CN110286300A - 一种多分支输电线路故障定位方法、装置、设备及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供了一种多分支输电线路故障定位方法、装置、设备及系统，方法包括：获取输电线路的运行状态信息；其中，所述运行状态信息包括突变电流和突变时间；当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型；根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点；获取所述故障节点的位置信息，并将所述位置信息和故障信息发送至用户终端。本发明通过利用地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，对多分支输电线路故障位置进行整体综合研判，解决了线路故障定位不准和误报的问题，杜绝了就地判故障出现误报和混淆的情况。
Description
技术领域
本发明涉及架空线路故障处理技术领域，具体而言，涉及一种多分支输电线路故障定位方法。
背景技术
电力工业是国民经济的支柱产业，输电线路是电力系统的核心，电力系统的安全可靠运行是国民经济快速发展的关键。近年来，由于输电线路传输距离远、线路分支多、运行情况复杂，环境和气候条件恶劣，输电线路故障而诱发的电力系统瘫痪的事件时有发生，及时进行故障定位和排除是至关重要的。
现有的技术方案是采用就地型架空远传终端设备，根据线路就地采集的数据进行瞬时、永久和接地故障判断，并对故障信息进行推送。由于线路电流负载和电场容易受天气及外部环境影响，触发门槛值后即上送故障遥信，无法做到针对整条线路进行综合甄别，虽然实现了线路告警提示，但是误报率较高，对实际输电线路实时检测定位不准，容易造成混淆。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种多分支输电线路故障定位方法，以改善现有技术中线路故障定位不准的问题。
本发明实施例提供了一种多分支输电线路故障定位方法，包括如下步骤：
获取输电线路的运行状态信息；其中，所述运行状态信息包括突变电流和突变时间；
当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型；
根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点；
获取所述故障节点的位置信息，并将所述位置信息和故障信息发送至用户终端。
优选的，所述线路拓扑图为由各节点形成的分支线路，所述节点包括起点、终点、正常设备点和故障设备点，所述故障节点位于相邻所述节点之间。
优选的，所述根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点，具体包括：
将正常设备点和故障设备点之间标记为故障节点；其中，所述故障节点与所述起点之间的节点均为非正常节点，所述故障节点与所述终点之间的节点均为正常节点。
优选的，在当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型之后，还包括：
更新各节点处故障指示器的显示状态。
本实施例还提供了一种故障定位装置，包括：
运行状态信息获取单元，用于获取输电线路的运行状态信息；其中，所述运行状态信息包括突变电流和突变时间；
故障类型获取单元，用于当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型；
故障节点生成单元，用于根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点；
故障定位单元，用于获取所述故障节点的位置信息，并将所述位置信息和故障信息发送至用户终端。
优选的，所述故障节点生成单元具体用于：
将正常设备点和故障设备点之间标记为故障节点；其中，所述故障节点与所述起点之间的节点均为非正常节点，所述故障节点与所述终点之间的节点均为正常节点。
本发明还提供了一种多分支输电线路故障定位设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的多分支输电线路故障定位方法。
本发明实施例还提供了一种多分支输电线路故障定位系统，包括：故障指示器、汇集单元、用户终端以及如上述的多分支输电线路故障定位设备，所述汇集单元连接所述故障指示器，所述多分支输电线路故障定位设备分别连接所述汇集单元和用户终端，其中，
所述故障指示器配置于各分支线路，用于采集线路的运行状态信息；
所述汇集单元，用于接收各节点的运行状态信息并通过第一无线通信模块发送至所述多分支输电线路故障定位设备；
所述多分支输电线路故障定位设备通过线路拓扑图进行故障诊判，生成故障信息并通过第二无线通信模块发送至用户终端。
优选的，还包括数据库服务器和通信主站，所述多分支输电线路故障定位设备通过所述通信主站与所述汇集单元进行通信，所述通信主站通过API连接所述多分支输电线路故障定位设备，所述数据库服务器通过JDBC分别与所述多分支输电线路故障定位设备和所述通信主站连接。
