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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 配電系統(tǒng)故障指示器
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 本系統(tǒng)是一個(gè)小型翻牌指示器，內(nèi)置單片機(jī),用來(lái)處理信號(hào)。將該故障指示器卡在配電線路上，然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)，即可正常工作，正常情況下，故障指示器標(biāo)配的電池可供該指示器工作12年以上。此故障指示器適用于中性點(diǎn)不接地的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)配電電網(wǎng)的單相接地故障檢測(cè)，具有成本低，故障檢出率高，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相電壓升高，非故障相電壓降低。在配電控制室，通過(guò)電壓檢測(cè)裝置，可以檢測(cè)到這種相電壓的變化，當(dāng)相電壓變化幅度超過(guò)30%時(shí)，可以初步認(rèn)為發(fā)生了單相接地故障。 為了進(jìn)一步確定單相接地故障的故障點(diǎn)，我們?cè)诠收舷嗪头枪收舷嘀g串聯(lián)一個(gè)二極管，這樣，故障相、非故障相和接地點(diǎn)之間構(gòu)成了一個(gè)回路，由于有二極管的存在，環(huán)路中的電流只能單向流動(dòng)。 我們將故障指示器掛在配電線路上，當(dāng)故障指示器檢測(cè)到這個(gè)單向流動(dòng)的電流時(shí)，故障指示器就翻牌，由于故障點(diǎn)之后的故障指示器不在單向電流所在的回路內(nèi)，因此，故障點(diǎn)之后的故障指示器感應(yīng)到得電流就不包含該單向電流，所以故障點(diǎn)之后的故障指示器不動(dòng)作。 為了確定故障點(diǎn)的位置，巡檢人員需要沿著配電線路，觀察懸掛在配電線路上的故障指示器是否翻牌，在故障點(diǎn)之前的所有的故障指示器應(yīng)該都翻牌，故障點(diǎn)之后的故障指示器都不翻牌。翻牌和不翻牌之間的區(qū)域即為故障點(diǎn)所在區(qū)域。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 單相接地故障是中性點(diǎn)不接地中低壓電網(wǎng)中常見(jiàn)的一種故障，嚴(yán)重時(shí)可能破壞絕緣，引起相間故障。本系統(tǒng)在檢測(cè)到接地故障之后，串聯(lián)一個(gè)二極管接通故障相和非故障相，并通過(guò)大地構(gòu)成一個(gè)回路，從而使故障點(diǎn)之前的信號(hào)出現(xiàn)明顯的不對(duì)稱性，檢測(cè)出這種不對(duì)稱即可定位故障點(diǎn)的位置。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)包括：1）小信號(hào)的檢測(cè)方法，2）存在干擾情況下不對(duì)稱信號(hào)的檢測(cè)方法，3）數(shù)字濾波方法，4）節(jié)能方法。利用本故障指示器定位故障點(diǎn)，可以有效的避免誤檢和漏檢，同時(shí)在使用電池的情況下，本故障指示器的設(shè)計(jì)使用壽命為12年以上，遠(yuǎn)超行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（8年）。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年3月南陽(yáng)理工學(xué)院第八屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 協(xié)商
作品可展示的形式
- 樣品
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)是一個(gè)小型翻牌指示器，內(nèi)置單片機(jī)用來(lái)處理信號(hào)。將本故障指示器卡在配電線路上，然后打開(kāi)開(kāi)關(guān)，就可正常工作，正常情況下，故障指示器標(biāo)配的電池可供該指示器工作12年以上。當(dāng)配電線路發(fā)生單相接地（包含小電流接地和金屬接地）故障時(shí)，故障點(diǎn)之前的所有故障指示器均翻牌，故障點(diǎn)之后的故障指示器均不動(dòng)作，翻牌和不翻牌故障指示器之間的區(qū)域即為故障點(diǎn)所在區(qū)域。 該種類型的故障指示器適用于中性點(diǎn)不接地的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)配電電網(wǎng)的單相接地故障檢測(cè)，具有成本低，故障檢出率高，使用壽命長(zhǎng)，無(wú)需維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。本類型的故障指示器采用特定的手段采集小信號(hào)，能夠準(zhǔn)確的檢測(cè)出淹沒(méi)在工作信號(hào)中的小的接地信號(hào)，同時(shí)也采用了特殊的單片機(jī)喚醒電路，可以數(shù)千倍的節(jié)省電池電量，因此具有較好的市場(chǎng)推廣前景和一定的經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在配電系統(tǒng)中，單相接地故障占所有故障類型數(shù)量的80%左右，國(guó)內(nèi)外對(duì)單相接地故障點(diǎn)的定位技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，但真正能夠應(yīng)用到實(shí)際的不多。信號(hào)注入法是目前檢測(cè)成功率較高的一種，但該方法成本高，實(shí)際檢測(cè)時(shí)存在一定的概率對(duì)電網(wǎng)造成二次故障。 在配電網(wǎng)自動(dòng)化方面，國(guó)內(nèi)外也有很多人研究了故障區(qū)段定位和隔離方法，但是這些方法僅僅適用于單相金屬短路接地故障的情況，對(duì)于通過(guò)樹(shù)干等非金屬物體的單相接地故障沒(méi)有明顯效果。小電流接地系統(tǒng)單相接地故障點(diǎn)的定位看似簡(jiǎn)單，但實(shí)際上，電力信號(hào)受多重信號(hào)的干擾，運(yùn)行環(huán)境非常復(fù)雜，故障特征信號(hào)往往非常微弱，因此，這也是一些國(guó)家不采用小電流接地方式的主要原因之一。 本系統(tǒng)詳細(xì)研究了單相非金屬接地時(shí)的故障特征信號(hào)，采用了一定的技術(shù)手段，克服了16位A/D芯片的量化誤差效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了小信號(hào)的采集和處理。同時(shí)，本系統(tǒng)采用雙核單片機(jī)的設(shè)計(jì)策略，在能耗方面，僅為傳統(tǒng)的單片機(jī)方案的千分之一，大大提高了故障指示器的使用壽命。
