CN108828399B - 一种远程自动查找电力输电线故障监控系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，整体系统包括硬件和软件两个系统。所述系统运行模式为：线路保护动作—保护装置将故障测距发至规约转换器—规约转换器将故障测距数据转化为无人机电台数传数据发至无人机监控平台—无人机启动飞至故障点收集采集输电线路故障情况—故障情况发至供电公司运维部‑运维部组织消缺排除故障。本发明可有效降低电力输电线路维护运行成本、缩短故障查找时间。
Description
本发明属于电力自动监测与控制领域，具体涉及一种远程自动查找电力输电线故障监控系统。
背景技术
随着电力系统线路继电保护的日益发展，微机线路保护已具备准确指示线路故障距离的能力。
目前，当电力输电线出现故障后，一般采用以下工作程序：线路保护动作—监控系统发出报文—监控班通知输电运维专业—输电运维专业按报文指示故障范围巡视线路查找故障—故障点上报公司运维部—运维部组织消缺排除故障。
针对现有技术中的工作程序，存在以下问题：受实际环境的影响大，比如天气、地形等；工作人员的工作量增大；增大了人工巡检发生危险的机率；提高了电力设备的维护成本等。
本发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种远程自动查找电力输电线故障监控系统。
一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，包括具有故障测距功能的微机线路保护装置，通讯数据线，规约转换器，无线信号处理装置，无人机，故障点数据成像显示器；其特征在于：
所述微机线路保护装置为变电站内二次设备，用于监测电力输电线路故障；当所述电力输电线故障时，发送跳闸命令跳开所述电力输电线路的断路器，同时监测获取故障测距数据，并发送所述故障测距数据；
所述通讯数据线用于将所述故障测距数据传输至所述规约转换器；
所述规约转换器，用于将所述故障测距数据转换为所述无人机可识的电台数传数据，并将所述电台数传数据传输至所述无线信号处理装置；
所述无线信号处理装置包括接收部分与发射部分，其中，所述接收部分用于接收所述电台数传数据，并通过所述发射部分将所述电台数传数据传输至所述无人机的监控平台；
所述监控平台依据所述故障测距数据生成预置路径程序，所述无人机按照所述预置路径程序飞至所述输电线路故障点，并在所述输电线路故障点的前后一端距离进行精密拍照，获取图像数据；
所述无人机将所述图像数据传回所述无线信号处理装置的接收装置；所述无线信号处理装置的所述发射部分将所述图像数据传输至所述故障点数据成像显示器；
所述故障点数据成像显示器用于显示所述图像数据；
线路运维人员根据显示的所述图像数据分析故障原因并组织消缺。
优选的，在本发明中，所述系统还包括电力GIS系统，存储电力输电线路上各个基杆塔地理数据信息。
优选的，在本发明中，所述监控平台依据所述故障测距数据生成预置路径程序，具体为所述监控平台具有自动飞行脚本模块，所述自动飞行脚本模块依据国网GIS系统的杆塔高度、等高、等地理位置原理将所述故障测距数据自动生成所述无人机可识别的预置路径程序；所述无人机根据所述预置路径程序飞至所述输电线路故障点。
优选的，在本发明中，所述预置路径程序包括杆塔线路程序与巡视线路程序；其中，所述杆塔线路程序具体为所述微机线路保护装置根据所述故障测距数据确定距离故障点最近的目标基杆塔，所述无人机与所述目标基杆塔的路线程序；所述巡视线路程序具体为所述无人机在抵达所述目标基杆塔后，进行所述故障点的巡视的路线程序。
优选的，在本发明中，所述监控平台，还用于检测环境，当检测到的环境参数不适合所述无人机启航时，发送闭锁信号至监控平台，闭锁所述无人机启航；当检测到的所述环境参数适合所述无人机启航时，则无人机根据所述微机线路保护装置发送的所述指令进行运行。
优选的，在本发明中，所述监控平台还包括定位模块、环境感知模块和避障主控模块；所述定位模块用于定位所述无人机的位置，所述环境感知模块实时获取无人机周围的环境信息数据，并将所述环境信息数据发送至所述避障主控模块，所述避障主控终模块对所述环境信息数据进行融合处理，根据融合处理后的数据和所述预置路径程序进行SLAM运算，根据SLAM运算结果与所述预置路径程序更新无人机飞行路径，其中，环境信息数据包括障碍物位置信息数据。
