[發明專利]一種基于信號振幅的高壓輸電線快速準確故障診斷系統

在審

• 申請號: 201810401378.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108845228A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 費春國;霍洪雙
• 申請（專利權）人: 中國民航大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學欣

一種基于信號振幅的高壓輸電線快速準確故障診斷系統。其包括通過無干擾線依次相連信號采集模塊、信號處理模塊、故障分類模塊、故障相信號提取模塊、故障相信號處理模塊和故障定位模塊。本發明優點：當高壓輸電線路發生故障時，不需要任何特征提取算法對故障信號進行特征提取，僅通過采集到的三相故障電壓或電流振幅信號，經過簡單的濾波與截取，就可快速實現故障分類，然后根據故障類型提取相應故障相的電壓或電流振幅信號，經簡單的濾波，便可準確地找到故障位置，這樣通過先分類后定位的故障診斷方法，不僅有助于故障的快速排除，節省恢復供電時間，而且從技術上也保證了電網的安全、穩定和經濟運行。

技術領域

本發明屬于高壓輸電線路故障診斷技術領域，特別是涉及一種基于信號振幅的高壓輸電線快速準確故障診斷系統。

背景技術

輸電線路是電力系統的重要組成元件，擔負著輸送電能的重任，但由于長年暴露于空氣中，受惡劣環境的影響，極易發生故障。一旦發生故障，電力系統穩定性將遭到破壞，電力供應中斷，從而影響供電質量。因此，快速準確地進行故障診斷，可以加快故障線路檢修和恢復供電的速度，減少停電造成的經濟損失和社會影響，對電力系統可靠運行具有重要意義。

近年來，許多國內外學者提出了多種智能方法用于高壓輸電線的故障診斷。目前，大部分的研究集中在對特征提取算法和智能分類算法進行多種組合來實現故障的分類與定位。但是，由于現有的特征提取算法都要經過數學上復雜的變換與計算，進而造成故障分類與定位的速度過慢，同時，故障診斷所使用的特征是經過特征提取算法進行轉化后的特征，從而也大大降低了故障分類與定位的精度，因而，在提高輸電線故障診斷的速度與精度方面，受到了越來越多學者的關注。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種基于信號振幅的高壓輸電線快速準確故障診斷系統。

為了達到上述目的，本發明提供的基于信號振幅的高壓輸電線快速準確故障診斷系統包括：信號采集模塊、信號處理模塊、故障分類模塊、故障相信號提取模塊、故障相信號處理模塊和故障定位模塊：其中，信號采集模塊安裝在高壓輸電線上，并且與信號處理模塊、故障分類模塊、故障相信號提取模塊、故障相信號處理模塊和故障定位模塊通過無干擾線依次相連。

所述的信號采集模塊為信號采集傳感器,其采用普通信號采集器或高速信號采集器，包括分別用于實時采集高壓輸電線上三相電壓和三相電流故障信號的電壓采集模塊和電流采集模塊；信號處理模塊為信號整形處理電路，包括彼此相連的濾波模塊和截取模塊，其中電壓采集模塊和電流采集模塊均與濾波模塊相連，截取模塊則與故障分類模塊相接，用于對采集到的故障信號進行整形濾波；故障分類模塊為智能故障分類器，其采用能夠進行數據分類的通用計算機、DSP數據處理系統、嵌入式數字處理系統或基于FPGA的專用數據處理系統作為硬件平臺，利用人工神經網絡、決策樹、遺傳算法、樸素貝葉斯、Logistic回歸和支持向量機方法對故障信號進行訓練，在訓練結束后，根據實時采集到的故障信號實時確定故障類型；故障相信號提取模塊為信號采集傳感器，包括分別與故障分類模塊相連的故障相電壓提取模塊和故障相電流提取模塊，采用普通信號采集器或高速信號采集器，用來根據故障類型實時提取相應故障相的電壓或電流信號；故障相信號處理模塊為信號整形處理電路，包括故障相電壓濾波模塊和故障相電流濾波模塊，其中故障相電壓濾波模塊連接在故障相電壓提取模塊和故障定位模塊之間，故障相電流濾波模塊連接在故障相電流提取模塊和故障定位模塊之間，故障相電壓濾波模塊和故障相電流濾波模塊分別用于對故障相的電壓或電流信號進行整形濾波；故障定位模塊為故障定位運算器，其采用通用計算機、DSP數據處理系統、嵌入式數字處理系統或基于FPGA的專用數據處理系統作為硬件平臺，利用人工神經網絡、決策樹、遺傳算法、樸素貝葉斯、Logistic回歸和支持向量機方法對故障相的電壓或電流信號進行訓練，在訓練結束后，根據實時采集到的故障相的電壓或電流信號實時確定故障位置。

所述的濾波模塊采用可實現帶通濾波和低通濾波的通用計算機、DSP數據處理系統、嵌入式數字處理系統或基于FPGA的專用數據處理系統作為硬件平臺。