一种中高压线路故障管理装置制造方法及图纸

一种中高压线路故障管理装置，其特征在于它包括电压采集单元、电流采集单元、前端程控放大单元、前端信号处理单元、AD数据处理单元、主控单元、电源检测与控制单元、故障显示单元、复位功能单元、闪灯测试单元、射频收发模块、无线发射天线单元和通讯单元；其优越性在于：应用范围广、人性化强、电池寿命长、参数易设置、误报率低、可调整型好、抗电磁干扰性能高。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种中高压线路故障管理装置(-)
:本技术属于配电网故障诊断领域，尤其是一种中高压线路故障管理装置。(二)
技术介绍
:配电网遍布城市、乡村及山区，长年经受雷电、风雨冰霜天气以及日益严酷的环境污染等影响，再加上一些不可预测的人为因素，其发生故障的概率很高。有统计数据表明，大多电网中的故障都是发生在配电网。当电网中发生故障后，不可避免的会对一些用户造成停电等影响，这将直接对人们的日常生活和各行业的正常生产产生影响，对一些依赖持续供电的企业来说可能会产生更加严重的后果。这都说明在电网中不可避免地发生故障后，应尽快的找到故障、消除故障并恢复供电。要完成上述工作，首先需要判断出可能发生故障区域，辨别电网中故障的性质，因此，提高配电网自动化程度有着重大的意义。现有的故障指示器一般利用线路相电流的大小进行判断。一方面，线路相电流的大小随负荷变化较大，可以在几十安到上百安之间变化，对于重负荷线路很容易发出错误的指示；另一方面，现有故障指示器主要针对短路故障指示器，对接地故障作用较小，实用性较差。欧洲一些地区的故障定位技术主要是利用馈线自动化装置确定故障区段，然后人工寻找故障点，由于馈线自动化投资大、维护复杂，在我国没有得到广泛利用。为了提高配电系统可靠性，及时全面地掌握配网的运行数据和故障信息，迅速确定隔离线路故障区段，这就要求功能准确可靠的指示故障，必要时还要求能传送故障信号。(三)
技术实现思路
:本技术的目的在于提供一种中高压线路故障管理装置，它可以克服现有技术的不足，是一种结构简单、经济实用、故障信息全面、可靠性高、可扩展性强的指示灯。本技术的技术方案:一种中高压线路故障管理装置，其特征在于它包括电压采集单元、电流采集单元、前端程控放大单元、前端信号处理单元、AD数据处理单元、主控单元、电源检测与控制单元、故障显示单元、复位功能单元、闪灯测试单元、射频收发模块、无线发射天线单元和通讯单元；其中，所述电压采集单元采集配电网中的电压信号，其输出端连接前端程控放大单元的输入端；所述电流采集单元采集配电网中的电流信号，其输出端连接前端信号处理单元的输入端；所述AD数据处理单元的输入端收集前端程控放大单元和前端信号处理单元的信号，其输出端连接主控单元；所述主控单元的输出端分别连接故障显示单元的输入端和闪灯测试单元的输入端，且所述主控单元还分别与电源检测与控制单元、复位功能单元以及射频收发模块呈双向连接；所述无线发射天线单元分别与通讯单元以及射频收发模块呈双向连接。所述主控单元是MCU (Micro Control Unit-微控制单元)主控单元。所述电源检测与控制单元是由柔性太阳膜管理模块和锂电池管理模块构成。所述故障显示单元是由超高亮LED指示灯构成的故障显示单元。本技术的工作原理:(I)电压采集:该单元采用两极板极板形成电容作用，不同的电压会在两极板之间形成不同的磁场，从而在极板上产生不同的感应电动势；感应电动势的大小与两极板间的距离，极板与高压线的角度有关。这些电压信号(感应电动势)经过适当放大，模数转换以及数据处理，得到实时的电压数据。(2)电流采集该单元采用法拉第电磁感应原理收集现场的电流信号，高压线上不同的电流值产生不同的磁通量，不同磁通量在线圈中产生不同的感应电动势，感应电动势通过适当放大，模数转换以及数据处理，得到实时的电流值。该感应电动势与线圈匝数、磁通量变化以及磁场和矢量平面的夹角的正弦值成正比，其中磁通量的变化最直接的反应了电流的变化。我们通过采用特定的线圈，特定的夹角以及非接触的方式(区别于套线的互感器)测量磁通量的变化，即线路的电流情况。利用上面的原理，采用了特定的线圈，利用规定的角度，收集的信号采用电容隔直方式，能够有效的减少对电流测量的干扰。为了保证采集信号的线性度，必须采用特定线圈；同时线圈的工艺要能够做到统一，减小线圈之间的误差。(3)信号放大处理单元采集的信号经过滤波之后，进入放大单元，放大采用2路实现:一路是电流信号放大，经过适当的放大后，将信号传给微控制器进行处理，既要保证信号足够强，抗干扰以及精度，又要保证信号采集不溢出以及电流信号的线性度。另外一路为电压信号放大，采用PIC单片机控制放大倍数，这样能够有效的提高信号的真实性和可靠性。