一種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括前端采集系統(tǒng)和后端系統(tǒng)分析裝置，所述前端采集系統(tǒng)包括取樣CT、高速數(shù)據(jù)采集裝置、故障啟動(dòng)裝置、無線傳輸裝置、微氣象裝置和取電裝置，所述后端系統(tǒng)分析裝置包括數(shù)據(jù)分析裝置和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述前端采集系統(tǒng)與后端系統(tǒng)分析裝置通訊連接；本實(shí)用新型可在線準(zhǔn)確檢測(cè)并記錄線路單相接地故障距離、相間短路故障距離、斷路故障距離、瞬間故障發(fā)生的距離，具有快速自動(dòng)定位故障位置、故障距離、故障時(shí)間、故障類型等功能，故障檢測(cè)裝置檢測(cè)方法新穎，不僅動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定，而且安裝和卸落都極其簡(jiǎn)單方便。
【專利說明】
-種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及電力設(shè)備領(lǐng)域，具體是一種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力系統(tǒng)規(guī)模的日益擴(kuò)大，高壓遠(yuǎn)距離架空輸電線路日益增多。輸電線路作 為能量傳輸?shù)募~帶，是各大型電力系統(tǒng)之間的聯(lián)絡(luò)線，同時(shí)也是整個(gè)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的 基礎(chǔ)。一旦輸電線路上發(fā)生故障，須盡快找到故障點(diǎn)，排除故障，恢復(fù)供電。但是，由于高壓 和超高壓輸電線路往往暴露在不同的環(huán)境并分布在廣大的地理區(qū)域，運(yùn)行環(huán)境惡劣(如險(xiǎn) 峻山區(qū)，不良地質(zhì)，嚴(yán)寒氣候，交通困難等），因此，它也是電力系統(tǒng)中發(fā)生故障最多的地方。 在線路故障后迅速準(zhǔn)確找到故障點(diǎn)，不僅對(duì)及時(shí)修復(fù)線路和快速恢復(fù)供電，而且對(duì)整個(gè)電 力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行都有十分重要的作用。
[0003] 輸電線路故障定位在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是是一種在線測(cè)定輸電線路故障點(diǎn)位置的裝置。 不僅可W根據(jù)不同的故障特征迅速準(zhǔn)確地判定故障點(diǎn)，提高故障定位精度從而提高故障巡 線效率，而且還能夠捕捉暫態(tài)故障行波波形，對(duì)故障是雷擊故障還是非雷擊故障、雷擊故障 屬繞擊還是反擊進(jìn)行智能辨識(shí)。輸電線路故障定位在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不僅能有助于及時(shí)修復(fù)故 障線路，確保整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，減少因輸電線路故障帶來的經(jīng)濟(jì)損失，而且能大量 節(jié)省巡線的人力和物力，減輕巡線人員繁重的體力勞動(dòng)。從技術(shù)上保證電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定和 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：
[0006] -種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括前端采集系統(tǒng)和后端系統(tǒng)分析裝 置，所述前端采集系統(tǒng)包括取樣CT、高速數(shù)據(jù)采集裝置、故障啟動(dòng)裝置、無線傳輸裝置、微氣 象裝置和取電裝置，所述后端系統(tǒng)分析裝置包括數(shù)據(jù)分析裝置和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置，所述前端 采集系統(tǒng)與后端系統(tǒng)分析裝置通訊連接。
[0007] 作為本實(shí)用新型進(jìn)一步的方案:所述前端采集系統(tǒng)與后端系統(tǒng)分析裝置通過GSM、 CDMA或Internet通訊連接。
[000引與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:可在線準(zhǔn)確檢測(cè)并記錄線路單相接 地故障距離、相間短路故障距離、斷路故障距離、瞬間故障發(fā)生的距離；可在線記錄線路雷 電流、進(jìn)行雷擊點(diǎn)定位和雷擊次數(shù)的統(tǒng)計(jì);可在線檢測(cè)線路負(fù)荷電流，包括定時(shí)回傳及召測(cè) 負(fù)荷電流數(shù)據(jù);具有快速自動(dòng)定位故障位置、故障距離、故障時(shí)間、故障類型等功能;采用雙 RAM記錄技術(shù)，消除暫態(tài)信號(hào)"記錄死區(qū)"，防止雷電流干擾造成漏記故障數(shù)據(jù);測(cè)距精度不 受故障電阻、線路參數(shù)不對(duì)稱、互感器誤差、線路分布電容等因素的影響；故障檢測(cè)裝置檢 測(cè)方法新穎，不僅動(dòng)作可靠、性能穩(wěn)定，而且安裝和卸落都極其簡(jiǎn)單方便。
