智能故障監(jiān)測終端及其監(jiān)測方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電線路檢測設(shè)備，特別涉及一種用于檢測電力線路跳閘故障的智能故障監(jiān)測終端及其監(jiān)測方法。
【【背景技術(shù)】】
[0002]輸電線路翻山越嶺，極易遭受雷電、動植物、風吹舞動、覆冰等各種自然因素的影響而發(fā)生跳閘事故。每一次跳閘事故，除給系統(tǒng)帶來沖擊外，都會給絕緣子、導線等設(shè)施帶來損壞，給系統(tǒng)運行留下安全隱患。因此，及時準確的找到故障點并對線路進行修復是線路運行維護的一項重要工作。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]有鑒于此，為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種智能故障監(jiān)測終端及其監(jiān)測方法，將該裝置安裝于輸電線路導線上，能夠快速準確監(jiān)測線路出現(xiàn)故障的地方，并對故障原因進行診斷。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，
[0005]智能故障監(jiān)測終端，包括監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)中心與工作站組成，所述監(jiān)測終端與所述數(shù)據(jù)中心之間通過GPRS/CDMA連接，所述數(shù)據(jù)中心與工作站通過網(wǎng)絡(luò)連接，所述監(jiān)測終端采集輸電線路故障發(fā)生時刻的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)故障信號并上傳到所述數(shù)據(jù)中心，所述數(shù)據(jù)中心將信號傳輸?shù)剿龉ぷ髡?，所述工作站供客戶端計算機WEB查詢和手機WAP查詢。
[0006]較佳地，所述監(jiān)測終端分布安裝于輸電線路導線上，每間隔15-20公里安裝一只。
[0007]智能故障監(jiān)測終端的監(jiān)測方法，包括以下步驟:
[0008](I)根據(jù)工頻故障電流定位故障區(qū)間:設(shè)定輸電線路在1、j、m、n等燈塔處設(shè)置了監(jiān)測終端，當?shù)趈基桿塔至第m基桿塔間發(fā)生了跳閘事故，利用1、j處的工頻故障電流相位與m、η處的工頻故障電流相位相反的原理，即確定故障發(fā)生在j、m間。
[0009](2)實施行波精確定位:在故障j、m間實施行波定位，系統(tǒng)采用行波波速在線測量技術(shù)，即根據(jù)同一行波經(jīng)過相鄰兩個監(jiān)測終端的時間，可準確計算出行波波速，進行故障行波定位。
[0010](3)對于復雜網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的輸電線路，在分支點處分別安裝智能故障監(jiān)測終端，將復雜網(wǎng)格劃分為多個簡單的單線結(jié)構(gòu)，再利用上述步驟(1)、(2)方法對故障區(qū)內(nèi)實施行波定位。
[0011](4)監(jiān)測故障行波電流未衰減或畸變，根據(jù)所述行波電流的電磁暫態(tài)特征，實現(xiàn)雷擊與非雷擊、雷擊故障中繞擊與反擊的辨識。
[0012]進一步，所述智能故障監(jiān)測終端實現(xiàn)輸電線路故障行波信號和工頻故障信號的檢測與采集，通過高速循環(huán)采集技術(shù)實現(xiàn)故障信號的全過程采集。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，采用新穎的分布式行波測量技術(shù)，使故障定位的準確度和可靠性大大提高，能夠快速準確監(jiān)測線路出現(xiàn)故障的地方，并對故障原因進行診斷。
[0014]能準確對雷擊與非雷擊，雷擊故障中的繞擊與反擊進行識別，并能辨識線路遭受雷擊的次數(shù)及位置，為電力部門評價線路安全運行水平提供各種防護措施的有效性以及提尚線路運彳丁可靠性提供有力依據(jù)。
【【附圖說明】】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
[0017]圖2為雷擊避雷線或桿塔未跳閘的典型行波波形示意圖。
[0018]圖3為雷擊線路旁未跳閘的典型行波波形示意圖。