同时采集信号以及信号处理部分的功耗比较大，因此，必要的检测采用了分时的检测，用于降低功耗。由于现场的电磁环境非常恶劣，因此，有效的滤波措施是非常必要的。对于滤波方面，由于我们测量的信号在50HZ左右，因此采用了低通滤波器的设计，能够有效的减少高频干扰信号的干扰。(4) AD数据处理单元经过滤波放大后的信号进入微控制器进行模数转换和数据处理工作。由于该产品的原理和结构采用非接触的采集方式，不是传统的套线的互感器方式，这样就要求微控制器有校准功能；同时为了保证良好的线性度和精度(IA)，微控制器在进行数模转换方面要采用12位AD采集(单片机内部集成AD)。信号处理方面，采用合适的算法，防止误报，减小误差；对信号进行均方根处理，算出的有效值与预设的阈值(Imax，Imin, di/dt)进行比较，产生报警动作。(5)电源检测与控制单元该单元采用柔性太阳膜与电池供电方式。有阳光的情况下采用柔性太阳膜供电，其他情况下采用电池供电。该产品的一个非常重要的单元是供电单元，由于在野外工作，因此电池的寿命是非常重要的，一方面对于该电池要做到实时的监测，一旦电量不足需要马上进行报告，通知相关人员进行必要处理，同时在控制运行中需要合理的管理各个单元的供电情况，最大程度的降低功耗，提高电池使用时间。(6)射频收发模块采用无线模块，对功耗有着特殊的标准要求。通讯的内容符合ModBus TCP/IP协议标准，传输的数据内容包括:电压状态，电流最大值，电流最小值，电流平均值，电流实时值，电池状态等。(7)故障显示单元一旦线路出现了断路、相间短路和接地短路等故障时候，指示器报出故障，同时采用超高亮的LED进行光指示，360°可视，提醒到现场的工作人员进行线路处理。指示器闪烁频率与时间可自由配置。(8)复位单元对产品进行配置后，可采用该单元将配置生效。(9)闪灯测试当产品不处于闪光模式时，在闪烁模式下(检测到故障之后)，磁体出现在产品的上盖上I秒钟:每3秒闪烁一次，持续30秒。本技术的优越性在于:1、产品功能优化，适用于在国内各地不同电网运行模式；2、增加对指示器电池电量的监测管理与报警方式并有效节能，成为更符合人性化的绿色产品；3、太阳膜充电方式，电池使用寿命最低都要达到8年以上；4、所有参数配置开放自由设置，原值变更为缺省值，让地方电网调度可依据安装线路状态配合调整，有效降低误报率；5、指示器采用高亮度LED，特殊处理的光学体，能在强光下远距离发现报警处；6、抗电磁干扰强，误报率不大于1%。(四)【附图说明】:图1为本技术所涉一种中高压线路故障管理装置的结构示意图。(五)【具体实施方式】:实施例:一种中高压线路故障管理装置(见图1)，其特征在于它包括电压采集单元、电流采集单元、前端程控放大单元、前端信号处理单元、AD数据处理单元、主控单元、电源检测与控制单元、故障显示单元、复位功能单元、闪灯测试单元、射频收发模块、无线发射天线单元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中高压线路故障管理装置，其特征在于它包括电压采集单元、电流采集单元、前端程控放大单元、前端信号处理单元、AD数据处理单元、主控单元、电源检测与控制单元、故障显示单元、复位功能单元、闪灯测试单元、射频收发模块、无线发射天线单元和通讯单元；其中，所述电压采集单元采集配电网中的电压信号，其输出端连接前端程控放大单元的输入端；所述电流采集单元采集配电网中的电流信号，其输出端连接前端信号处理单元的输入端；所述AD数据处理单元的输入端收集前端程控放大单元和前端信号处理单元的信号，其输出端连接主控单元；所述主控单元的输出端分别连接故障显示单元的输入端和闪灯测试单元的输入端，且所述主控单元还分别与电源检测与控制单元、复位功能单元以及射频收发模块呈双向连接；所述无线发射天线单元分别与通讯单元以及射频收发模块呈双向连接。

【技术特征摘要】
1.一种中高压线路故障管理装置，其特征在于它包括电压采集单元、电流采集单元、前端程控放大单元、前端信号处理单元、AD数据处理单元、主控单元、电源检测与控制单元、故障显示单元、复位功能单元、闪灯测试单元、射频收发模块、无线发射天线单元和通讯单元；其中，所述电压采集单元采集配电网中的电压信号，其输出端连接前端程控放大单元的输入端；所述电流采集单元采集配电网中的电流信号，其输出端连接前端信号处理单元的输入端；所述AD数据处理单元的输入端收集前端程控放大单元和前端信号处理单元的信号，其输出端连接主控单元；所述主控单元的输出端分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宝军，刘继军，刘志强，
申请(专利权)人：天津航空凯通机电有限公司，
类型：实用新型
国别省市：