度大等问题，为了更好的节约建设成本，风电场的集电线路一般采用架空集电线路。而架空集电线路及杆塔多安装在山顶或山脊，因此容易遭受雷击。雷击往往会导致集电线路跳闸，甚至设备损坏。由于风电场集电线路需要连接多台风机，具有多个终端，因此用于输电线路故障定位的行波法在风电场集电线路故障定位中不适用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供风电场集电线路故障预警定位装置，解决了现有技术中风电场集电线路故障预警定位困难的问题。
2、本专利技术的另一目的在于提供利用上述预警定位装置进行故障预警定位方法。
3、本专利技术所采用的第一种技术方案是：风电场集电线路故障预警定位装置，包括若干个杆塔单元，若干个杆塔单元通过架空导线依次相连，每个杆塔单元上均分别连有信号采集单元，每个信号采集单元通过信号线共同连接至集电线路故障预警及定位终端。
4、本专利技术第一种技术方案的特点还在于：
5、杆塔单元包括杆塔，杆塔的底部接地，每个杆塔的顶端共同连有避雷线，杆塔靠近顶部的一端连有横担，每个横担上均连有绝缘子串，每个绝缘子串的另一端共同悬挂有架空导线，横担和架空导线之间还连接有线路避雷器。
>6、信号采集单元包括若干个第一电流互感器，每个第一电流互感器设于对应的杆塔的接地极处；还包括若干个第二电流互感器，每个括第二电流互感器设于对应的横担和线路避雷器之间；还包括设于第一个的杆塔上的电容式电压互感器，电容式电压互感器的两极分别与横担和架空导线相连；第一电流互感器、第二电流互感器和电容式电压互感器均分别通过信号线连有对应的就地信号采用箱，每个就地信号采用箱通过信号线与集电线路故障预警及定位终端相连。7、第一电流互感器和第二电流互感器为罗氏线圈，第一电流互感器采样得到的电流为[ii1，ii2，ii3，……，iin]，其中1、2、3……n为该集电线路若干个杆塔的编号；第二电流互感器采样得到的电流为，a相：[iaii1，iaii2，iaii3，……，iaiin]，b相：[ibii1，ibii2，ibii3，……，ibiin]，c相：[icii1，icii2，icii3，……，iciin]；电容式电压互感器6采集得到的电压为，ua，ub，uc。
8、本专利技术采用的第二种技术方案是，采用风电场集电线路故障预警定位装置进行风电场集电线路故障预警定位的方法，具体包括如下步骤：
9、s1：对风电场集电线路故障预警定位装置上电后进行自检，若自检过程存在异常，集电线路故障预警及定位终端则进行处理，若自检正常则进入下一步；
10、s2：询问是否进行预设参数设置，是则进入预设参数设置界面并设置，否则跳过预设参数设置进入下一步；
11、s3：进入延时与采样，延时与采样首先按照设定值进行延时，然后对电容式电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器的采集量进行收集；
12、s4：将电压、电流的采集量与预设参数进行对比，分别对应集电线路停止运行、集电线路正常运行、避雷器绝缘异常、集电线路雷击故障、集电线路舞动接地故障。
13、本专利技术第二种技术方案的特点还在于：
14、s1的具体过程为：
15、对风电场集电线路故障预警定位装置上电，开始进行自检；首先采用集电线路故障预警及定位终端对电容式电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器进行一次检测；
16、若无法获得电容式电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器的数据则自检异常；若自检过程存在异常，则对集电线路故障预警及定位终端10发送信息：系统故障，并进行显示，然后风电场集电线路故障预警定位装置进入休眠状态；
17、若自检正常，则进入下一步。
18、s2的具体过程为：
19、首先询问是否进行预设参数设置，是则进入预设参数设置界面并设置；预设参数包括集电线路的额定电压uan、ubn、ucn；线路避雷器运行电压下额定允许泄流电流a相：[i'aii1，i'aii2，i'aii3，……，i'aiin]，b相：[i'bii1，i'bii2，i'bii3，……，i'biin]，c相：[i'cii1，i'cii2，i'cii3，……，i'ciin]和延时t0；
20、否则跳过预设参数设置，进入延时与采样。
21、s3的具体过程为：
22、延时与采样首先按照设定值进行延时，然后对电容式电压互感器、第一电流互感器和第二电流互感器的采集量进行收集；
23、s4的具体过程为：
24、将电压、电流的采集量与预设参数进行对比，分别对应集电线路停止运行、集电线路正常运行、避雷器绝缘异常、集电线路雷击故障、集电线路舞动接地故障，具体如下：
25、集电线路雷击故障：当max[ua，ub，uc]＞max[uan，ubn，ucn]，且max[ii1，ii2，ii3，……，iin]＞0，且max[[iaii1，iaii2，iaii3，……，i aiin]，[ibii1，ibii2，ibii3，……，ibiin]，[icii1，icii2，icii3，……，iciin]]＞max[[i'aii1，i'aii2，i'aii3，……，i'aiin]，[i'bii1，i'bii2，i'bii3，……，i'biin]，[i'cii1，i'cii2，i'cii3，……，i'ciin]]时，可判断集电线路发生了雷击故障，故障位置位于max[ii1，ii2，ii3，……，iin]处，在接入同步时钟的情况下，此时向集电线路故障预警及定位终端发信：集电线路发生雷击故障，同时显示故障时间和故障位置，然后询问是否休眠，确认后进入休眠状态，如果不满足上述条件则进入s2；
