[實(shí)用新型]一種分布式輸電線路故障精確定位系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220655957.6
• 申請(qǐng)日: 2012-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203084144U
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姚楠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 國(guó)家電網(wǎng)公司;河南省電力公司南陽(yáng)供電公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/11
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/11
• 代理公司: 鄭州紅元帥專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 41117
• 代理人: 季發(fā)軍

技術(shù)領(lǐng)域

????本實(shí)用新型屬于電網(wǎng)運(yùn)行檢測(cè)與監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種分布式輸電線路故障精確定位系統(tǒng)。?

背景技術(shù)

本實(shí)用新型輸電線路故障跳閘是電網(wǎng)最頻發(fā)的事故之一，為減少電網(wǎng)故障跳閘及其影響，我們需要準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)，并明確故障發(fā)生的原因以采取針對(duì)性的防治措施。輸電線路智能故障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用分布式監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)故障的精確定位與故障原因的智能識(shí)別。輸電線路翻山越嶺，極易遭受雷電、污穢、動(dòng)植物、風(fēng)吹舞動(dòng)、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(lái)沖擊外，都會(huì)給絕緣子、導(dǎo)線等設(shè)施帶來(lái)?yè)p壞，給系統(tǒng)運(yùn)行留下安全隱患。因此，及時(shí)準(zhǔn)確地找到故障點(diǎn)，并對(duì)線路進(jìn)行修復(fù)是線路運(yùn)行維護(hù)的一項(xiàng)重要工作。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)：在線路發(fā)生故障時(shí)，故障點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生向線路兩端傳播的行波，行波保護(hù)原理和行波故障測(cè)距原理都是根據(jù)故障時(shí)的特征檢出故障的。捕捉故障初期的行波電壓、行波電流或兩者的組合中含有的故障信息，因此它可以在極短的時(shí)間內(nèi)檢出故障。但目前基于工頻量的距離保護(hù)和故障測(cè)距存在著許多無(wú)法解決的矛盾。傳統(tǒng)行波定位技術(shù)，易受波形畸變、弧垂等因素的影響，還沒(méi)有一種安全可行的測(cè)試方法及原理，故有必要提出一種新型的行波測(cè)量技術(shù)實(shí)現(xiàn)輸電線路故障的精確定位。CN?101162833?A公開(kāi)了一種輸電線路雷擊跳閘事故性質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)，它包括故障數(shù)據(jù)采集前端和上位機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置包括電源單元、電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元以及通信單元，電流傳感器單元、數(shù)據(jù)采集與處理單元、通信單元均與電源單元相連，電流傳感器單元的輸出端接至數(shù)據(jù)采集與處理單元的輸入端，數(shù)據(jù)采集與處理單元的輸出端接至通信單元的輸入端;現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置通過(guò)無(wú)線通訊平臺(tái)與上位機(jī)建立通信連接。上述輸電線路雷擊跳閘事故性質(zhì)識(shí)別系統(tǒng)是對(duì)兩種電流進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字波形信號(hào)，然后將數(shù)字波形信號(hào)上傳到上位機(jī)管理系統(tǒng)，再利用小波分析的方法來(lái)分析該雷電流波形的特征，同時(shí)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到的工頻故障電流的方向判斷雷擊事故發(fā)生的區(qū)間，這種方法核心是采用小波分析，但是小波變換雖然在理論上能處理非線性非平穩(wěn)信號(hào)，實(shí)際算法實(shí)現(xiàn)中卻只能處理線性非平穩(wěn)信號(hào)，并且容易受到Heisenberg測(cè)不準(zhǔn)原理制約，所以并不是很適合突變信號(hào)的處理；加之波形信號(hào)上傳到上位機(jī)管理系統(tǒng)才進(jìn)行處理，會(huì)造成繁雜數(shù)據(jù)處理麻煩，浪費(fèi)資源，可靠性降低。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型目的在于解決上述問(wèn)題，提供一種使用方便、舒適安全的分布式輸電線路故障精確定位系統(tǒng)。?

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種分布式輸電線路故障精確定位系統(tǒng)，它包括分布式安裝于輸電線路上的故障數(shù)據(jù)采集前端，所述故障數(shù)據(jù)采集前端包括CT取電模塊、CPU主控單元模塊、暫態(tài)行波提取模塊、高速數(shù)據(jù)采集模塊和通訊模塊，所述暫態(tài)行波提取模塊、高速數(shù)據(jù)采集模塊和通訊模塊均與所述CT取電模塊相連，所述暫態(tài)行波提取模塊的輸出端連接至高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸入端，所述高速數(shù)據(jù)采集模塊的輸出端連接至所述CPU主控單元模塊，所述CPU主控單元模塊輸出端連接至所述通訊模塊的輸入端，所述故障數(shù)據(jù)采集前端連接3G通訊平臺(tái)。?

所述CPU主控單元模塊設(shè)置希爾伯特—黃理論（HHT）處理程序。?

所述故障數(shù)據(jù)采集前端采用良導(dǎo)體和磁導(dǎo)體雙層屏蔽設(shè)計(jì)。?

所述暫態(tài)行波提取模塊包括羅柯夫斯基線圈。?

所述CPU主控單元模塊和通訊模塊設(shè)置冗余設(shè)計(jì)。?

所述故障數(shù)據(jù)采集前端的工作電路的內(nèi)腔密封等級(jí)達(dá)到IP55。?

本實(shí)用新型分布式輸電線路故障精確定位系統(tǒng)的工作原理：?

本實(shí)用新型首次采用希爾伯特一黃理論（HHT）與3G通訊平臺(tái)結(jié)合，利用前端羅柯夫斯基線圈（Rogowski）線圈監(jiān)測(cè)、提取故障行波信號(hào)，并根據(jù)HHT理論進(jìn)行綜合分析，從而實(shí)現(xiàn)輸電線路故障測(cè)距精確定位。

本實(shí)用新型根據(jù)Rogow?ski線圈微分特性提出了故障采樣觸發(fā)方案：利用線模、零模傳播速度不同提出了新的故障定位算法，不需要GPS授時(shí)系統(tǒng)，不需要測(cè)量波速，可靠性和定位精度都有了很大保證。利用外積分型Rogowski線圈的微分特性的判斷方法來(lái)觸發(fā)故障電流采樣，同時(shí)結(jié)合希爾伯特-黃變換（HHT）理論分析了故障產(chǎn)生的行波在線路上傳輸?shù)臅r(shí)頻特性，辨識(shí)出從故障點(diǎn)反射的行波和對(duì)從對(duì)端母線反射的行波，根據(jù)故障初始行波和反射性波達(dá)到線路兩端的時(shí)刻，消除波速的影響，實(shí)現(xiàn)高精度故障定位。?

本實(shí)用新型分布式輸電線路故障精確定位系統(tǒng)的使用方法為：?

（a）將所述故障數(shù)據(jù)采集前端安裝于輸電線路上，安裝方式采用分布式；