CN112218322A - 一种基于无线Mesh的高压输电线路远程通信系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于无线Mesh的高压输电线路远程通信系统，本发明涉及高压输电线路远程通信技术领域，具体公开了针对高压电缆的特点，以行波测距方法为主要研究基础,提出一种基于小波变换的高压电缆的故障定位系统，系统首先利用小波变换分析的方法对高压电缆测量信号进行了详细分析,选择适用于高压电缆故障定位的小波基，然后根据己知的故障长度，计算出波速度，基于最小二乘法进行拟合，确定出波速，从而分析故障，提出的系统能够准确定位电缆故障，提高了检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及高压输电线路远程通信技术领域，尤其是涉及一种基于无线Mesh的高压输电线路远程通信系统。
背景技术
随着科学技术的日益提高，现代化建设越来越快，城市中的配网改造已步入重要阶段，其中电力电缆线路的改造升级越来越普遍了。目前，我国相继已有十一条具备交联电缆的生产条件的生产线投入运行。实际上目前国内高压交联电缆的应用要远远超过电缆的制造水平，因此也可以说是高压交联电缆的快速发展使得制造行业的技术得到了发展，并且制造技术和工艺装备的发展反过来又不断满足了电力工业的发展需要
长期以来，为了预防电缆事故的发生，有关单位对电力系统运行中的电缆一般采用定期对电缆进行预防性试验的工作制度。这种制度保证了电力电缆运行的安全可靠性，对预防事故的发生起到了一定的作用。但是这种方式采用的是去现场进行测试，并且两次试验的间隔周期很长，所以不能够及时地发现电缆存在的安全隐患，而如果进行停电测试时，不仅会给社会生活带来不便，还会造成一定的经济损失。随着电网的不断向前发展，传统的预防性试验基本不能满足电力电缆维护要求，因此需要研究一种能随时监测电缆运行方式的技术。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供了一种无线Mesh的高压输电线路远程通信系统，利用3G无线网络传输技术，传输距离不受限制、不用进行布线，并且持续在线；体积小、功耗低、处理能力强，可以实时将监控现场的信息传输到信息接收端，而系统接收端通过智能手机或平板电脑采用3G无线通信方式就可以实时接收数据。
为实现上述发明目的，本发明提供一种基于无线Mesh的高压输电线路远程通信系统，其特征在于包括：
数据采集模块，采用GPS来同步时钟信号，利用高速数据采集传感器，保证采集时间和暂态行波的信号状态；
小波分析处理模块，在给定的同一行波信号中加入独立同分布的高斯白噪声，然后利用小波变换的模极大值法进行连续小波分解，最后基于阈值重构行波，再进行去噪处理；
到达时间检测模块，利用小波变换的特点进行行波信号奇异性检测，当利用小波变换进行分解中，定位到的故障点数据进行时间标记，然后计算初始行波与故障点到达端点的绝对时间差，再根据电缆的实际长度和波速，估计时间误差，利用最小二乘方进行误差迭代；
输电线路故障分析定位模块，利用小波变换的特点进行行波信号奇异性检测的时间差判断进行故障区间，记录故障点到端点的采集电流数据，然后得到每个故障点电流数据的线性电流分量，根据n点距离选择方法，初始定位两个故障检测点之间的距离；采用离故障点最近的3个测量点信号进行计算，即可定位出故障距离。
本发明首先利用小波变换分析的方法对高压电缆测量信号进行了详细分析,选择适用于高压电缆故障定位的小波基，然后根据己知的故障长度，计算出波速度，基于最小二乘法进行拟合，确定出波速，从而分析故障，提出的系统能够准确定位电缆故障，提高了检测精度。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图；
图2为系统传输网络方案示意图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明所解决的技术问题、所提供的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明的实施，但并不用于限定本发明。
参照图1，本发明具体包括：
1、数据采集模块，数据采集的技术采用(全球定位系统)GPS来同步时钟信号，针对高压电缆发生故障时产生的暂态行波信号持续时间短、对应频带较宽的特点，利用了高速数据采集传感器，这样可以保证采集时间和暂态行波的信号状态。电缆故障时，暂态行波的信号没有正常信号强，容易受到各种干扰，尤其是高压电缆的故障点距离初始检测点较远时，因此必须利用高速数据采集节点才能保证准确性。
2、小波分析处理模块，采用小波分析方法中的时频分析方法进行连续小波变换。根据故障行波波头特点，充分考虑输入行波的反射和折射特征。本系统在给定的同一行波信号中加入独立同分布的高斯白噪声，然后利用小波变换的模极大值法进行连续小波分解，最后基于阈值重构行波，再进行去噪处理。
3、到达时间检测模块，为了减少定位误差，利用小波变换的特点进行行波信号奇异性检测，当利用小波变换进行分解中，定位到的故障点数据可以进行时间标记，然后计算初始行波与故障点到达端点的绝对时间差，再根据电缆的实际长度和波速，估计时间误差，利用最小二乘方进行误差迭代。
4、输电线路故障分析定位模块了，利用小波变换的特点进行行波信号奇异性检测的时间差判断进行故障区间。记录故障点到端点的采集电流数据，然后得到每个故障点电流数据的线性电流分量，充分考虑行波的折射和反射特征，准确识别故障行波的第一个波头。根据n点距离选择方法，初始定位两个故障检测点之间的距离；分析不含干扰和含干扰两种情况，采用离故障点最近的3个测量点信号，根据3点测距方法进行计算，即可定位出故障距离。
参照图2，具体流程如下：利用基于Mesh网络的无线接力通信方案，工作在5GHz的开放频段，避免与2.4GHz的现场网络段冲突，杆塔节点之间的通信采用多接口多信道(MIMC：Multi-Interface Multi-Channel)技术对Mesh网络的性能进行优化，减少多跳传输的丢包率、带宽降低和传输延时以上通过具体的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的基本原理之内，所作的任何修改、组合及等同替换等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种基于无线Mesh的高压输电线路远程通信系统，其特征在于包括：数据采集模块、小波处理模块、到达时间检测模块、输电线路故障定位模块，数据采集模块、小波处理模块、到达时间检测模块、输电线路故障定位模块依次相连，其中：
数据采集模块，采用GPS来同步时钟信号，利用高速数据采集传感器，保证采集时间和暂态行波的信号状态；
小波分析处理模块，在给定的同一行波信号中加入独立同分布的高斯白噪声，然后利用小波变换的模极大值法进行连续小波分解，最后基于阈值重构行波，再进行去噪处理；
到达时间检测模块，利用小波变换的特点进行行波信号奇异性检测，当利用小波变换进行分解中，定位到的故障点数据进行时间标记，然后计算初始行波与故障点到达端点的绝对时间差，再根据电缆的实际长度和波速，估计时间误差，利用最小二乘方进行误差迭代；
输电线路故障分析定位模块，利用小波变换的特点进行行波信号奇异性检测的时间差判断进行故障区间，记录故障点到端点的采集电流数据，然后得到每个故障点电流数据的线性电流分量，根据n点距离选择方法，初始定位两个故障检测点之间的距离；采用离故障点最近的3个测量点信号进行计算，即可定位出故障距离。
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