【附圖說明】

[0009] 圖1為綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010] 圖2為綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)文件保存順序流程圖。
[0011] 圖3為綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中"T"節(jié)點(diǎn)線路上單端故障定位裝置的 安裝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0013] 請(qǐng)參閱圖1~3,本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包 括前端采集系統(tǒng)1和后端系統(tǒng)分析裝置2,所述前端采集系統(tǒng)1包括取樣CT 3、高速數(shù)據(jù)采集 裝置4、故障啟動(dòng)裝置5、無線傳輸裝置6、微氣象裝置7和取電裝置8,所述前端采集系統(tǒng)1與 后端系統(tǒng)分析裝置2通訊連接，所述前端采集系統(tǒng)1與后端系統(tǒng)分析裝置2通過GSMXDMA或 Internet通訊連接。
[0014] 所述取樣CT 3的取樣對(duì)象為故障信息和工頻信息。
[0015] 所述高速數(shù)據(jù)采集裝置4:為了保證行波法具有較高的定位精度需要有較高的采 集頻率，為保證定位精度在100米，采用20MHZ的采集卡進(jìn)行高速采集。鑒于帶寬的限制和僅 需記錄故障前后數(shù)據(jù)，高速采集卡需要具備足夠大的板載緩存。在高速數(shù)據(jù)采集電路捕捉 到暫態(tài)數(shù)據(jù)后，記錄并初步分析，然后傳到服務(wù)器，并進(jìn)一步地分析處理W實(shí)現(xiàn)高精度故障 定位。所述高速數(shù)據(jù)采集裝置4的主要功能：當(dāng)裝備接收到觸發(fā)信號(hào)后，高速數(shù)據(jù)采集裝置4 開始工作，將導(dǎo)線的暫態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)據(jù)，存入板載RAM中。
[0016] 所述高速數(shù)據(jù)采集裝置4的觸發(fā)方式采用中間觸發(fā)方式。單個(gè)數(shù)據(jù)采集采用邊沿 正向中間觸發(fā)方式，即觸發(fā)事件位于整個(gè)采樣數(shù)據(jù)的中間某個(gè)位置，觸發(fā)事件之前M段采樣 長(zhǎng)度M_Length和觸發(fā)事件之后N段采樣長(zhǎng)度N_Length均可通過上層應(yīng)用程序調(diào)節(jié)，且滿足 M_Length與N_Length之和等于Sample_Length。當(dāng)用戶啟動(dòng)采集時(shí)，ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器）即刻 進(jìn)入實(shí)際的采樣過程，采集數(shù)據(jù)從板載RAM的物理位置開始一次寫入，寫入到Sample, Length指定的長(zhǎng)度位置時(shí)，則返回到該位置繼續(xù)寫入，直到觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)繼續(xù)采集N_ Length長(zhǎng)度后自動(dòng)停止。
[0017] 故障采集終端號(hào)輸入和波形顏色與通道號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。
[0018] 表1信號(hào)輸入和波形顏色與通道對(duì)應(yīng)關(guān)系 「00101
[0020]所述故障啟動(dòng)裝置5:啟動(dòng)元件是故障定位的一個(gè)重要組成部分。對(duì)它的基本要求 是簡(jiǎn)單可靠、動(dòng)作快速、靈敏度高、選擇性好。為了更好地滿足啟動(dòng)元件的基本要求，所述故 障啟動(dòng)裝置5采用相電流的硬件啟動(dòng)方式。同時(shí)為了更好地保證故障啟動(dòng)電路的輸入阻抗 不影響數(shù)據(jù)采集電路的輸入，故障啟動(dòng)電路的輸入信號(hào)由套接在電流回流上的電流傳感器 提供。故障啟動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元實(shí)時(shí)檢測(cè)被監(jiān)視線路是否發(fā)生故障，并提供給各高速采集卡 的觸發(fā)信號(hào)及開關(guān)量輸入。
[0021 ]所述無線傳輸裝置6主要將故障信息傳到服務(wù)器，在沒有故障的情況下，只會(huì)發(fā)送 握手信息，鑒于一次故障信息只有2M數(shù)據(jù)，基本上每月只要基本流量IOM即可。
