具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，智能低压台区建设，是智能电网建设的重要部分，配电台区直接面向电力用户，现有低压台区面临着或多或少的各种问题，对其进行智能化改造和建设后可带来的好处如下：低压台区运行状态的实时监测与控制，电源台区拓扑自动识别，停电故障判定和停电故障信息主动上送，及时判断并定位短路故障，缩短恢复供电时间，提高供电可靠性。

基于此，本发明提供了一种低压台区故障精准定位系统，包括低压线路状态监测终端1，智能配电终端2，以及智能交互系统3。

低压线路状态监测终端1位于低压台区的各个分支节点，用于对各个分支节点电参数据的实时测量及冻结计量并实时判定故障工况，同时产生用于识别低压台区分支线路拓扑结构的特征状态序列信号。

低压线路状态监测终端1包括多回路低压监测终端101，单回路低压监测终端102，以及特征信号源103，多回路低压监测终端101设置在低压台区各个的分支箱线路上，单回路低压监测终端102设置在低压台区各个的单户表箱线路上，特征信号源103设置在低压台区各个的单户表箱线路与分支表箱线路连接处。

多回路低压监测终端101面板上装有6个LED指示灯，包括：电源指示灯、运行灯、载波通信灯、RS485通信灯、装置异常灯以及线路1/2/3/4/5故障灯，用于实现各种工况的指示。

在本实施例的其中一个可选的实施方式中，各指示灯的颜色及对应的工况如下：

电源灯——绿色，点亮时代表设备主电源工作正常。

运行灯——绿色，闪烁时代表设备程序运行正常。

载波通信灯——绿色，当载波模块有上下行数据通信时闪烁，无数据通信时熄灭。

RS485通信灯——绿色，当低压线路状态监测终端1采集外部电表有数据交互时闪烁，无数据通信时熄灭。

装置异常灯——红色，当低压线路状态监测终端1自检出本身存在故障和异常时，点亮，此时通常意味着设备需要维修或更换。

线路故障灯——红色，当线路出现失压，失流，断相，电压逆向序，电流逆向序，短路故障时，相应的指示灯点亮。当工况或者故障复归后，对应的线路故障指示灯熄灭。

单回路低压监测终端102面板上同样有6个指示灯，包括：运行/告警、有功、上行通信、RS-485I和RS-485II通信指示灯、故障指示灯。

具体地，运行/告警指示灯—运行状态指示灯，红绿双色，指示灯常亮绿色，表示运行正常；当使用U盘进行程序升级时，指示灯红绿交替闪烁表示正在升级中，指示灯闪红灯表示升级失败。

有功灯—有功脉冲输出指示灯，红色，校验表时，此灯正常闪烁。

上行通信灯—上行通信状态指示灯，红绿双色，红灯闪烁表示低压线路监测终端上行通道接收数据，绿灯闪烁表示低压线路监测终端上行通道发送数据。

RS-485I通信灯—RS-485I路通信状态指示灯，红绿双色，红灯闪烁表示低压线路监测终端接收数据，绿灯闪烁表示低压线路监测终端发送数据。

RS-485II通信灯—RS-485II路通信状态指示灯，红绿双色，红灯闪烁表示低压线路监测终端接收数据，绿灯闪烁表示低压线路监测终端发送数据。

故障灯—故障指示灯，红色，当监测到电压、电流回路等异常时（如过压、过流等），此灯常亮。

智能配电终端2，与低压线路状态监测终端1通讯连接，智能配电终端2接收低压线路状态监测终端1中的故障工况和特征状态序列信号，并依据故障工况和特征状态序列信号为低压台区进行故障精准定位。

智能交互系统3，与低压线路状态监测终端1通讯连接，智能交互系统3用于将低压台区分支线路中的电力设备的设备台帐信息录入，并生成XML文档同步传送到低压线路状态监测终端1保存以实现与目标对象的数据交互。

具体的，智能交互系统3提供设备台帐信息文件的生成，保存以及上送功能，设备台帐信息文件格式为XML，由工程安装人员在现场工程安装时生成工程安装时，由工程安装人员操作运行在手机/平板上的专用APP，通过扫描设备二维码以及手工录入等方式，将设备厂家、型号、规格、生产日期、维护信息等设备台帐信息数据生成XML文档，并通过蓝牙传送到低压多路监测单元中保存，智能配电终端2可随时通过载波或无线通信获取该设备台帐信息文件。

电参数据的实时测量及冻结计量，并实时判定故障工况的具体步骤包括：

多回路低压监测终端101实时对分支箱和分支开关连接处的三相交流电的电参数据进行实时测量，并按预设时长对位于预设时长内的所有电参数据进行汇总计量保存；

单回路低压监测终端102实时测量单户表箱进线开关前端的三相交流电的电参数据进行实时测量，并按预设时长对位于预设时长内的所有电参数据进行汇总计量保存；

多回路低压监测终端101、单回路低压监测终端102分别依据预设时长内的所有电参数据对分支箱线路以及单户表箱线路进行工况故障判定。

电参数据的实时测量包括实时测量三相电压电流、有功功率、无功功率、视在功率和电网频率实时测量三相电压电流的谐波畸变率以及2~21次谐波含量，可计量三相有/无功电能，正反向谐波有功电能测量三相有功和无功的实时需量记录三相有无功最大需量及其发生时间。

在实际使用中预设时长可依需要设定，将电参数据按预设时长进行冻结可保证智能配电终端2取得同一时刻各个分支节点的电能和电流功率等数据，保持各个分支节点的数据的同步性，避免延时效应导致的数据偏差最终提高故障分析结果的准确性。