上述一个实施例中，根据输电线路的运行状态获取故障类型，通过利用地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，进而获取故障节点的位置信息，进而对多分支输电线路故障位置进行整体综合研判，解决了线路故障定位不准和误报的问题，杜绝了就地判故障出现误报和混淆的情况。
上述一个实施例中，通过与地理信息系统的结合，使得在故障发生后的几分钟内即可给出故障位置和故障时间的指示信息。通过将所述位置信息和所述故障类型发送至用户终端，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为本发明第一实施例提供的多分支输电线路故障定位方法的流程示意图。
图2为本发明第一实施例中地理信息系统的功能界面图。
图3为本发明第一实施例中故障节点位于分支线路的线路拓扑图。
图4为本发明第一实施例中故障节点位于主干线路的线路拓扑图。
图5为本发明第二实施例中提供的多分支输电线路故障定位装置的结构示意图。
图6为本发明第四实施例中提供的多分支输电线路故障定位系统的结构示意图。
图7为本发明第四实施例中提供的多分支输电线路故障定位系统中定位软件的界面图。
图标：201-运行状态信息获取单元；202-故障类型获取单元；203-故障节点生成单元；204-故障定位单元；205-状态更新单元；401-故障指示器；402-汇集单元；403-用户终端；404-多分支输电线路故障定位设备；405-数据库服务器；406-通信主站。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种多分支输电线路故障定位方法，可由故障定位设备来执行，特别的，可由可由故障定位设备内的处理器执行，包括如下步骤：
S101，获取输电线路的运行状态信息；其中，所述运行状态信息包括突变电流和突变时间。
在本实施例中，所述故障定位设备内设置有分别与汇集单元和用户终端进行通信的无线通信模块。所述无线通信模块可以是蓝牙、WIFI、蜂窝移动网络如2G模块，3G模块，4G模块等，本发明不做具体限定。
其中，所述故障定位设备内可以设置定位软件，管理人员通过所述定位软件可以实时接收所述采集器发送的输电线路的运行状态信息，以对所管辖范围内的输电线路进行实时监测，以在线路运行状态发生变化时，生成故障指示信息发送至所述用户终端。
在本实施例中，可以通过电流互感器(CT)获取所述突变电流和突变时间。其中，所述突变电流是指输电线路中的电流值在极短时间内变化量大于一预设值，突变时间是指该电流从正常值变为突变值的所用时间。
当然，在本实施例中，所述运行状态信息还可以包括线路采集的其他遥信、遥测数值如对地电压、电容电流、接地电阻等、线路状态比如线路表面损伤、连接情况等等，本发明不做具体限定。
S102，当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型。
在本实施例中，预先设置突变电流和突变时间阈值，根据检测到的电流磁场的电磁变化来判定输电线路负荷电流有发生突变，当线路中电流超过突变电流阈值时，且间隔一定时间周期内没有恢复正常负荷电流，则判断是某种故障类型。
在本实施例中，输电线路的故障类型包括送电、停电、接地、短路、过流等。其中，短路故障判别可以用电流突变法，接地故障的判别可以采用电流突变法、首半波法、零序电流法等。
在一种具体的实施方式中，采用电流突变发判断短路故障：一般的，在发生短路故障的瞬间，电流突变值≥300A以上，电流突变时间在3S之内，在一个预设周期内没有恢复正常范围，则判断为短路故障。
在另一种具体的实施方式中，采用电流突变法判断接地故障：在发生单向接地故障的瞬间，线路对地电容短时间内放电，同时由于线路电阻和分布电感的存在，在线路上形成一个较大的衰减震荡电流，当所述采集器采集到该衰减震荡电流，同时检测到对地电压逐渐下降，则判断为接地故障。
S103，根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点。
在本实施例中，所述在所述地理信息系统(GIS)中录入架空输电线路中各分支线路节点处安装的故障指示器无线通信主机的地理位置信息，其可以是输电线路线杆所在的地理坐标。通过地理信息系统可以获取故障所在的地理坐标，并进行故障提示。
请参阅图2所示，在一种具体的实施方式中，在所述故障定位设备的定位软件中安装有地理信息系统，所述地理信息系统的功能界面会对节点处故障指示器无线通信主机的地理位置信息进行显示，在发生故障时节点处会进行红色闪烁提示，告警提示框弹出。
在本实施例中，所述线路拓扑图为由各节点形成的分支线路，所述节点包括起点、终点、正常设备点和故障设备点，所述故障节点位于相邻所述节点之间。
在本实施例中，根据地理信息系统中的故障地理坐标进行故障定位打点具体包括：将正常设备点和故障设备点之间标记为故障节点；其中，所述故障节点与所述起点之间的节点均为非正常节点，所述故障节点与所述终点之间的节点均为正常节点。
在一种具体的实施方式中，图3示出了所述故障节点位于分支线路的情况，这时，则故障定位打点在分支线路对应故障节点和正常节点之间。
在另一种具体的实施方式中，图4示出了所述故障节点位于主干线路的情况，这时，则故障定位打点在主干线路对应故障节点和正常节点之间。
S104，获取所述故障节点的位置信息，并将所述位置信息和故障信息发送至用户终端。
在本实施例中，通过获取输电线路正常设备点和非正常设备点所在输电线路的地理位置，可以划定故障节点的位置区段，并将所述位置信息和故障信息发送至相关工作人员的终端设备上。