26、集电线路舞动接地故障：当min[ua，ub，uc]＜min[uan，ubn，ucn]且max[ii1，ii2，ii3，……，iin]＞0且max[[iaii1，iaii2，iaii3，……，i aiin]，[ibii1，ibii2，ibii3，……，ibiin]，[icii1，icii2，icii3，……，iciin]]＜min[[i'aii1，i'aii2，i'aii3，……，i'aiin]，[i'bii1，i'bii2，i'bii3，……，i'biin]，[i'cii1，i'cii2，i'cii3，……，i'ciin]]时，可判断集电线路发生了舞动接地故障，故障位置位于max[ii1，ii2，ii3，……，iin]处，在接入同步时钟的情况下，此时向集电线路故障预警及定位终端发信：集电线路发生舞动接地故障，同时显示故障时间和故障位置，然后询问是否休眠，确认后进入休眠状态，如果不满足上述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.风电场集电线路故障预警定位装置，其特征在于，包括若干个杆塔单元，若干个杆塔单元通过架空导线(3)依次相连，每个杆塔单元上均分别连有信号采集单元，每个信号采集单元通过信号线共同连接至集电线路故障预警及定位终端(10)。
2.根据权利要求1所述的风电场集电线路故障预警定位装置，其特征在于，所述杆塔单元包括杆塔(1)，所述杆塔(1)的底部接地，每个所述杆塔(1)的顶端共同连有避雷线(2)，所述杆塔(1)靠近顶部的一端连有横担，每个所述横担上均连有绝缘子串(4)，每个所述绝缘子串(4)的另一端共同悬挂有架空导线(3)，所述横担和架空导线(3)之间还连接有线路避雷器(5)。
3.根据权利要求2所述的风电场集电线路故障预警定位装置，其特征在于，所述信号采集单元包括若干个第一电流互感器(8)，每个所述第一电流互感器(8)设于对应的杆塔(1)的接地极处；还包括若干个第二电流互感器(7)，每个所述第二电流互感器(7)设于对应的横担和线路避雷器(5)之间；还包括设于第一个的杆塔(1)上的电容式电压互感器(6)，所述电容式电压互感器(6)的两极分别与横担和架空导线(3)相连；所述第一电流互感器(8)、第二电流互感器(7)和电容式电压互感器(6)均分别通过信号线连有对应的就地信号采用箱(9)，每个所述就地信号采用箱(9)通过信号线与集电线路故障预警及定位终端(10)相连。
4.根据权利要求3所述的风电场集电线路故障预警定位装置，其特征在于，所述第一电流互感器(8)和第二电流互感器(7)为罗氏线圈，所述第一电流互感器(8)采样得到的电流为[II1，II2，II3，……，IIn]，其中1、2、3……n为该集电线路若干个杆塔(1)的编号；所述第二电流互感器(7)采样得到的电流为，A相：[IaII1，IaII2，IaII3，……，IaIIn]，B相：[IbII1，IbII2，IbII3，……，IbIIn]，C相：[IcII1，IcII2，IcII3，……，IcIIn]；所述电容式电压互感器(6)采集得到的电压为，Ua，Ub，Uc。
5.采用如权利要求4所述的风电场集电线路故障预警定位装置进行风电场集电线路故障预警定位的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的风电场集电线路故障预警定位的方法，其特征在于，所述S1的具体过程为：
7.根据权利要求6所述的风电场集电线路故障预警定位的方法，其特征在于，所述S2的具体过程为：
8.根据权利要求7所述的风电场集电线路故障预警定位的方法，其特征在于，所述S3的具体过程为：
9.根据权利要求8所述的风电场集电线路故障预警定位的方法，其特征在于，所述S4的具体过程为：
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【技术特征摘要】
1.风电场集电线路故障预警定位装置，其特征在于，包括若干个杆塔单元，若干个杆塔单元通过架空导线(3)依次相连，每个杆塔单元上均分别连有信号采集单元，每个信号采集单元通过信号线共同连接至集电线路故障预警及定位终端(10)。
2.根据权利要求1所述的风电场集电线路故障预警定位装置，其特征在于，所述杆塔单元包括杆塔(1)，所述杆塔(1)的底部接地，每个所述杆塔(1)的顶端共同连有避雷线(2)，所述杆塔(1)靠近顶部的一端连有横担，每个所述横担上均连有绝缘子串(4)，每个所述绝缘子串(4)的另一端共同悬挂有架空导线(3)，所述横担和架空导线(3)之间还连接有线路避雷器(5)。
3.根据权利要求2所述的风电场集电线路故障预警定位装置，其特征在于，所述信号采集单元包括若干个第一电流互感器(8)，每个所述第一电流互感器(8)设于对应的杆塔(1)的接地极处；还包括若干个第二电流互感器(7)，每个所述第二电流互感器(7)设于对应的横担和线路避雷器(5)之间；还包括设于第一个的杆塔(1)上的电容式电压互感器(6)，所述电容式电压互感器(6)的两极分别与横担和架空导线(3)相连；所述第一电流互感器(8)、第二电流互感器(7)和电容式电压互感器(6)均分别通过信号线连有对应的就地信号采用箱(9)，每个所述就地信号采用箱(9)通过信号线与集电线路故障...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛宗涛，罗凯，温福新，杜辉，聂晨浩，王艺博，王平，张佳伟，赵丰，
申请(专利权)人：中国大唐集团科学技术研究总院有限公司西北电力试验研究院，
类型：发明
国别省市：
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