一种具备自适应单相接地故障识别的FTU装置的制作方法

一种具备自适应单相接地故障识别的ftu装置
技术领域
1.本实用新型涉及电力系统配电自动化领域，更具体涉及一种具备自适应单相接地故障识别的ftu装置。


背景技术：

2.目前城市配电网一般采用小电流接地系统，单相接地故障发生后，故障特征不明显，难以识别。单相接地故障后，相电压会升高为线电压，如果长时间运行，会导致线路绝缘损坏。同时，单相接地也会引起电压互感器铁心饱和，励磁电流增加，如果长时间运行，将烧毁电压互感器。单相接地故障发生后，可能产生几倍于正常电压的谐振过电压，危及变电设备的绝缘，严重者使变电设备绝缘击穿，造成更大事故。
3.发生单相接地故障后，一方面要进行人工选线，对未发生单相接地故障的配电线路要进行停电，影响供电可靠性。另一方面发生单相接地的配电线路将停运，在查找故障点和消除故障中，将造成长时间、大面积停电，对供电可靠性产生较大影响。发生单相接地故障时，由于配电线路接地直接或间接对大地放电，将造成较大的电能损耗。对于导线落地这一类单相接地故障，如果接地配电线路未停运，对于行人和线路可能会有危险。
4.现有的ftu设备无法实现小电流接地系统的单相接地故障识别，因此必须另外配置专用的单相接地故障识别装置，也不能具备检测自身的数值准确度的功能。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是研究一种具备自适应单相接地故障识别的ftu装置，该ftu装置集成了单相接地故障识别功能和自检测。
6.本实用新型技术方案如下：一种具备自适应单相接地故障识别的ftu装置，其特征在于：其包括中央处理器、遥测模块、遥控模块、遥信模块、通讯模块、单相接地信号采集模块和自检测模块；所述遥测模块、遥控模块、遥信模块、通讯模块、单相接地信号采集模块和自检测模块分别和中央处理器连接。
7.进一步的，所述单相接地信号采集模块包括依次串联的模拟信号采集模块、emc滤波模块、模数转换模块及信号放大模块；单相接地信号采集模块采集接地系统的零序电压模拟信号及零序电流模拟信号，并将采集到的模拟信号转换成数字信号传送给中央处理器，所述中央处理器基于零序电压数字信号及零序电流数字信号识别所述接地系统是否产生单相接地故障。
8.进一步的，所述模拟信号采集模块用于采集接地系统的零序电压模拟信号及零序电流模拟信号，所述emc滤波模块用于滤除所述零序电压模拟信号及零序电流模拟信号中的干扰信号，所述模数转换模块用于实现信号的模数转换，所述信号放大模块用于实现信号的放大。
9.进一步的，所述自检测信号采集模块包括串联的模拟信号采集模块及模数转换模块；自检测模块采集一个已知的零序电压电路装置的模拟信号，并将采集到的模拟信号转
换成数字信号传送给中央处理器，所述中央处理器基于已知数据判断此装置是否正常运行。
10.进一步的，所述的模拟信号采集模块用于采集已知系统的零序电压模拟信号和零序电流模拟信号，所述模数转换模块用于实现信号的模数转换。
11.进一步的，所述中央处理器包括有dsp芯片和powerpc芯片。
12.进一步的，其中中央处理器型号为：scm610；遥测模块型号为：433mhz cc3d revo遥控模块型号为：nhcz nhcz-i定金；遥信模块型号为：lwdz-k通讯模块型号为：dtsu666三相四线/三线；单相接地信号采集模块型号为：ekl4-a；自检测模块型号为：lxk-150 200/5-500/5。
13.本实用新型的优点是：(1)提供的ftu装置具备单相接地故障识别功能和自检测功能，其有效降低了配电网的布线复杂度及成本，提高了配电网的稳定性。(2)具备单相接地故障识别功能和自检测功能，其有效降低了配电网的布线复杂度及成本，增加了配电网的安全性。
附图说明
14.图1为本实用新型提供的ftu装置的结构原理图。
15.图2为图1中的单相接地信号采集模块的结构原理图。
16.图3为图1中的自检测采集模块的结构原理图。
具体实施方式
