CN112557816A - 一种配电线路故障检测和分析定位系统 - Google Patents

一种配电线路故障检测和分析定位系统 Download PDF

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谭子毅
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Abstract

本发明公开了一种配电线路故障检测和分析定位系统,包括云服务平台、数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、智能终端、故障分析定位模块、警示模块和数据库。本发明能够对配电线路绝缘子污闪、合闸、单相接地、短路和雷击等异常状况进行检测,并利用数据分析模块和特征参数整合模块对采集的数据进行单项和整合分析,对配电线路故障分析结果更加准确,能够及时提醒人们对配电线路进行维修。

Description

一种配电线路故障检测和分析定位系统
技术领域
本发明涉及配电线路故障分析技术领域,更具体地说,本发明涉及一种配电线路故障检测和分析定位系统。
背景技术
随着我国经济的发展和人民生活水平的提高,人们对供电可靠性提出了更多更高的要求。停电是影响供电可靠性的主要原因,据统计,因电力系统中发生故障而导致停电约占整个停电时间的80%,在这些停电中,由于线路上的故障而导致停电又占到60%左右。
在处理这些线路事故时,查找故障的时间占整个故障处理时间70-90%,其中,对于高电压等级的主干输电线路,由于其线路状况相对简单,且对线路故障有专用设备检测,因此,故障查找与处理过程相对方便;而对于呈网状结构的配电线路,其线路分支众多,且线路情况复杂,因此,故障查找与处理过程相对困难。
现有的故障检测装置多为单一性检测,例如公告号为CN210690722U、公告日为2020.6.5的中国专利:一种配电电路设备故障定位系统,该专利只通过检测电流电压对故障进行判断,只针对配电线路的检测参数过于单一,对配电线路的检测效果不足,存在一定的安全隐患。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷,本发明提供一种配电线路故障检测和分析定位系统,本发明提高了对配电线路的检测效果,有效减少了安全事故的发生。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种配电线路故障检测和分析定位系统,包括云服务平台,及均与所述云服务平台连接的数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、智能终端、故障分析定位模块、警示模块和数据库:
所述云服务平台用于对系统数据进行平台式管理和传递;
所述数据采集模块用于对配电线路数据进行采集;
所述数据分析模块用于对所述数据采集模块采集到的配电线路数据进行分析和整合;
所述特征参数整合模块用于对所述数据分析模块分析出的数据进行特征整合分析;
所述智能终端用于开启系统、输入数据以及查看系统中的数据;
所述故障分析定位模块能够根据所述数据分析模块和所述特征参数整合模块对配电线路故障点进行定位;
所述警示模块用于发出警示信号;
所述数据库用于储存数据,同时提供对比分析数据。
在一个优选的实施方式中,所述云服务平台的输入端分别与数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、数据库和智能终端的输出端连接,所述云服务平台的输出端分别与数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、智能终端、故障分析定位模块、警示模块和数据库的输入端连接。
在一个优选的实施方式中,所述智能终端包括智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备。
在一个优选的实施方式中,所述云服务平台包括中央处理单元、信息收发单元和存储单元;
所述中央处理单元用于进行数据处理和控制系统的运行;
所述信息收发单元用于云服务平台与其它模块之间的信息收发,
所述存储单元用于对数据进行存储,所述存储单元包括云存储器和本地存储器,所述云存储器和本地存储器相互独立。
在一个优选的实施方式中,所述数据采集模块包括绝缘子污闪采集单元、合闸涌流采集单元、单相接地采集单元、短路故障采集单元和雷击异常采集单元;
所述绝缘子污闪采集单元用于对配电线路是否发生污闪故障进行信息采集;
