[發明專利]一種高壓輸電線路舞動和振動在線監測系統

有效

• 申請號: 201710684352.7
• 申請日: 2017-08-11
• 公開（公告）號: CN109391030B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 賀曉宇;高方玉;鄭鵬超;李睿;倪康婷;劉亮;赫震;蔣鑫;蔡威;盧毅;鄧春;王珣;王輝;王志利;白洋;羅永勤;李震宇;武國亮;解玉文;趙堅鈞;王威;郎慶凱;張逸媧;蔡光柱;于洪亮;曹向勇;高安潔
• 申請（專利權）人: 北京國網富達科技發展有限責任公司;國家電網公司;國網山西省電力公司電力科學研究院;國網冀北電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊;湯在彥

1.一種高壓輸電線路舞動和振動在線監測系統，其特征在于，適用于三相輸電線路中一相輸電線路為OPPC光纜，包括：光處理設備、基站設備及遠程監測中心設備；其中，光處理設備包括激光發射單元、環形器、光電轉換單元及處理單元；

激光發射單元接入環形器的第一端口，環形器的第二端口接入OPPC光纜，環形器的第三端口接入光電轉換單元，光電轉換單元連接處理單元；處理單元連接基站設備，基站設備連接遠程監測中心設備；

激光發射單元用于將一定頻率及脈寬的光脈沖通過環形器注入OPPC光纜，注入OPPC光纜的光脈沖產生瑞利背向散射光，瑞利背向散射光沿與光脈沖相反的方向傳播通過環形器進入光電轉換單元；光電轉換單元用于將光信號變為電信號；處理單元用于高速采樣電信號，對采樣點的電信號進行解調平滑處理得到采樣點的振動頻率及平滑后的振動幅值，組合采樣點的振動頻率及平滑后振動幅值、采樣時間、光處理設備ID得到采樣點的振動信息；

基站設備用于將采樣點的振動信息轉發至遠程監測中心設備，由遠程監測中心設備根據采樣點的振動信息分析相應OPPC光纜的振動及舞動狀態，包括：

根據光脈沖的頻率及采樣時間確定采樣點的監測距離；

對于預定監測距離上mT個采樣時間內的采樣點，將該些采樣點的振動幅值分別與幅值閾值比較，將該些采樣點的振動頻率與振動閾值比較；

若該些采樣點的振動幅值大于幅值閾值、該些采樣點的振動頻率小于振動閾值，則確定該些采樣點對應的OPPC光纜產生了舞動；

若該些采樣點的振動幅值小于幅值閾值、該些采樣點的振動頻率大于振動閾值，則確定該些采樣點對應的OPPC光纜產生了振動；

所述遠程監測中心設備還用于建立故障數據庫，包括：

收集各類輸電線路故障一段時間的頻率波形；

提取各類輸電線路故障頻率波形的特征，其中，輸電線路故障頻率波形的特征包括波頭幅值、波頭上升沿變化率、波頭下降沿變化率、波尾下降沿變化率、行波幅值范圍；

根據各類故障頻率波形的特征建立特征數據庫，以便后續根據特征數據庫分析具體線路故障。

2.如權利要求1所述的系統，其特征在于，每隔預定距離設置一光處理設備，或將光處理設備設置在變電站；基站設備設置于桿塔上。

3.如權利要求1所述的系統，其特征在于，光處理設備還包括光纖干涉儀，設置在環形器的第三端口及光電轉換單元之間，用于對瑞利背向散射光進行干涉調制。

4.如權利要求1所述的系統，其特征在于，激光發射單元包括依次連接的激光發射器、光調制器及光功率放大器；光功率放大器連接環形器的第一端口；

激光發射器用于發出激光，該激光經過光調制器作用后生成一定頻率及脈寬的光脈沖，該光脈沖經過光功率放大器后進入環形器。

5.如權利要求1所述的系統，其特征在于，處理單元對采樣點的電信號進行解調平滑處理過程包括：

利用HHT變換將采樣點的電信號轉換為采樣點的振動頻率及振動幅值；

對于任一采樣點，對該采樣點附近的多個采樣點的振動幅值進行滑動平均處理得到采樣點平滑后的振動幅值。

6.如權利要求5所述的系統，其特征在于，通過如下公式對采樣點的振動幅值進行滑動平均處理：

其中，y_i為采樣點i平滑后的振動幅值，N為采樣點個數，x_i-n為第i-n個采樣點的振動幅值，h_n為第i-n個采樣點的權重。

7.如權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括供電系統，連接基站設備，用于為基站設備供電；

其中，供電系統包括電池、風力發電設備及太陽能發電設備，風力發電設備及太陽能發電設備連接電池，用于為電池充電。