CN111913076A - 一种输电线路故障检测系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种输电线路故障检测系统，所述输电线路故障检测系统包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、信号调理单元、控制处理单元、报警单元、显示单元和通信单元；所述输电线路故障检测系统根据所述温度传感器、所述电流传感器、所述电压传感器采集的信息判断所述输电线路是否存在异常，并及时发出报警，进而提高所述输电线路的安全可靠性。本发明提供一种输电线路故障检测系统和方法，能够准确判断所述输电线路是否出现异常，提高工作可靠性。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种输电线路故障检测系统及其检测方法。
背景技术
输电线路是电力系统中电能传输的重要载体，其安全可靠的工作是保证电力系统的重要保障。目前行波法是当前最为主要的输电线路故障检测定位方法，但在实际的工程应用中由于CT变比的关系，其对微弱行波信号的传变能力较差，导致传统的行波法对高阻故障的适应性差，影响了其在实际工程应用中的效果。同时，故障行波电流沿线路传播的过程中会出现非线性衰减，导致变电站采集到的故障波形发生畸变，进而影响了故障行波电流到达时刻判断的精度。
本发明提出一种输电线路故障检测系统，就地采用电流传感器采集所述输电线路故障行波电流，所述电流传感器采用同股导线顺绕并回绕的绕线方式，能够抵消垂直方向上磁场的影响，提高信号采集的准确性，进而进性信息判断分析，确定输电线路是否发生异常，并通过无线通信技术将检测信息传输至监控中心。
发明内容
本发明提供一种输电线路故障检测系统和方法，能够准确判断所述输电线路是否出现异常，提高工作可靠性。
本发明具体为一种输电线路故障检测系统，所述输电线路故障检测系统包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、信号调理单元、控制处理单元、报警单元、显示单元和通信单元，所述温度传感器、所述电流传感器、所述电压传感器分别与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述信号调理单元、所述报警单元、所述显示单元、所述通信单元相连接；所述输电线路故障检测系统根据所述温度传感器、所述电流传感器、所述电压传感器采集的信息判断所述输电线路是否存在异常，并及时发出报警，进而提高所述输电线路的安全可靠性。
所述温度传感器分布安装在所述输电线路上，采集所述输电线路工作温度。
所述电流传感器采集所述输电线路故障行波电流，卡接在所述输电线路上；所述电流传感器包括罗氏线圈和积分器，所述罗氏线圈包含两个半环形的矩形截面的印制板组合成的整个线圈，采用同股导线顺绕并回绕的绕线方式，抵消垂直方向上磁场的影响。
所述电压传感器包括第一电压传感器和第二电压传感器，分别安装在所述输电线路首端和末端，采集所述输电线路首端电压和末端电压。
所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块和A/D转换模块，所述信号放大模块将采集的信号放大输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号，所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
所述控制处理单元采用微处理器对所述输电线路故障检测系统采集的信息进行分析判断，并进行整体控制。
所述显示单元采用LCD显示屏进行信息显示。
所述报警单元采用声光报警器，当所述输电线路出现异常时及时发出报警。
所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述输电线路故障检测系统的信息上传至远程监控中心。
本发明还提供一种输电线路故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述输电线路温度信号、故障行波电流、首端电压和末端电压；
步骤(2)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(3)：经过所述滤波模块滤除高频干扰信号；
步骤(4)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换，并输至所述控制处理单元；
步骤(5)：判断所述温度信号是否大于温度参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示温度高报警；
步骤(6)：计算所述首端电压和所述末端电压差值；
步骤(7)：判断所述首端电压和所述末端电压差值是否大于电压差值参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示电压差异常报警；
步骤(8)：判断所述故障行波电流是否大于第一行波电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示雷击报警；
步骤(9)：判断所述故障行波电流是否大于第二行波电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示树枝报警；
步骤(10)：通过所述通信单元将检测信息上传至所述监控中心。
与现有技术相比，有益效果是：所述输电线路故障检测系统采用电流传感器采集所述输电线路故障行波电流，所述电流传感器采用同股导线顺绕并回绕的绕线方式，能够抵消垂直方向上磁场的影响，提高信号采集的准确性。
附图说明
图1为本发明一种输电线路故障检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种输电线路故障检测系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的输电线路故障检测系统包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、信号调理单元、控制处理单元、报警单元、显示单元和通信单元，所述温度传感器、所述电流传感器、所述电压传感器分别与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述信号调理单元、所述报警单元、所述显示单元、所述通信单元相连接。
所述温度传感器分布安装在所述输电线路上，采集所述输电线路工作温度。