优选的，在本发明中，所述电台数传数据包括线路编号、故障测距。
优选的，在本发明中，所述前后一端距离为所述输电线路故障点的指定范围查找。
优选的，在本发明中，所述无人机配置高清红外夜视摄像头，用于进行所述精密拍照，获取所述图像数据。
优选的，在本发明中，所述无人机系统存储有所需监测线路数据，所述监测线路数据包括杆塔坐标、等高数据、线路长度。
本发明有益效果：
1、整体系统结构简单，运行成本低，适应性强，便于运行；
2、采用无人机方式受外界环境影响小，不受高度等限制，巡视灵活，拍照方便、角度全面；同时可根据实际环境实时制定无人机飞行路径；
3、大大降低了工作人员的工作量，以及人工巡检发生危险的机率；
4、降低整体电力系统的维护费用。
附图说明
图1是本发明一实施例中电力输电线故障监控系统的总体结构示意图。
具体实施方式
本发明提出了一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，下面结合附图与实施例详细进行说明。
一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，包括具有故障测距功能的微机线路保护装置，通讯数据线，规约转换器，无线信号处理装置，无人机，故障点数据成像显示器；其特征在于：
所述微机线路保护装置为变电站内二次设备，用于监测电力输电线路故障；当所述电力输电线故障时，发送跳闸命令跳开所述电力输电线路的断路器，同时监测获取故障测距数据，并发送所述故障测距数据；
所述通讯数据线用于将所述故障测距数据传输至所述规约转换器；
所述规约转换器，用于将所述故障测距数据转换为所述无人机可识的电台数传数据，并将所述电台数传数据传输至所述无线信号处理装置；
所述无线信号处理装置包括接收部分与发射部分，其中，所述接收部分用于接收所述电台数传数据，并通过所述发射部分将所述电台数传数据传输至所述无人机的监控平台；
所述监控平台依据所述故障测距数据生成预置路径程序，所述无人机按照所述预置路径程序飞至所述输电线路故障点，并在所述输电线路故障点的前后一端距离进行精密拍照，获取图像数据；
所述无人机将所述图像数据传回所述无线信号处理装置的接收装置；所述无线信号处理装置的所述发射部分将所述图像数据传输至所述故障点数据成像显示器；
所述故障点数据成像显示器用于显示所述图像数据；
线路运维人员根据显示的所述图像数据分析故障原因并组织消缺。
优选的，在本发明中，所述系统还包括电力GIS系统，存储电力输电线路上各个基杆塔地理数据信息。
优选的，在本发明中，所述监控平台依据所述故障测距数据生成预置路径程序，具体为所述监控平台具有自动飞行脚本模块，所述自动飞行脚本模块依据国网GIS系统的杆塔高度、等高、等地理位置原理将所述故障测距数据自动生成所述无人机可识别的预置路径程序；所述无人机根据所述预置路径程序飞至所述输电线路故障点。
优选的，在本发明中，所述预置路径程序包括杆塔线路程序与巡视线路程序；其中，所述杆塔线路程序具体为所述微机线路保护装置根据所述故障测距数据确定距离故障点最近的目标基杆塔，所述无人机与所述目标基杆塔的路线程序；所述巡视线路程序具体为所述无人机在抵达所述目标基杆塔后，进行所述故障点的巡视的路线程序。
优选的，在本发明中，所述监控平台，还用于检测环境，当检测到的环境参数不适合所述无人机启航时，发送闭锁信号至监控平台，闭锁所述无人机启航；当检测到的所述环境参数适合所述无人机启航时，则无人机根据所述微机线路保护装置发送的所述指令进行运行。
优选的，在本发明中，所述监控平台还包括定位模块、环境感知模块和避障主控模块；所述定位模块用于定位所述无人机的位置，所述环境感知模块实时获取无人机周围的环境信息数据，并将所述环境信息数据发送至所述避障主控模块，所述避障主控终模块对所述环境信息数据进行融合处理，根据融合处理后的数据和所述预置路径程序进行SLAM运算，根据SLAM运算结果与所述预置路径程序更新无人机飞行路径，其中，环境信息数据包括障碍物位置信息数据。
优选的，在本发明中，所述电台数传数据包括线路编号、故障测距。
优选的，在本发明中，所述前后一端距离为所述输电线路故障点的指定范围查找。
