[發明專利]一種分布式線路故障檢測與定位系統及方法

有效

• 申請號: 202011266836.8
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112363021B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 楊慶;韋思宇;周桐;羅曼丹
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R31/12;G01S5/06
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司 11496
• 代理人: 周倩

本發明公開了一種分布式線路故障檢測與定位系統，多個站點分別安裝所述系統，其中，所述系統包括：信號采集模塊，用于采集待檢測區域內線路產生電弧故障所產生的電磁輻射信號；信號分析模塊，用于分析采集到的電磁輻射信號的頻譜特征，提取特征參數，并將提取出的特征參數分別與預設特征閾值進行比較，判斷線路是否發生電弧故障；故障定位模塊，用于當判斷線路發生電弧故障時，基于到達時間差定位原理確定發生電弧故障的位置。本發明公開了一種分布式線路故障檢測與定位方法。本發明能夠利用電弧故障產生的電磁輻射信號有效地檢測電弧故障，并實現對故障的精確定位。

技術領域

本發明涉及電力系統輸配電線路技術領域，具體而言，涉及一種分布式線路故障檢測與定位系統及方法。

背景技術

電力系統輸配電線路是電網的重要組成部分，隨著電網規模不斷擴大，特別是中壓架空線路，存在分支眾多，饋線結構復雜等特點，因此對于輸配電線路故障檢測與定位的智能化提出了更高的要求。針對電力系統故障進行及時、準確的定位，能夠大大提升電網運行的安全性、穩定性。現有的輸配電線路故障定位技術主要通過采集電壓電流等電氣量，結合線路模型進行反演，但電網的電氣參數容易受系統運行方式、接地方式等因素影響，由此限制了故障檢測的準確度與定位誤差。輸配電線路故障定位主要分為行波法和故障分析法。目前廣泛應用的行波故障定位法，容易受到高阻故障難以定位、存在波頭檢測失敗等的限制。而故障分析法的定位精度受限于線路模型的準確度，定位效果較差，且目前都需要將大量傳感器安裝在一次設備上，投資高，覆蓋范圍小，存在安裝不便與后期維護困難等問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種分布式線路故障檢測與定位系統及方法，以解決現有技術中對輸配電線路電弧故障定位不夠有效，故障辨識與定位精度不高，監測故障投資成本大，需停電安裝帶來安裝與維護不便的問題。

本發明提供了一種分布式線路故障檢測與定位系統，多個站點分別安裝所述系統，其中，所述系統包括：

信號采集模塊，用于采集待檢測區域內線路產生電弧故障所產生的電磁輻射信號；

信號分析模塊，用于分析采集到的電磁輻射信號的頻譜特征，提取特征參數，并將提取出的特征參數分別與預設特征閾值進行比較，判斷線路是否發生電弧故障，其中，所述特征參數包括特征頻段f_F、最大峰值點f_max以及第一頻段與第三頻段的頻帶能量比重P；

故障定位模塊，用于當判斷線路發生電弧故障時，基于到達時間差定位原理確定發生電弧故障的位置。

作為本發明進一步的改進，所述信號采集模塊包括帶寬為30-200MHz，增益為15dB的鞭狀天線。

作為本發明進一步的改進，所述信號采集模塊還包括：

濾波單元，用于對采集到的電磁輻射信號進行濾波；

放大單元，用于對濾波后的電磁輻射信號進行放大；

數據采集單元，用于對放大后的電磁輻射信號進行采集。

作為本發明進一步的改進，所述濾波單元采用帶寬為30-120MHz的帶通濾波器，所述放大單元采用增益為15dB的放大器。

作為本發明進一步的改進，所述信號采集模塊還包括GPS時間同步單元，用于控制所述數據采集單元采集電磁輻射信號的采樣頻率。

作為本發明進一步的改進，所述信號分析模塊分析采集到的電磁輻射信號的頻譜特征，提取特征參數，包括：

通過傅里葉變換算法分析所述采集到的電磁輻射信號的頻譜分布和功率譜分布；