智能故障监测终端及其监测方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及输电线路检测设备，特别涉及一种用于检测电力线路跳闸故障的智能故障监测终端及其监测方法。
【【背景技术】】
[0002]输电线路翻山越岭，极易遭受雷电、动植物、风吹舞动、覆冰等各种自然因素的影响而发生跳闸事故。每一次跳闸事故，除给系统带来冲击外，都会给绝缘子、导线等设施带来损坏，给系统运行留下安全隐患。因此，及时准确的找到故障点并对线路进行修复是线路运行维护的一项重要工作。
【
【发明内容】
】
[0003]有鉴于此，为克服现有技术的不足，本发明提供一种智能故障监测终端及其监测方法，将该装置安装于输电线路导线上，能够快速准确监测线路出现故障的地方，并对故障原因进行诊断。
[0004]为了实现上述目的，
[0005]智能故障监测终端，包括监测终端、数据中心与工作站组成，所述监测终端与所述数据中心之间通过GPRS/CDMA连接，所述数据中心与工作站通过网络连接，所述监测终端采集输电线路故障发生时刻的暂态和稳态故障信号并上传到所述数据中心，所述数据中心将信号传输到所述工作站，所述工作站供客户端计算机WEB查询和手机WAP查询。
[0006]较佳地，所述监测终端分布安装于输电线路导线上，每间隔15-20公里安装一只。
[0007]智能故障监测终端的监测方法，包括以下步骤:
[0008](I)根据工频故障电流定位故障区间:设定输电线路在1、j、m、n等灯塔处设置了监测终端，当第j基杆塔至第m基杆塔间发生了跳闸事故，利用1、j处的工频故障电流相位与m、η处的工频故障电流相位相反的原理，即确定故障发生在j、m间。
[0009](2)实施行波精确定位:在故障j、m间实施行波定位，系统采用行波波速在线测量技术，即根据同一行波经过相邻两个监测终端的时间，可准确计算出行波波速，进行故障行波定位。
[0010](3)对于复杂网格结构的输电线路，在分支点处分别安装智能故障监测终端，将复杂网格划分为多个简单的单线结构，再利用上述步骤(1)、(2)方法对故障区内实施行波定位。
[0011](4)监测故障行波电流未衰减或畸变，根据所述行波电流的电磁暂态特征，实现雷击与非雷击、雷击故障中绕击与反击的辨识。
[0012]进一步，所述智能故障监测终端实现输电线路故障行波信号和工频故障信号的检测与采集，通过高速循环采集技术实现故障信号的全过程采集。
[0013]本发明的有益效果是，采用新颖的分布式行波测量技术，使故障定位的准确度和可靠性大大提高，能够快速准确监测线路出现故障的地方，并对故障原因进行诊断。
[0014]能准确对雷击与非雷击，雷击故障中的绕击与反击进行识别，并能辨识线路遭受雷击的次数及位置，为电力部门评价线路安全运行水平提供各种防护措施的有效性以及提尚线路运彳丁可靠性提供有力依据。
【【附图说明】】
[0015]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016]图1为本发明的系统结构框图。
[0017]图2为雷击避雷线或杆塔未跳闸的典型行波波形示意图。
[0018]图3为雷击线路旁未跳闸的典型行波波形示意图。
【【具体实施方式】】
[0019]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]参照图1，智能故障监测终端，包括监测终端1、数据中心2和工作站3，监测终端I和数据中心2之间通过GPRS/CDMA连接，数据中心2与工作站3之间通过网络连接，工作站3再给客户端提供计算机WEB查询和手机WAP查询两种方式。
[0021]监测终端I采集输电线路故障发生时刻的暂态和稳态故障信号并上传到所述数据中心2，所述数据中心2将信号传输到所述工作站3。
[0022]各个监测终端I安装于输电线路导线上，每隔15-20公里分布式的安装于线路导线上，可以近距离地捕捉故障瞬间的行波信号。监测输电线路故障发生时刻的暂态和稳态故障信号，同时采集这些信号并上传到数据中心。监测终端I同时还对线路平常运行的信息如负荷电流、导线温度等和自身运行状态如通信状态、电源状态、内部工作温度等进行监测。
[0023]本发明所述的监测终端I具有以下功能:
[0024]监测量的检测和采集功能:主要实现输电线路故障行波信号和工频故障信号的检测与采集，通过高速循环采集技术实现故障信号的全过程采集。
[0025]数据处理功能:对采集的信号进行相应的数据处理和分析。
[0026]数据通信功能:上传采集信号，接受下传参数及控制命令。
[0027]自检和自恢复功能:定时自检终端状态上报数据中心；对系统可能出现的死机问题具有自恢复功能。
[0028]软件升级功能:可重新接收下传的运行软件，实现功能的升级。
[0029]采用上述智能故障监测终端对线路监测的具体方法是:
[0030](I)根据工频故障电流确定故障区间，设定输电线路在1、j、m、η等杆塔处装设了智能故障监测终端，现在第j基杆塔至第m基杆塔间发生了跳闸事故。此时，1、j处的工频故障电流相位与m、η处的工频故障电流相位是相反的，利用这一简单逻辑原理，可以十分准确地确定故障发生在j、m间。