优选的，在本发明中，所述无人机配置高清红外夜视摄像头，用于进行所述精密拍照，获取所述图像数据。
优选的，在本发明中，所述无人机系统存储有所需监测线路数据，所述监测线路数据包括杆塔坐标、等高数据、线路长度。
如图1所示，为本发明提出的系统，所述系统具体包括：
具有测距功能的微机线路保护装置1、通讯数据线2、规约转换器3、无线信号处理装置4、可接收无线信号的无人机5、输电线路故障点6、故障点数据成像显示器7。
具有测距功能的微机线路保护装置1、通讯数据线2、规约转换器3、无线信号处理装置4、故障点数据成像显示器7安装于变电站控制室内。其中，无线信号处理装置4也可安装在主控楼楼顶，可包括接收部分、发射部分；故障点数据成像显示器7也可安装在运维部线路室。
可接收无线信号无人机5的无人机停机坪可布置于变电站主控楼楼顶，待机状态下处于充电状态，所述无人机优选为油电混合复合翼无人机。
输电线路故障点6，会随机出现在整条线路任何位置。
实施例1
在日常运行工作中，电力输电线在运行状态下遇不可控因素会造成输电线路故障，如单相接地、相间短路接地、相间短路等故障。
所述微机线路保护装置为变电站内二次设备，用于监测电力输电线路故障；当所述电力输电线故障时，发送跳闸命令跳开所述电力输电线路的断路器，同时监测获取故障测距数据，并发送所述故障测距数据。
此外，该系统具有电力GIS系统，用于存储电力输电线路上各个基杆塔地理数据信息。
规约转换器3将所述故障测距数据转换为无人机5能识别的电台数传数据传输至无线信号处理装置4。其中，所述电台数传数据中包含：线路编号、故障测距等数据信息。
无线信号处理装置4中的发射部分将所述电台数传数据发送至无人机5，无人机5启动并按预置路径程序（线路编号、杆塔坐标、高差、线路走向）飞至输电线路故障点6，并在输电线路故障点6前后100米通过配置的高清红外夜视摄像头进行精密拍照，获取图像数据，所述无人机系统存储有所需监测线路数据，所述监测线路数据包括杆塔坐标、等高数据、线路长度。其中，前后100米可通过监控平台根据输送线情况进行设置。
其中，具有无人机监控平台，用于检测环境，当检测到的环境参数不适合所述无人机启航时，发送闭锁信号至监控平台，比闭锁所述无人机启航；当检测到的所述环境参数适合所述无人机启航时，则无人机根据所述微机线路保护装置发送的所述指令进行运行。
所述监控平台依据所述故障测距数据生成预置路径程序，具体为所述监控平台具有自动飞行脚本模块，所述自动飞行脚本模块依据国网GIS系统的杆塔高度、等高、等地理位置原理将所述故障测距数据自动生成所述无人机可识别的预置路径程序；所述无人机根据所述预置路径程序飞至所述输电线路故障点。所述预置路径程序包括杆塔线路程序与巡视线路程序；其中，所述杆塔线路程序具体为所述微机线路保护装置根据所述故障测距数据确定距离故障点最近的目标基杆塔，所述无人机与所述目标基杆塔的路线程序；所述巡视线路程序具体为所述无人机在抵达所述目标基杆塔后，进行所述故障点的巡视的路线程序。
具体的，所述监控平台包括定位模块、环境感知模块和避障主控模块；所述定位模块用于定位所述无人机的位置，所述环境感知模块实时获取无人机周围的环境信息数据，并将所述环境信息数据发送至所述避障主控模块，所述避障主控终模块对所述环境信息数据进行融合处理，根据融合处理后的数据和所述预置路径程序进行SLAM运算，根据SLAM运算结果与所述预置路径程序更新无人机飞行路径，其中，环境信息数据包括所述障碍物位置信息数据。
无人机5将所述图像数据传回无线信号处理装置4的接收装置.无线信号处理装置4的发射部分将图像数据传输至故障点数据成像显示器7；
故障点数据成像显示器7用于显示所述图像数据；
线路运维人员根据显示的所述图像数据分析故障原因并组织消缺。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (8)
1.一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，包括具有故障测距功能的微机线路保护装置，通讯数据线，规约转换器，无线信号处理装置，无人机，故障点数据成像显示器；其特征在于：
所述微机线路保护装置为变电站内二次设备，用于监测电力输电线路故障；当所述电力输电线路故障时，发送跳闸命令跳开所述电力输电线路的断路器，同时监测获取故障测距数据，并发送所述故障测距数据；