【【具體實施方式】】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]參照圖1，智能故障監(jiān)測終端，包括監(jiān)測終端1、數(shù)據(jù)中心2和工作站3，監(jiān)測終端I和數(shù)據(jù)中心2之間通過GPRS/CDMA連接，數(shù)據(jù)中心2與工作站3之間通過網(wǎng)絡(luò)連接，工作站3再給客戶端提供計算機WEB查詢和手機WAP查詢兩種方式。
[0021]監(jiān)測終端I采集輸電線路故障發(fā)生時刻的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)故障信號并上傳到所述數(shù)據(jù)中心2，所述數(shù)據(jù)中心2將信號傳輸?shù)剿龉ぷ髡?。
[0022]各個監(jiān)測終端I安裝于輸電線路導線上，每隔15-20公里分布式的安裝于線路導線上，可以近距離地捕捉故障瞬間的行波信號。監(jiān)測輸電線路故障發(fā)生時刻的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)故障信號，同時采集這些信號并上傳到數(shù)據(jù)中心。監(jiān)測終端I同時還對線路平常運行的信息如負荷電流、導線溫度等和自身運行狀態(tài)如通信狀態(tài)、電源狀態(tài)、內(nèi)部工作溫度等進行監(jiān)測。
[0023]本發(fā)明所述的監(jiān)測終端I具有以下功能:
[0024]監(jiān)測量的檢測和采集功能:主要實現(xiàn)輸電線路故障行波信號和工頻故障信號的檢測與采集，通過高速循環(huán)采集技術(shù)實現(xiàn)故障信號的全過程采集。
[0025]數(shù)據(jù)處理功能:對采集的信號進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理和分析。
[0026]數(shù)據(jù)通信功能:上傳采集信號，接受下傳參數(shù)及控制命令。
[0027]自檢和自恢復功能:定時自檢終端狀態(tài)上報數(shù)據(jù)中心；對系統(tǒng)可能出現(xiàn)的死機問題具有自恢復功能。
[0028]軟件升級功能:可重新接收下傳的運行軟件，實現(xiàn)功能的升級。
[0029]采用上述智能故障監(jiān)測終端對線路監(jiān)測的具體方法是:
[0030](I)根據(jù)工頻故障電流確定故障區(qū)間，設(shè)定輸電線路在1、j、m、η等桿塔處裝設(shè)了智能故障監(jiān)測終端，現(xiàn)在第j基桿塔至第m基桿塔間發(fā)生了跳閘事故。此時，1、j處的工頻故障電流相位與m、η處的工頻故障電流相位是相反的，利用這一簡單邏輯原理，可以十分準確地確定故障發(fā)生在j、m間。
[0031](2)確定的故障區(qū)間后實施行波精確定位:由于行波定位的故障區(qū)間變短，地形弧垂所引起的誤差按比例線性縮小。在故障區(qū)間確定在j、m間后，只需對j、m段實施行波定位。于此同時，系統(tǒng)采用分布式行波波速在線測量技術(shù)，即根據(jù)同一行波經(jīng)過相鄰兩個智能故障監(jiān)測終端的時間，可準確計算出行波波速，消除了行波波速對行波定位精度的影響，進一步提高了故障行波定位精度。
[0032](3)對于復雜網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的輸電線路，在分支點處可安裝智能故障監(jiān)測終端，將復雜網(wǎng)格劃分為一些簡單的單線結(jié)構(gòu)，之后仍采用上述步驟(1)、(2)所述方法:先利用工頻故障電流定位故障區(qū)間，再在故障區(qū)間內(nèi)實施行波定位。
[0033](4)由于雷擊或非雷擊等不同原因引發(fā)的輸電線路跳閘故障，閃絡(luò)通道特性各不相同，這些不同會在故障瞬時形成的行波中得到體現(xiàn)。因此通過分析就近監(jiān)測到的故障行波電流(未衰減和畸變)，挖掘其行波電流的電磁暫態(tài)特征，可以用來辨識故障引起的原因，實現(xiàn)雷擊與非雷擊、雷擊故障中繞擊與反擊的辨識。
[0034](5)對于非雷擊故障，系統(tǒng)的開放式自學習平臺，能夠準確捕捉非雷擊故障行波電流數(shù)據(jù)，并學絡(luò)前后高次諧波的頻譜特征，總結(jié)同類非雷擊故障相同或相似的特征，從而非雷習其故障電流在閃擊故障的性質(zhì)精確辨識成為可能。
[0035](6)如圖2、圖3所示，由于雷擊不同位置(雷擊桿塔、雷擊避雷線、雷擊線路旁)在導線上引發(fā)的電磁擾動，其電磁暫態(tài)特性各不相同，因此可通過分析監(jiān)測到的行波電流，可實現(xiàn)雷擊未跳閘情況下雷擊避雷線、桿塔及導線的辨識。
[0036]本發(fā)明能夠快速準確監(jiān)測線路出現(xiàn)故障的地方，并對故障原因進行診斷。