[0022] 所述微氣象裝置7針對(duì)輸電線路走廊局部氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)而設(shè)計(jì)的多要素微氣象監(jiān) 測(cè)裝置，前端監(jiān)控裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路區(qū)域溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、氣壓、降雨量等氣象參數(shù)。
[0023] 所述取電裝置8電流互感取電，供前端采集裝置正常工作，在故障產(chǎn)生的時(shí)刻，輸 電線路會(huì)崩毀，為保證故障信息可W傳送到服務(wù)器，特在前端采集裝置中加有裡電池 W及 大電容，進(jìn)行電能的切換。
[0024] 所述后端系統(tǒng)分析裝置2包括數(shù)據(jù)分析裝置9和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置10。
[0025] 所述數(shù)據(jù)分析裝置9:啟動(dòng)故障定位模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析有兩種情況：
[0026] (1)當(dāng)數(shù)據(jù)采集模塊新收到高速數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)時(shí)，自動(dòng)將采集數(shù)據(jù)W文件形 式存盤，然后啟動(dòng)故障定位模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析；
[0027] (2)由人工操作根據(jù)數(shù)據(jù)文件索引庫將歷史數(shù)據(jù)文件導(dǎo)入應(yīng)用程序變量中，啟動(dòng) 故障定位模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。
[002引通過數(shù)據(jù)分析，判定該采集數(shù)據(jù)是由干擾引起的數(shù)據(jù)上傳，還是由短路故障引起 的數(shù)據(jù)上傳;再通過提取的故障信息判斷故障類型，并區(qū)分是否是被監(jiān)視線路故障;確定故 障線路后，還要判斷是否是區(qū)內(nèi)故障，若判斷為區(qū)內(nèi)故障，則選擇故障定位所需信息分量實(shí) 現(xiàn)高精度故障定位;最后輸出故障信號(hào)指示及報(bào)警，并將輸出定位結(jié)果統(tǒng)計(jì)到數(shù)據(jù)庫中，W 供故障歷史查詢。
[0029] 所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置10:故障定位前端裝置采集的故障數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器的內(nèi)存中 后，需要從內(nèi)存中取出故障數(shù)據(jù)W數(shù)據(jù)文件的形式保存到服務(wù)器的硬盤中。所有故障定位 前端裝置采集的故障數(shù)據(jù)和開關(guān)量輸入均存放到同一個(gè)數(shù)據(jù)文件中，作為該次故障的完整 信息。保存數(shù)據(jù)文件時(shí)，首先保存所有回路的采集數(shù)據(jù)，然后保存開關(guān)量輸入。采集數(shù)據(jù)保 存順序?yàn)?首先保存第一回線路的高速數(shù)據(jù)，然后保存第二回線路的高速數(shù)據(jù)，W此類推地 保存所有回線路的高速數(shù)據(jù)。
[0030] 本實(shí)用新型的工作原理:輸電線路故障定位在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的是單端故障定位 法W及雙端定位、多端定位原理研發(fā)，具有較好的經(jīng)濟(jì)性，定位實(shí)時(shí)性更強(qiáng)，不受通信設(shè)備 和對(duì)端設(shè)備可靠性的影響。
[0031] 所述綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝方法，包括：
[0032] (1)對(duì)于任意一回輸電線路，至少有一端安裝故障定位裝置W定位該回輸電線路 上的故障；
[0033] (2)盡量在進(jìn)出線較多的變電站安裝故障定位裝置；
[0034] (3)對(duì)于進(jìn)出線剩余回?cái)?shù)較少的情況，可W考慮分配給對(duì)端的故障定位裝置；
[003引（4)如圖3所示，對(duì)于叮"節(jié)點(diǎn)線路，把叩'節(jié)點(diǎn)視為母線，將線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為沒 有叩'節(jié)點(diǎn)的情況，在與叩'節(jié)點(diǎn)相連的=個(gè)支路母線處分別安裝故障定位裝置。
[0036]本實(shí)用新型的綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有W下功能：
[0037] I、監(jiān)測(cè)量的檢測(cè)和采集功能:主要實(shí)現(xiàn)輸電線路故障行波信號(hào)和工頻故障信號(hào)的 檢測(cè)與采集;通過高速循環(huán)采集技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障信號(hào)的全過程采集。