所述合闸涌流采集单元用于对合闸电流数据进行采集;
所述单相接地采集单元用于对配电线路单相电路电流数据进行采集;
所述短路故障采集单元用于对配电线路的瞬时电流数据进行采集;
所述雷击异常采集单元用于对配电线路的雷电流幅值数据进行采集。
在一个优选的实施方式中,所述数据分析模块包括有模数转换单元、数据计算分析单元、数据整合单元和数据模型构建单元;
所述模数转换单元用于将采集的数据转换为数字信息;
所述数据计算分析单元用于对数字信息进行分析计算处理;
所述数据整合单元用于对所述数据计算分析单元分析整理出的数据进行整合;
所述数据模型构建单元用于对所述数据整合单元整合出的数据进行构建模型并显示在所述智能终端上。
在一个优选的实施方式中,所述特征参数整合模块包括数据融合单元、数据校正和修复单元、参数特征库建立单元和参数特征对比单元;
所述数据融合单元用于对所述数据分析模块分析出的多种数据进行融合;
所述数据校正和修复单元用于对融合后的数据进行校正和修复;
所述参数特征库建立单元用于将校正和修复后的数据建立参数特征库;
所述参数特征对比单元用于参数特征库与储存的参数案例库进行对比。
在一个优选的实施方式中,所述故障分析定位模块的输出端与所述智能终端的输入端连接。
在一个优选的实施方式中,所述智能终端包括建模补充单元、建模修正单元、显示单元和输入单元;
所述建模补充单元用于对数据库中的数据和特征参数案例进行补充;
所述建模修正单元用于对数据库中的数据和特征参数案例进行修正;
所述显示单元、用于显示系统数据;
所述输入单元用于输入指令或数据。
在一个优选的实施方式中,所述数据计算分析单元采用融合经典算法、频域分析算法、小波熵和多点分析算法构建的数据算法库进行计算。
本发明还提供了一种配电线路故障检测和分析定位系统的使用方法,包括以下步骤:
a)工作人员通过智能终端开启系统,数据采集模块对配电线路的数据进行采集,可对配电线路中的绝缘子处电流、合闸电流、单相电路电流、瞬时电流和雷电流幅值等数据进行采集,同时将采集到的数据传递到云服务平台中;
b)云服务平台将接收到的数据发送到数据分析模块,同时数据库中的配网历史数据发送到云服务平台中,然后将配网历史数据发送到数据分析模块,数据分析模块对接收到的数据进行模数转换,转换后的数据经过数据计算分析单元进行分析计算处理,分别计算出每个检测数据的数值,并通过数据整合单元将得出的数值进行整合构建成模型,并将构建处的模型显示在智能终端的显示单元上,数据计算分析单元得出的数值与数据库提供的数据进行对比,若数据计算分析单元得出的数值与数据库提供的数据差距大于预设值时,云服务平台中的中央处理单元会控制警示模块发出警示信号;
c)数据分析模块将每个采集单元采集的数据经过数据计算分析单元得出数值后输出给云服务平台,然后传输到数据库和特征参数整合模块中,数据库能够对每组数值进行保存,而数据融合单元能够将多组采集单元数值按照逻辑相关性进行整合,然后经过数据校正和修复单元对整合后的数据进行校正和修复,然后建立参数特征库,数据库中的参数案例库通过云服务平台传输到特征参数整合模块中,利用参数特征对比单元将建立的参数特征库与参数案例库进行对比,若建立的参数特征库与参数案例库之间的误差大于预设值,中央处理单元会控制警示模块发出警报;
d)若配电线路发生故障时,数据分析模块和特征参数整合模块将得出的数据传输给云服务平台,云服务平台将检测结果传递给故障分析定位模块,故障分析定位模块能够对配电线路的故障点进行定位,人们通过故障分析定位模块查看故障点及时进行维修;
e)通过智能终端可查看系统中的数据,可对每组采集单元检测的数据和故障分析定位模块进行查看,对配电线路优化模型进行数据补充和修正,随着数据的不断增多,逐步进行升级完善,提高配电线路参数的完善程度,提高系统分析处理的准确性。
本发明的技术效果和优点:
1、本发明通过设置云服务平台、数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、故障分析定位模块、警示模块、数据库和智能终端,可实现对系统数据进行平台式管理,而且数据采集模块中含有绝缘子污闪采集、合闸涌流采集、单相接地采集、短路故障采集和雷击异常采集,能够对配电线路绝缘子污闪、合闸、单相接地、短路和雷击等异常状况进行检测,并利用数据分析模块和特征参数整合模块对采集的数据进行单项和整合分析,对配电线路故障分析结果更加准确,能够及时提醒人们对配电线路进行维修;本发明提高了对配电线路的检测效果,有效减少了安全事故的发生。
附图说明