所述通讯数据线用于将所述故障测距数据传输至所述规约转换器；
所述规约转换器，用于将所述故障测距数据转换为所述无人机可识的电台数传数据，并将所述电台数传数据传输至所述无线信号处理装置；
所述无线信号处理装置包括接收部分与发射部分，其中，所述接收部分用于接收所述电台数传数据，并通过所述发射部分将所述电台数传数据传输至所述无人机的监控平台；
所述监控平台依据所述故障测距数据生成预置路径程序，所述无人机按照所述预置路径程序飞至所述输电线路故障点，并在所述输电线路故障点的前后一段距离进行精密拍照，获取图像数据；
所述无人机将所述图像数据传回所述无线信号处理装置的接收装置；所述无线信号处理装置的所述发射部分将所述图像数据传输至所述故障点数据成像显示器；
所述故障点数据成像显示器用于显示所述图像数据；
线路运维人员根据显示的所述图像数据分析故障原因并组织消缺；
所述系统还包括电力GIS系统，存储电力输电线路上各个基杆塔地理数据信息；
所述监控平台依据所述故障测距数据生成预置路径程序，具体为所述监控平台具有自动飞行脚本模块，所述自动飞行脚本模块依据国网GIS系统的杆塔高度、等高、等地理位置原理将所述故障测距数据自动生成所述无人机可识别的预置路径程序；所述无人机根据所述预置路径程序飞至所述输电线路故障点。
2.根据权利要求1所述一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，其特征在于：所述预置路径程序包括杆塔线路程序与巡视线路程序；其中，所述杆塔线路程序具体为所述微机线路保护装置根据所述故障测距数据确定距离故障点最近的目标基杆塔，所述无人机与所述目标基杆塔的路线程序；所述巡视线路程序具体为所述无人机在抵达所述目标基杆塔后，进行所述故障点的巡视的路线程序。
3.根据权利要求1所述一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，其特征在于：所述监控平台，还用于检测环境，当检测到的环境参数不适合所述无人机启航时，发送闭锁信号至监控平台，闭锁所述无人机启航；当检测到的所述环境参数适合所述无人机启航时，则无人机根据所述微机线路保护装置发送的指令进行运行。
4.根据权利要求1所述一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，其特征在于：所述监控平台还包括定位模块、环境感知模块和避障主控模块；所述定位模块用于定位所述无人机的位置，所述环境感知模块实时获取无人机周围的环境信息数据，并将所述环境信息数据发送至所述避障主控模块，所述避障主控模块对所述环境信息数据进行融合处理，根据融合处理后的数据和所述预置路径程序进行SLAM运算，根据SLAM运算结果与所述预置路径程序更新无人机飞行路径，其中，环境信息数据包括障碍物位置信息数据。
5.根据权利要求1所述一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，其特征在于：所述电台数传数据包括线路编号、故障测距。
6.根据权利要求1所述一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，其特征在于：所述前后一段距离为所述输电线路故障点的指定范围。
7.根据权利要求1所述一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，其特征在于：所述无人机配置高清红外夜视摄像头，用于进行所述精密拍照，获取所述图像数据。
8.根据权利要求1所述一种远程自动查找电力输电线故障监控系统，其特征在于：所述无人机系统存储有所需监测线路数据，所述监测线路数据包括杆塔坐标、等高数据、线路长度。
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| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20200710 Termination date: 20210404 |
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