[0038] 2、數(shù)據(jù)處理功能:對(duì)采集的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和分析；
[0039] 3、數(shù)據(jù)通信功能:根據(jù)不同故障監(jiān)測(cè)裝置的通訊條件，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)發(fā)送到 中屯、監(jiān)測(cè)站。支持?jǐn)?shù)據(jù)校驗(yàn)、誤碼重發(fā)等功能，不丟失數(shù)據(jù)。在通訊中斷時(shí)，自動(dòng)保存測(cè)得的 數(shù)據(jù)，待通訊恢復(fù)后，及時(shí)將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)傳回中屯、站；
[0040] 4、自檢和自恢復(fù)功能：定時(shí)自檢終端狀態(tài)上報(bào)管理系統(tǒng);對(duì)終端可能出現(xiàn)的死機(jī) 問題具有自恢復(fù)功能，故障監(jiān)測(cè)裝置可自動(dòng)對(duì)其全部組件進(jìn)行自檢，并自動(dòng)向中屯、站報(bào)告 各類故障情況;斷電后具有自動(dòng)復(fù)位功能；
[0041] 5、故障監(jiān)測(cè)裝置參數(shù)設(shè)定:支持自動(dòng)運(yùn)行時(shí)遠(yuǎn)程設(shè)定測(cè)量參數(shù)。
[0042] 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本實(shí)用新型不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而 且在不背離本實(shí)用新型的精神或基本特征的情況下，能夠W其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新 型。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本實(shí)用新 型的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含 義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本實(shí)用新型內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制 所設(shè)及的權(quán)利要求。
[0043] 此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加 W描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包 含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的運(yùn)種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng) 將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可W經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員 可W理解的其他實(shí)施方式。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括前端采集系統(tǒng)（1)和后端 系統(tǒng)分析裝置(2)，所述前端采集系統(tǒng)（1)包括取樣CT(3)、高速數(shù)據(jù)采集裝置(4)、故障啟動(dòng) 裝置(5)、無線傳輸裝置(6)、微氣象裝置(7)和取電裝置(8)，所述后端系統(tǒng)分析裝置(2)包 括數(shù)據(jù)分析裝置(9)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置（10);所述前端采集系統(tǒng)（1)與后端系統(tǒng)分析裝置(2) 通訊連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的綜合性輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述前端采 集系統(tǒng)（1)與后端系統(tǒng)分析裝置(2)通過GSM、CDMA或Internet通訊連接。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK205691713SQ201620474099
【公開日】2016年11月16日
【申請(qǐng)日】2016年5月23日 公開號(hào)201620474099.3, CN 201620474099, CN 205691713 U, CN 205691713U, CN-U-205691713, CN201620474099, CN201620474099.3, CN205691713 U, CN205691713U
【發(fā)明人】劉偉豪, 王朝龍, 白云
【申請(qǐng)人】袁孝紅