[0031](2)确定的故障区间后实施行波精确定位:由于行波定位的故障区间变短，地形弧垂所引起的误差按比例线性缩小。在故障区间确定在j、m间后，只需对j、m段实施行波定位。于此同时，系统采用分布式行波波速在线测量技术，即根据同一行波经过相邻两个智能故障监测终端的时间，可准确计算出行波波速，消除了行波波速对行波定位精度的影响，进一步提高了故障行波定位精度。
[0032](3)对于复杂网格结构的输电线路，在分支点处可安装智能故障监测终端，将复杂网格划分为一些简单的单线结构，之后仍采用上述步骤(1)、(2)所述方法:先利用工频故障电流定位故障区间，再在故障区间内实施行波定位。
[0033](4)由于雷击或非雷击等不同原因引发的输电线路跳闸故障，闪络通道特性各不相同，这些不同会在故障瞬时形成的行波中得到体现。因此通过分析就近监测到的故障行波电流(未衰减和畸变)，挖掘其行波电流的电磁暂态特征，可以用来辨识故障引起的原因，实现雷击与非雷击、雷击故障中绕击与反击的辨识。
[0034](5)对于非雷击故障，系统的开放式自学习平台，能够准确捕捉非雷击故障行波电流数据，并学络前后高次谐波的频谱特征，总结同类非雷击故障相同或相似的特征，从而非雷习其故障电流在闪击故障的性质精确辨识成为可能。
[0035](6)如图2、图3所示，由于雷击不同位置(雷击杆塔、雷击避雷线、雷击线路旁)在导线上引发的电磁扰动，其电磁暂态特性各不相同，因此可通过分析监测到的行波电流，可实现雷击未跳闸情况下雷击避雷线、杆塔及导线的辨识。
[0036]本发明能够快速准确监测线路出现故障的地方，并对故障原因进行诊断。
[0037]采用新颖的分布式行波测量技术，使故障定位的准确度和可靠性大大提高，能够快速准确监测线路出现故障的地方，并对故障原因进行诊断。
[0038]能准确对雷击与非雷击，雷击故障中的绕击与反击进行识别，并能辨识线路遭受雷击的次数及位置，为电力部门评价线路安全运行水平提供各种防护措施的有效性以及提尚线路运彳丁可靠性提供有力依据。
[0039]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.智能故障监测终端，其特征在于，包括监测终端、数据中心与工作站组成，所述监测终端与所述数据中心之间通过GPRS/CDMA连接，所述数据中心与工作站通过网络连接，所述监测终端采集输电线路故障发生时刻的暂态和稳态故障信号并上传到所述数据中心，所述数据中心将信号传输到所述工作站，所述工作站供客户端计算机WEB查询和手机WAP查询。
2.根据权利要求1所述的智能故障监测终端，其特征在于，所述监测终端分布安装于输电线路导线上，每间隔15-20公里安装一只。
3.基于权利要求1所述的智能故障监测终端的监测方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)根据工频故障电流定位故障区间:设定输电线路在1、j、m、n等灯塔处设置了监测终端，当第j基杆塔至第m基杆塔间发生了跳闸事故，利用1、j处的工频故障电流相位与m、η处的工频故障电流相位相反的原理，即确定故障发生在j、m间； (2)实施行波精确定位:在故障j、m间实施行波定位，系统采用行波波速在线测量技术，即根据同一行波经过相邻两个监测终端的时间，可准确计算出行波波速，进行故障行波定位; (3)对于复杂网格结构的输电线路，在分支点处分别安装智能故障监测终端，将复杂网格划分为多个简单的单线结构，再利用上述步骤(1)、(2)方法对故障区内实施行波定位； (4)监测故障行波电流未衰减或畸变，根据所述行波电流的电磁暂态特征，实现雷击与非雷击、雷击故障中绕击与反击的辨识。
4.根据权利要求3所述的智能故障监测终端的监测方法，其特征在于，所述智能故障监测终端实现输电线路故障行波信号和工频故障信号的检测与采集，通过高速循环采集技术实现故障信号的全过程采集。
【专利摘要】本发明公开了智能故障监测终端及其监测方法，所述智能故障监测终端包括智能故障监测终端、数据中心和工作站，客户端提供了计算机WEB查询和手机WAP查询两种方式，智能故障监测终端和数据中心之间通过GPRS/CDMA连接。监测方法是，先利用工频故障电流定位故障区间，再在故障区间内实施行波定位。所述智能故障监测终端安装在输电线路导线上，可以近距离地捕捉故障瞬间的行波信号，还能分析引发输电线路发生故障跳闸的不同原因，实现雷击与非雷击、雷击故障中绕击与反击的辨识。本发明安装于输电线路导线上，能够快速准确监测线路出现故障的地方，并对故障原因进行诊断。
【IPC分类】G01R31-08
【公开号】CN104749490
【申请号】CN201510176788
【发明人】王文敏, 金辉, 张敏, 林月峰, 李勇, 杨莹, 李金戈, 朱海波, 曾忱, 聂荣镇, 孟耿琼, 易文楷, 童庆望, 柯方超, 周秋鹏, 孙利平, 廖晓红, 段志强
【申请人】国家电网公司, 湖北省送变电工程公司, 国网湖北省电力公司经济技术研究院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年4月14日