17.如图1所示，本实用新型公开了一种具备自适应单相接地故障识别的ftu装置，其包括中央处理器1、遥测模块2、遥控模块3、遥信模块4、通讯模块5、接地信号采集模块6以及自检测模块7。遥测模块2、遥控模块3、遥信模块4、通讯模块5、单向接地信号采集模块6、自检测模块7分别与中央处理器模块1连接。
18.遥测模块2、遥控模块3及遥信模块4实现ftu装置的三遥功能，其中：遥测模块2用于采集远程设备的线路运行参数，包括各种电气量和负荷潮流等。遥信模块4用于采集并传送各种保护和开关量信息。遥控模块3用于接受并执行遥控命令，主要是分合闸，对开关控制设备进行远程控制等。所述通讯模块5包括有以太网通信串口，其用于实现与上位机及外部其他远程设备的无线数据交互。
19.所述单向接地信号采集模块6采集接地系统的零序电压模拟信号及零序电流模拟信号，并将采集到的模拟信号转换成数字信号传送给所述中央处理器。所述中央处理器基于零序电压数字信号及零序电流数字信号识别所述接地系统是否产生单相接地故障。
20.所述自检测信号采集模块7采集已知系统的零序电压模拟信号零序电流模拟信号，并将采集到的模拟信号转换成数字信号传送给所述中央处理器。所述中央处理器基于零序电压数字信号及零序电流数字信号识别装置是否正常运行。
21.如图2所示，在一个具体实施例中，所述单向接地信号采集模块6包括依次串联的模拟信号采集模块60、emc滤波模块61、模数转换模块62及信号放大模块63。其中：所述模拟信号采集模块60包括两片ad采样芯片，其用于采集接地系统的母线上的零序电压模拟信号及零序电流模拟信号。所述emc滤波模块61用于滤除所述零序电压模拟信号及零序电流模
拟信号中的干扰信号(如电磁干扰或电火花引入的瞬态干扰信号)。所述模数转换模块62用于实现信号的模数转换，将零序电压模拟信号及零序电流模拟信号转换为cpu能直接识别的数字信号。所述信号放大模块63则用于实现所述数字信号的放大。
22.如图3所示，在一个具体的实施例中，所述自检测信号采集模块7包括以此串联的模拟信号采集模块70、模数转换模块71。其中：所述模拟信号采集模块70包括两片ad采样芯片，其用于采集接地系统的母线上的零序电压模拟信号及零序电流模拟信号。所述模数转换模块71用于实现信号的模数转换，将零序电压模拟信号及零序电流模拟信号转换为cpu能直接识别的数字信号。
23.所述中央处理器模块1则基于接收到的零序电流数字及零序电压数字信号识别出接地系统是否发生单向接地故障。
24.具体的，在一个具体实施例中。所述中央处理器模块1同时对零序电压和零序电流的相位差进行实时计算。通过识别零序电压和零序电流是否发生相位突变来识别接地系统是否发生单相接地故障。因为一旦发生单相接地故障，接地系统母线上的零序电压和零序电流的波形会发生瞬时突变，从而导致零序电压和零序电流的相位也会发生瞬时突变。例如，如果中央处理器模块1计算出零序电压和零序电流相位差达到0
°
～90
°
，则判定接地系统未发生单相接地故障；而当相位差为90
°
～360
°
，则判定接地系统发生了单相接地故障。
25.在一个具体实例中，所述中央处理器通过对已知系统的零序电压和零序电流进行检测，通过识别检测装置是否发生故障。因为一旦装置发生故障，则检测数据就与实际数据不符合，判断传感器发生故障。
26.在一个具体实施例中，所述cpu具备录波功能，其包括有dsp芯片和powerpc芯片，其中：dsp芯片用作采样控制、录波启动条件控制、故障前波形记忆等。dsp芯片可以记录故障发生前的6个周波和故障发生后的去10个周波的波形数据，录波点数为128点/周波。powerpc芯片用作录波数据的存储及格式转化，使得录波数据的格式遵循comtrade1999标准。录波数据存储在cfg和dat文件中，并可通过通讯模块5传送至上位机或远程设备。
27.本实用新型提供的ftu装置具备单相接地故障识别功能，其有效降低了配电网的布线复杂度及成本，提高了配电网稳定性。
28.以上，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。