[發明專利]一種輸送電線路故障在線定位監測系統和方法

在審

• 申請號: 202210448259.7
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114689994A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 楊鵬輝;劉志國;陳學偉;陳祖情;周歡;繆華;劉思言;李學妨;甘秋華
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司普洱供電局
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01D21/02;G01S19/14;G08B19/00
• 代理公司: 武漢聚信匯智知識產權代理有限公司 42258
• 代理人: 徐松

1.一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，包括故障監測模塊和故障分析模塊，所述故障監測模塊與所述故障分析模塊電性連接；

其中，所述故障監測模塊包括采集單元和定位單元，所述采集單元呈節點分布式設置于輸電線上，用于采集輸電線對應節點的信號數據，所述采集單元包括溫度傳感器、負荷傳感器和GPS通信儀，所述定位單元設置于輸電線的兩端，用于獲取輸電線的行波信號，計算故障點至所述定位單元的距離，所述定位單元包括錄波器；

所述故障分析模塊用于獲取所述故障監測模塊的數據，分析輸電線故障的原因并輸出預警信號，所述故障分析模塊包括計算單元、氣象單元、統計臺賬單元、人工決策單元、預警單元和通訊單元。

2.根據權利要求1所述的一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，所述溫度傳感器用于采集輸電線各節點的工作溫度，當其中一組或多組所述溫度傳感器采集的溫度超過設定溫度時，即判斷與該組所述溫度傳感器相鄰的前后兩組所述溫度傳感器之間的區域發生故障，所述負荷傳感器用于采集輸電線的電流，當相鄰的兩組所述負荷傳感器采集的電流方向和大小變化超過設置范圍時，即判斷該區間輸電線發生故障，所述GPS通信儀用于傳輸采集數據，并定期校準所述采集單元的時間，使每組所述采集單元同步工作，當判斷發生故障時，所述采集單元通過GPS通信儀將故障信息傳輸至所述故障監測模塊內。

3.根據權利要求1所述的一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，所述錄波器采用雙端同時獲取輸電線雙向的行波信號后生成波動曲線，根據比對故障發生前后的波動情況，判斷行波信號的異常點，并根據異常點定位故障發生的準確距離。

4.根據權利要求1所述的一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，所述計算單元用于計算所述采集單元傳輸的數據，當采集數據超過標準數據值一定范圍時即判斷為故障數據，其中，所述負荷傳感器的故障類型包括高電流故障、低電流故障和無電流故障，高電流故障的計算依據為采集電流值大于標準電流值的15％，低電流故障的計算依據為采集電流值小于標準電流值的15％，無電流故障的依據為采集電流值為0，所述溫度傳感器的故障類型包括高溫故障和失電故障，高溫故障的計算依據為采集溫度超過環境溫度5℃，失電故障的依據為無溫度數據。

5.根據權利要求1所述的一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，所述氣象單元用于獲取輸電線鋪設區域每日的溫濕度、風向風速、降雨/雪量和氣象預警信息，為故障原因分析判斷提供依據。

6.根據權利要求1所述的一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，所述統計臺賬單元用于記錄每次故障的發生時間和點位、故障原因和對應的解決措施，為輸電線整體運維和檢修提供數據統計。

7.根據權利要求1所述的一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，所述人工決策單元用于由管理人員審核所述故障分析模塊得出的故障原因，所述預警單元用于根據所述故障分析模塊的結果對故障原因進行分類并輸出對應的預警信息，分類包括高風險預警、中風險預警和低風險預警，高風險預警為會對輸電線路產生一定危害、且已經造成輸送電斷開，中風險預警為暫時未造成輸送電斷開，但采集數據波動多次超過預設范圍值，低風險預警為輸送電正常，但采集數據波動在預設范圍值內出現不規則波動，所述通訊單元用于通訊連接管理人員終端，將故障預警信息發送給管理人員。

8.一種輸送電線路故障在線定位監測方法，應用于權利要求1～7中任一項所述的一種輸送電線路故障在線定位監測系統，其特征在于，包括以下步驟：

S1，故障監測模塊安裝，在輸電線鋪設時，在輸電線上選擇若干節點安裝故障采集單元，并通過GPS通信儀將各節點的傳感器信號與故障監測模塊連接，然后在輸電線兩端安裝錄波器，并將錄波器信號傳輸端與故障監測模塊連接；

S2，工作信號采集，負荷傳感器和溫度傳感器實時采集輸電線的電流和溫度變化，雙端錄波器同時記錄行波信號并生成波動曲線，故障監測模塊將采集數據傳輸至故障分析模塊內；

S3，故障響應及定位，當故障分析模塊的計算單元計算出采集數據超出預設值范圍時，通過數據異常的傳感器分布點位快速判斷故障區間，同時計算單元根據錄波器記錄的雙端行波信號的波動情況計算出故障點的準確距離；

S4，故障原因分析，故障分析模塊根據計算模塊計算的故障類型和點位，結合氣象單元獲取的氣象條件及統計臺賬單元記錄的歷史故障判斷本次故障發生原因的幾種可能性，再由管理人員通過人工決策單元審核并確定故障分析結果；

S5，故障預警排查，根據故障分析模塊得出的結果通過預警單元生成對應的預警等級，并輸出預警信號，同時通過通訊單元將預警信息發送至管理人員終端，及時安排人員進行故障排查及解除。