所述电流传感器采集所述输电线路故障行波电流，卡接在所述输电线路上；所述电流传感器包括罗氏线圈和积分器，所述罗氏线圈包含两个半环形的矩形截面的印制板组合成的整个线圈，采用同股导线顺绕并回绕的绕线方式，抵消垂直方向上磁场的影响。
所述电压传感器包括第一电压传感器和第二电压传感器，分别安装在所述输电线路首端和末端，采集所述输电线路首端电压和末端电压。
所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块和A/D转换模块，所述信号放大模块将采集的信号放大输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号，所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
所述控制处理单元采用微处理器对所述输电线路故障检测系统采集的信息进行分析判断，并进行整体控制；所述控制处理单元还包括输入输出接口，采用串行接口与外部设备连接，对所述输电线路故障检测系统进行参数设置和信息导出，所述参数包括温度参考值、电压差值参考值、第一行波电流参考值、第二行波电流参考值。
所述显示单元采用LCD显示屏进行信息显示。
所述报警单元采用声光报警器，当所述输电线路出现异常时及时发出报警。
所述通信单元采用GPRS无线通信技术将所述输电线路故障检测系统的信息上传至远程监控中心或接收所述远程监控中心的控制指令。
本发明还提供一种输电线路故障检测系统的检测方法，所述检测方法包括如下步骤：步骤(1)：采集所述输电线路温度信号、故障行波电流、首端电压和末端电压；步骤(2)：经过所述信号放大模块进行放大处理；步骤(3)：经过所述滤波模块滤除高频干扰信号；步骤(4)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换，并输至所述控制处理单元；步骤(5)：判断所述温度信号是否大于所述温度参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示温度高报警；步骤(6)：计算所述首端电压和所述末端电压差值；步骤(7)：判断所述首端电压和所述末端电压差值是否大于所述电压差值参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示电压差异常报警；步骤(8)：判断所述故障行波电流是否大于所述第一行波电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示雷击报警；步骤(9)：判断所述故障行波电流是否大于所述第二行波电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示树枝报警；步骤(10)：通过所述通信单元将检测信息上传至所述监控中心。
由于输电线路不同类型的故障，其故障电流各不相同，树枝引起的故障行波电流可低至5A，而雷击引起的故障行波电流可到达10kA，因此，所述第一行波电流参考值大于所述第二行波电流参考值。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (7)
1.一种输电线路故障检测系统，其特征在于，所述输电线路故障检测系统包括温度传感器、电流传感器、电压传感器、信号调理单元、控制处理单元、报警单元、显示单元和通信单元，所述温度传感器、所述电流传感器、所述电压传感器分别与所述信号调理单元相连接，所述控制处理单元分别与所述信号调理单元、所述报警单元、所述显示单元、所述通信单元相连接；所述输电线路故障检测系统根据所述温度传感器、所述电流传感器、所述电压传感器采集的信息判断所述输电线路是否存在异常，并及时发出报警，进而提高所述输电线路的安全可靠性。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路故障检测系统，其特征在于，所述温度传感器分布安装在所述输电线路上，采集所述输电线路工作温度。
3.根据权利要求2所述的一种输电线路故障检测系统，其特征在于，所述电流传感器采集所述输电线路故障行波电流，卡接在所述输电线路上；所述电流传感器包括罗氏线圈和积分器，所述罗氏线圈包含两个半环形的矩形截面的印制板组合成的整个线圈，采用同股导线顺绕并回绕的绕线方式，抵消垂直方向上磁场的影响。
4.根据权利要求3所述的一种输电线路故障检测系统，其特征在于，所述电压传感器包括第一电压传感器和第二电压传感器，分别安装在所述输电线路首端和末端，采集所述输电线路首端电压和末端电压。
5.根据权利要求4所述的一种输电线路故障检测系统，其特征在于，所述信号调理单元包括信号放大模块、滤波模块和A/D转换模块，所述信号放大模块将采集的信号放大输出符合所述A/D转换模块输入要求的信号，所述滤波模块采用低通滤波器滤除高频干扰信号。
6.根据权利要求5所述的一种输电线路故障检测系统，其特征在于，所述控制处理单元采用微处理器对所述输电线路故障检测系统采集的信息进行分析判断，并进行整体控制。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的输电线路故障检测系统的检测方法，其特征在于，所述检测方法包括如下步骤：
步骤(1)：采集所述输电线路温度信号、故障行波电流、首端电压和末端电压；
步骤(2)：经过所述信号放大模块进行放大处理；
步骤(3)：经过所述滤波模块滤除高频干扰信号；
步骤(4)：经过所述A/D转换模块进行A/D转换，并输至所述控制处理单元；
步骤(5)：判断所述温度信号是否大于温度参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示温度高报警；
步骤(6)：计算所述首端电压和所述末端电压差值；
步骤(7)：判断所述首端电压和所述末端电压差值是否大于电压差值参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示电压差异常报警；
步骤(8)：判断所述故障行波电流是否大于第一行波电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示雷击报警；
步骤(9)：判断所述故障行波电流是否大于第二行波电流参考值，若是，控制所述报警单元发出报警，控制所述显示单元显示树枝报警；
步骤(10)：通过所述通信单元将检测信息上传至所述监控中心。
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