其中，所述位置信息为正常节点、故障节点及其所在位置区段的地理位置，所述故障信息包括故障线路名称、杆位、故障类型、故障时间等信息，本发明不做具体限定。
综上，本实施例的多分支输电线路故障定位方法，根据输电线路的运行状态获取故障类型，通过利用地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，进而获取故障节点的位置信息，进而对多分支输电线路故障位置进行整体综合研判，解决了线路故障定位不准和误报的问题，杜绝了就地判故障出现误报和混淆的情况。通过与地理信息系统的结合，使得在故障发生后的几分钟内即可给出故障位置和故障时间的指示信息。通过将所述位置信息和所述故障类型发送至用户终端，帮助维修人员迅速赶赴现场，排除故障，该系统的建成还能有效地提高配网设备健康水平和运行管理水平，降低故障判断对人的经验依赖，减少和缩短设备检修停电操作时间和范围。
在第一实施例的基础上，在一个优选的实施例中，所述当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型之后，还包括：
更新各节点处故障指示器的显示状态。
其中，在获取故障类型后，输电线路上的故障指示器就会更新为故障状态，接下来工作人员进行线路故障排除，直至节点的设备恢复为正常使用状态。
请参阅图5，本发明第二实施例提供了一种多分支输电线路故障定位装置，包括：
运行状态信息获取单元201，用于获取输电线路的运行状态信息；其中，所述运行状态信息包括突变电流和突变时间；
故障类型获取单元202，用于当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型；
故障节点生成单元203，用于根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点；
故障定位单元204，用于获取所述故障节点的位置信息，并将所述位置信息和故障信息发送至用户终端。
优选的，所述线路拓扑图为由各节点形成的分支线路，所述节点包括起点、终点、正常设备点和故障设备点，所述故障节点位于相邻所述节点之间。
优选的，所述故障节点生成单元203具体用于：
将正常设备点和故障设备点之间标记为故障节点；其中，所述故障节点与所述起点之间的节点均为非正常节点，所述故障节点与所述终点之间的节点均为正常节点。
优选的，所述当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型之后，还包括：
状态更新单元205，用于更新各节点处故障指示器的显示状态。
本发明第三实施例提供了一种多分支输电线路故障定位设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如上所述的多分支输电线路故障定位方法。
请参阅图6，本发明第四实施例提供了一种多分支输电线路故障定位系统，包括：故障指示器401、汇集单元402、用户终端403以及上述的多分支输电线路故障定位设备404，所述汇集单元402连接所述故障指示器401，所述多分支输电线路故障定位设备404分别连接所述汇集单元402和用户终端403，其中，
所述故障指示器401配置于各分支线路，用于采集线路的运行状态信息并通过433模块发送至汇集单元402；
所述汇集单元402，用于接收各节点的运行状态信息并通过无线通信模块发送至所述多分支输电线路故障定位设备404。
其中，所述无线通信模块可为2/3/4/5G模块，GPRS模块等，本发明不做具体限定。
所述多分支输电线路故障定位设备404通过线路拓扑图进行故障诊判，生成故障信息并通过短信发送至用户终端403。
其中，所述故障指示器401布置于线路拓扑图中的各个节点，包括电流互感器，当故障指示器401挂在电线上时，一次电流会流经该架空型故障指示器401的电流传感器，电流传感器产生CT二次信号、该信号经电路滤波、放大和采宝，然后由低功耗单片机做A/D采样，最后计算出负荷电流、短路电流、首半波尖峰电流和接地动作电流等运行状态的数据并与所述多分支输电线路故障定位设备404进行数据信息交互，包括遥信、遥测数值如突变电流、突变时间、对地电压、电容电流、接地电阻等、线路状态比如线路表面损伤、连接情况等等，本发明不做具体限定。
所述多分支输电线路故障定位设备404根据输电线路的运行状态获取故障类型，通过利用地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，进而获取故障节点的位置信息，对多分支输电线路故障位置进行整体综合研判。
在一种具体的实施方式中，所述多分支输电线路故障定位设备404内安装有定位软件，在一个具体的实施方式中，如图7所示为定位软件的界面示意图，工作人员可以通过该界面与采集器和终端设备进行信息交互。具体的，工作人员可以通过该界面进行系统权限管理、设备配置、地理信息系统数据录入、故障打点、故障上送、数据库访问等等。
其中，所述终端设备可以是手机、PDA、智能可穿戴设备等，本发明不做具体限定。
