基本信息
- 项目名称：
- 配电系统故障指示器
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本系统是一个小型翻牌指示器，内置单片机,用来处理信号。将该故障指示器卡在配电线路上，然后打开开关，即可正常工作，正常情况下，故障指示器标配的电池可供该指示器工作12年以上。此故障指示器适用于中性点不接地的国家标准配电电网的单相接地故障检测，具有成本低，故障检出率高，使用寿命长，无需维护等优点。
- 详细介绍：
- 当发生单相接地故障时，故障相电压升高，非故障相电压降低。在配电控制室，通过电压检测装置，可以检测到这种相电压的变化，当相电压变化幅度超过30%时，可以初步认为发生了单相接地故障。 为了进一步确定单相接地故障的故障点，我们在故障相和非故障相之间串联一个二极管，这样，故障相、非故障相和接地点之间构成了一个回路，由于有二极管的存在，环路中的电流只能单向流动。 我们将故障指示器挂在配电线路上，当故障指示器检测到这个单向流动的电流时，故障指示器就翻牌，由于故障点之后的故障指示器不在单向电流所在的回路内，因此，故障点之后的故障指示器感应到得电流就不包含该单向电流，所以故障点之后的故障指示器不动作。 为了确定故障点的位置，巡检人员需要沿着配电线路，观察悬挂在配电线路上的故障指示器是否翻牌，在故障点之前的所有的故障指示器应该都翻牌，故障点之后的故障指示器都不翻牌。翻牌和不翻牌之间的区域即为故障点所在区域。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 单相接地故障是中性点不接地中低压电网中常见的一种故障，严重时可能破坏绝缘，引起相间故障。本系统在检测到接地故障之后，串联一个二极管接通故障相和非故障相，并通过大地构成一个回路，从而使故障点之前的信号出现明显的不对称性，检测出这种不对称即可定位故障点的位置。
科学性、先进性
- 本系统的主要创新点和关键技术包括：1）小信号的检测方法，2）存在干扰情况下不对称信号的检测方法，3）数字滤波方法，4）节能方法。利用本故障指示器定位故障点，可以有效的避免误检和漏检，同时在使用电池的情况下，本故障指示器的设计使用寿命为12年以上，远超行业标准（8年）。
获奖情况及鉴定结果
- 2011年3月南阳理工学院第八届“挑战杯”大学生课外学术科技作品竞赛一等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 协商
作品可展示的形式
- 样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本系统是一个小型翻牌指示器，内置单片机用来处理信号。将本故障指示器卡在配电线路上，然后打开开关，就可正常工作，正常情况下，故障指示器标配的电池可供该指示器工作12年以上。当配电线路发生单相接地（包含小电流接地和金属接地）故障时，故障点之前的所有故障指示器均翻牌，故障点之后的故障指示器均不动作，翻牌和不翻牌故障指示器之间的区域即为故障点所在区域。 该种类型的故障指示器适用于中性点不接地的国家标准配电电网的单相接地故障检测，具有成本低，故障检出率高，使用寿命长，无需维护等优点。本类型的故障指示器采用特定的手段采集小信号，能够准确的检测出淹没在工作信号中的小的接地信号，同时也采用了特殊的单片机唤醒电路，可以数千倍的节省电池电量，因此具有较好的市场推广前景和一定的经济效益。
同类课题研究水平概述
- 据统计，在配电系统中，单相接地故障占所有故障类型数量的80%左右，国内外对单相接地故障点的定位技术进行了大量的研究，但真正能够应用到实际的不多。信号注入法是目前检测成功率较高的一种，但该方法成本高，实际检测时存在一定的概率对电网造成二次故障。 在配电网自动化方面，国内外也有很多人研究了故障区段定位和隔离方法，但是这些方法仅仅适用于单相金属短路接地故障的情况，对于通过树干等非金属物体的单相接地故障没有明显效果。小电流接地系统单相接地故障点的定位看似简单，但实际上，电力信号受多重信号的干扰，运行环境非常复杂，故障特征信号往往非常微弱，因此，这也是一些国家不采用小电流接地方式的主要原因之一。 本系统详细研究了单相非金属接地时的故障特征信号，采用了一定的技术手段，克服了16位A/D芯片的量化误差效应，实现了小信号的采集和处理。同时，本系统采用双核单片机的设计策略，在能耗方面，仅为传统的单片机方案的千分之一，大大提高了故障指示器的使用寿命。