特征信号源103分别与多回路低压监测终端101和单户表箱线路与分支表箱线路连接处的三相交流电中A相采样连接，特征状态序列信号产生的具体步骤包括：

各个分支箱线路上的多回路低压监测终端101分别进行互相独立的电容投切操作，并生成互斥的拓扑模块控制信号；

特征信号源103接收同一分支箱线路上的多回路低压监测终端101的拓扑模块控制信号，并依据拓扑模块控制信号采集A相的交流信号生成特征状态序列信号；

其中，互斥是指每个拓扑模块具有独立且唯一的拓扑模块控制信号。

电容投切为短时投切(维持在数十毫秒内)，对电网的影响可以忽略，通过投切的长短和有无，组成特定的无功状态序列的拓扑模块控制信号，具有良好的可识别性和抗干扰能力，由此获得的特征状态序列信号同样具有良好的可识别性和抗干扰能力。

如图2所示，在多回路低压监测终端101和单回路低压监测终端102上均设置有监听端点4，监听端点4分别与特征信号源103和智能配电终端2采样连接，智能配电终端2依据特征状态序列信号生成低压台区分支线路拓扑结构的具体步骤包括：

智能配电终端2分别单独控制各个多回路低压监测终端101进行互相独立的电容投切操作使得与特征信号源103生成特征状态序列信号；

智能配电终端2对所有监听端点4进行特征状态序列信号采样，并将存在且序列相同的特征状态序列信号所在的监听端点4与产生特征状态序列信号的特征信号源103进行拓扑模块构建；

智能配电终端2依次融合所有拓扑模块的相同监听端点4生成低压台区分支线路拓扑结构。

智能配电终端2依据故障工况和低压台区分支线路拓扑结构进行故障精准定位的具体步骤包括：

智能配电终端2将故障工况推送到低压台区分支线路拓扑结构中对应多回路低压监测终端101或单回路低压监测终端102所在位置突出显示。

通讯连接采用双模通信模块实现，双模通信模块包括HPLC载波通信单元和无线通信单元。

低压线路状态监测终端1具备1个本地RS485通信口（2400bps,偶校验），1个本地RS232维护口（19200bps，无校验），和1个双模（HPLC载波+无线）通信模块，也可根据现场应用情况更换为全网通4G模块对低压台区主站直接通信（适用于小规模台区）从而无需智能配电终端2。各通信口在物理层相互独立，一种通信信道的损坏不影响另一信道。另外，通信接口和设备内部电路实行电气隔离，有失效保护电路。

本地RS485接口用于对外采集信息。本地RS232接口用于对低压线路状态监测终端1进行工程维护，如XML文件传输，参数设置，程序升级等。

双模通信模块用于通过HPLC载波以及无线通信与智能配电终端2进行通信。

多回路低压监测终端101还内置超级储能电容，超级储能电容用于在多回路低压监测终端101失去外部供电情况下为多回路低压监测终端101提供无间断供电以使得故障工况正常传送至智能配电终端2。

设备台帐信息录入，并生成XML文档的具体步骤包括：

利用运行在智能交互系统3上的专用门户，通过扫描电力设备二维码或手工录入的方式将设备台帐信息数据录入并转换为XML文档；

智能交互系统3将XML文档传送到与电力设备处于同一拓扑模块的多回路低压监测终端101中保存；

智能配电终端2读取多回路低压监测终端101中XML文档，并将XML文档推送到低压台区分支线路拓扑结构中对应多回路低压监测终端101或单回路低压监测终端102所在位置显示供目标对象查询。

将故障设备的XML文档推送到故障设备处进行显示，为维护人员提供数据支撑，便于维护人员依据数据支撑迅速分析出故障解决方案，避免维护人员自行获取造成的时间消耗，以提高检修效率。

如图3所示，基于上述低压台区故障精准定位系统的结构，本发明提供了一种故障精准定位方法，包括以下步骤：

步骤S1、将低压线路状态监测终端1安装在低压台区的各个分支节点，并利用智能交互系统3将低压台区分支线路中的电力设备的设备台帐信息录入，并生成XML文档同步传送到低压线路状态监测终端1保存；

步骤S2、低压线路状态监测终端1对各个分支节点电参数据的实时测量及冻结计量并实时判定故障工况，同时产生用于识别低压台区分支线路拓扑结构的特征状态序列信号；

步骤S3、智能配电终端2接收低压线路状态监测终端1中的故障工况和特征状态序列信号，并依据故障工况和特征状态序列信号获得低压台区分支线路拓扑结构；

步骤S4、智能配电终端2将故障工况推送到低压台区分支线路拓扑结构中对应多回路低压监测终端101或单回路低压监测终端102所在位置突出显示，并在突出显示位置处的多回路低压监测终端101中读取的XML文档推送至突出显示位置处；

其中，突出显示位置为低压台区故障的精准位置且显示有故障设备的故障工况及台帐信息以供目标对象查询并对故障设备进行定点维护。

本发明利用低压线路状态监测终端1对低压台区设备进行故障工况判定，同时产生用于识别低压台区分支线路拓扑结构的特征状态序列信号，利用智能配电终端2基于特征状态序列信号实现低压台区拓扑结构的自动识别，结合故障工况实现低压台区故障的精准定位，避免人为抄表的延时效应，精度高且效率快，而且依托于台账管理实现低压台区设备信息的管理，可防止设备数据的丢失，并为设备检修和维护提供基础数据支撑，迅速分析获取故障处理方案，提高定点检修效率。

以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。