在上述实施例的基础上，在一个优选的实施例中，所述多分支输电线路故障定位系统还包括数据库服务器405和通信主站406，所述多分支输电线路故障定位设备404通过所述通信主站406与所述汇集单元402进行通信，所述通信主站406通过API连接所述多分支输电线路故障定位设备404，所述数据库服务器405通过JDBC分别与所述多分支输电线路故障定位设备404和所述通信主站406连接。
在本实施例中，所述汇集单元402接收各节点的运行状态信息并发送至所述通信主站406，所述通信主站406将上传至所述数据库服务器405并发送至所述多分支输电线路故障定位设备404进行故障研判。
其中，所述数据库服务器405中保存有故障报警数据库，可以记录并保存系统运行过程中产生的数据报警记录，以便工作人员进行线路检修、数据管理和维护。
示例性地，本发明所述的计算机程序可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。所述一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述所述计算机程序在所述实现设备中的执行过程。例如，本发明第二实施例中所述的装置。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(APPlication Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述打印方法的控制中心，利用各种接口和线路连接整个所述实现文档打印方法的各个部分。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现打印方法的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、文字转换功能等)等；存储数据区可存储根据用户终端的使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现用户终端的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种多分支输电线路故障定位方法，其特征在于，包括如下步骤：
获取输电线路的运行状态信息；其中，所述运行状态信息包括突变电流和突变时间；
当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型；
根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点；
获取所述故障节点的位置信息，并将所述位置信息和故障信息发送至用户终端。
2.根据权利要求1所述的故障定位方法，其特征在于，所述线路拓扑图为由各节点形成的分支线路，所述节点包括起点、终点、正常设备点和故障设备点，所述故障节点位于相邻所述节点之间。
3.根据权利要求1所述的故障定位方法，其特征在于，所述根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点，具体包括：
将正常设备点和故障设备点之间标记为故障节点；其中，所述故障节点与所述起点之间的节点均为非正常节点，所述故障节点与所述终点之间的节点均为正常节点。
4.根据权利要求1所述的故障定位方法，其特征在于，在当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型之后，还包括：
更新各节点处故障指示器的显示状态。
5.一种故障定位装置，其特征在于，包括：
运行状态信息获取单元，用于获取输电线路的运行状态信息；其中，所述运行状态信息包括突变电流和突变时间；
故障类型获取单元，用于当所述突变电流超过第一阈值，且所述突变时间超过第二阈值时，获取输电线路的故障类型；
故障节点生成单元，用于根据地理信息系统在线路拓扑图中进行故障定位打点，生成故障节点；
故障定位单元，用于获取所述故障节点的位置信息，并将所述位置信息和故障信息发送至用户终端。
6.根据权利要求5所述的故障定位装置，其特征在于，所述故障节点生成单元具体用于：
将正常设备点和故障设备点之间标记为故障节点；其中，所述故障节点与所述起点之间的节点均为非正常节点，所述故障节点与所述终点之间的节点均为正常节点。
7.一种多分支输电线路故障定位设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-4任一项所述的多分支输电线路故障定位方法。
8.一种多分支输电线路故障定位系统，其特征在于，包括：故障指示器、汇集单元、用户终端以及如权利要求7所述的多分支输电线路故障定位设备，所述汇集单元连接所述故障指示器，所述多分支输电线路故障定位设备分别连接所述汇集单元和用户终端，其中，
所述故障指示器配置于各分支线路，用于采集线路的运行状态信息；
所述汇集单元，用于接收各节点的运行状态信息并发送至所述多分支输电线路故障定位设备；
所述多分支输电线路故障定位设备通过线路拓扑图进行故障诊判，生成故障信息并发送至用户终端。
9.根据权利要求8所述的多分支输电线路故障定位系统，其特征在于，还包括数据库服务器和通信主站，所述多分支输电线路故障定位设备通过所述通信主站与所述汇集单元进行通信，所述通信主站通过API连接所述多分支输电线路故障定位设备，所述数据库服务器通过JDBC分别与所述多分支输电线路故障定位设备和所述通信主站连接。
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