架空线路故障指示器的设计

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我国配电网供电距离长,线路的分支多,发生故障的概率较高,造成了故障检测上和巡查时很大的困难。同时,配电网是电力线路的末端,供电质量的好坏直接影响到用户的用电情况。调查研究发现我国95%的用户电力故障是由配电网的故障造成的。目前我国城乡和农村的配电网络自动化水平不高,还是传统的区间排除方式确定发生故障的线路,再通过人工巡线查找故障点的位置,以至于浪费大量的人力和时间巡检故障,严重的影响了电力用户的用电情况。本课题通过对简易自动化系统的故障检测终端—故障线路指示器(FCI)进行了分析与设计,设计了具有短路和接地检测功能的二合一架空型线路故障指示器,适用于我国城乡和农村6~35kV的配电网络。  文章首先对我国现阶段的配网自动化的情况进行调查研究,对故障指示器的情况进行了概述。其次对配电网的两相相间短路故障和单相接地故障进行了理论分析及MATLAB/Simulink仿真,为故障指示器的故障判据和硬件设计部分提供理论依据。然后进行故障判定方法的研究,采用了自适应负荷突变法结合线路停电电压为零的故障判据进行两相相间短路故障的判定,以及运用了接地时的瞬间电容电流暂态突变法的故障判据进行单相接地短路故障的判定。  再而,对架空型线路故障指示器进行了硬件设计和软件设计。系统运用了 CC2530处理器,具有无线 RF功能,能够很方便的实现组网通信。利用运放精密整流电路实现短路故障的判定以及真有效值电路实现接地故障的判定。在故障定位方面,利用Zigbee与北斗/GPS联合定位的方式。同时,也设计了电源电路、故障翻牌及LED显示电路、温度电路等。然后对文章的部分硬件电路以及软件流程进行了实验验证,验证结果表明可以实现故障指示器的数据通信,最后对文章进行了总结和展望。
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