[0037]采用新穎的分布式行波測量技術(shù)，使故障定位的準確度和可靠性大大提高，能夠快速準確監(jiān)測線路出現(xiàn)故障的地方，并對故障原因進行診斷。
[0038]能準確對雷擊與非雷擊，雷擊故障中的繞擊與反擊進行識別，并能辨識線路遭受雷擊的次數(shù)及位置，為電力部門評價線路安全運行水平提供各種防護措施的有效性以及提尚線路運彳丁可靠性提供有力依據(jù)。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.智能故障監(jiān)測終端，其特征在于，包括監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)中心與工作站組成，所述監(jiān)測終端與所述數(shù)據(jù)中心之間通過GPRS/CDMA連接，所述數(shù)據(jù)中心與工作站通過網(wǎng)絡(luò)連接，所述監(jiān)測終端采集輸電線路故障發(fā)生時刻的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)故障信號并上傳到所述數(shù)據(jù)中心，所述數(shù)據(jù)中心將信號傳輸?shù)剿龉ぷ髡荆龉ぷ髡竟┛蛻舳擞嬎銠CWEB查詢和手機WAP查詢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能故障監(jiān)測終端，其特征在于，所述監(jiān)測終端分布安裝于輸電線路導線上，每間隔15-20公里安裝一只。
3.基于權(quán)利要求1所述的智能故障監(jiān)測終端的監(jiān)測方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)根據(jù)工頻故障電流定位故障區(qū)間:設(shè)定輸電線路在1、j、m、n等燈塔處設(shè)置了監(jiān)測終端，當?shù)趈基桿塔至第m基桿塔間發(fā)生了跳閘事故，利用1、j處的工頻故障電流相位與m、η處的工頻故障電流相位相反的原理，即確定故障發(fā)生在j、m間； (2)實施行波精確定位:在故障j、m間實施行波定位，系統(tǒng)采用行波波速在線測量技術(shù)，即根據(jù)同一行波經(jīng)過相鄰兩個監(jiān)測終端的時間，可準確計算出行波波速，進行故障行波定位; (3)對于復雜網(wǎng)格結(jié)構(gòu)的輸電線路，在分支點處分別安裝智能故障監(jiān)測終端，將復雜網(wǎng)格劃分為多個簡單的單線結(jié)構(gòu)，再利用上述步驟(1)、(2)方法對故障區(qū)內(nèi)實施行波定位； (4)監(jiān)測故障行波電流未衰減或畸變，根據(jù)所述行波電流的電磁暫態(tài)特征，實現(xiàn)雷擊與非雷擊、雷擊故障中繞擊與反擊的辨識。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能故障監(jiān)測終端的監(jiān)測方法，其特征在于，所述智能故障監(jiān)測終端實現(xiàn)輸電線路故障行波信號和工頻故障信號的檢測與采集，通過高速循環(huán)采集技術(shù)實現(xiàn)故障信號的全過程采集。
【專利摘要】本發(fā)明公開了智能故障監(jiān)測終端及其監(jiān)測方法，所述智能故障監(jiān)測終端包括智能故障監(jiān)測終端、數(shù)據(jù)中心和工作站，客戶端提供了計算機WEB查詢和手機WAP查詢兩種方式，智能故障監(jiān)測終端和數(shù)據(jù)中心之間通過GPRS/CDMA連接。監(jiān)測方法是，先利用工頻故障電流定位故障區(qū)間，再在故障區(qū)間內(nèi)實施行波定位。所述智能故障監(jiān)測終端安裝在輸電線路導線上，可以近距離地捕捉故障瞬間的行波信號，還能分析引發(fā)輸電線路發(fā)生故障跳閘的不同原因，實現(xiàn)雷擊與非雷擊、雷擊故障中繞擊與反擊的辨識。本發(fā)明安裝于輸電線路導線上，能夠快速準確監(jiān)測線路出現(xiàn)故障的地方，并對故障原因進行診斷。
【IPC分類】G01R31-08
【公開號】CN104749490
【申請?zhí)枴緾N201510176788
【發(fā)明人】王文敏, 金輝, 張敏, 林月峰, 李勇, 楊瑩, 李金戈, 朱海波, 曾忱, 聶榮鎮(zhèn), 孟耿瓊, 易文楷, 童慶望, 柯方超, 周秋鵬, 孫利平, 廖曉紅, 段志強
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 湖北省送變電工程公司, 國網(wǎng)湖北省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月14日