图1为本发明的系统结构连接框图。
具体实施方式
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。
如图1所示的一种配电线路故障检测和分析定位系统,包括云服务平台,及均与云服务平台连接的数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、智能终端、故障分析定位模块、警示模块和数据库;
所述云服务平台用于对系统数据进行平台式管理和传递;
所述数据采集模块用于对配电线路数据进行采集;
所述数据分析模块用于对所述数据采集模块采集到的配电线路数据进行分析和整合;
所述特征参数整合模块用于对所述数据分析模块分析出的数据进行特征整合分析;
所述智能终端用于开启系统、输入数据以及查看系统中的数据;
所述故障分析定位模块能够根据所述数据分析模块和所述特征参数整合模块对配电线路故障点进行定位;
所述警示模块用于发出警示信号;
所述数据库用于储存数据,同时提供对比分析数据。
在本实施例中,所述云服务平台的输入端分别与数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、数据库和智能终端的输出端连接,所述云服务平台的输出端分别与数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、智能终端、故障分析定位模块、警示模块和数据库的输入端连接。
在本实施例中,所述智能终端包括智能手机、平板电脑、联网计算机或其它智能设备。
在本实施例中,所述云服务平台包括中央处理单元、信息收发单元和存储单元;
所述中央处理单元用于进行数据处理和控制系统的运行;
所述信息收发单元用于云服务平台与其它模块之间的信息收发,
所述存储单元用于对数据进行存储,所述存储单元包括云存储器和本地存储器,所述云存储器和本地存储器相互独立。
在本实施例中,所述数据采集模块包括绝缘子污闪采集单元、合闸涌流采集单元、单相接地采集单元、短路故障采集单元和雷击异常采集单元;
所述绝缘子污闪采集单元用于对配电线路是否发生污闪故障进行信息采集;
所述合闸涌流采集单元用于对合闸电流数据进行采集;
所述单相接地采集单元用于对配电线路单相电路电流数据进行采集;
所述短路故障采集单元用于对配电线路的瞬时电流数据进行采集;
所述雷击异常采集单元用于对配电线路的雷电流幅值数据进行采集。
在本实施例中,所述数据分析模块包括有模数转换单元、数据计算分析单元、数据整合单元和数据模型构建单元;
所述模数转换单元用于将采集的数据转换为数字信息;
所述数据计算分析单元用于对数字信息进行分析计算处理;
所述数据整合单元用于对所述数据计算分析单元分析整理出的数据进行整合;
所述数据模型构建单元用于对所述数据整合单元整合出的数据进行构建模型并显示在所述智能终端上。
在本实施例中,所述特征参数整合模块包括数据融合单元、数据校正和修复单元、参数特征库建立单元和参数特征对比单元;
所述数据融合单元用于对所述数据分析模块分析出的多种数据进行融合;
所述数据校正和修复单元用于对融合后的数据进行校正和修复;
所述参数特征库建立单元用于将校正和修复后的数据建立参数特征库;
所述参数特征对比单元用于参数特征库与储存的参数案例库进行对比。
在本实施例中,所述故障分析定位模块的输出端与所述智能终端的输入端连接。
在本实施例中,所述智能终端包括建模补充单元、建模修正单元、显示单元和输入单元;
所述建模补充单元用于对数据库中的数据和特征参数案例进行补充;
所述建模修正单元用于对数据库中的数据和特征参数案例进行修正;
所述显示单元、用于显示系统数据;
所述输入单元用于输入指令或数据。
在本实施例中,所述数据计算分析单元采用融合经典算法、频域分析算法、小波熵和多点分析算法构建的数据算法库进行计算。
本发明通过设置有多组采集单元,能够深度对配电线路进行检测,并经过融合经典算法、频域分析算法、小波熵和多点分析算法构建的数据算法库对采集的数据进行单项分析和整合建立参数特征库,能够从多方面对配电线路进行检测,提高系统分析处理的准确性。
本实施例的配电线路故障检测和分析定位系统的使用原理,包括以下步骤:
a)工作人员通过智能终端开启系统,数据采集模块对配电线路的数据进行采集,可对配电线路中的绝缘子处电流、合闸电流、单相电路电流、瞬时电流和雷电流幅值等数据进行采集,同时将采集到的数据传递到云服务平台中;
b)云服务平台将接收到的数据发送到数据分析模块,同时数据库中的配网历史数据发送到云服务平台中,然后将配网历史数据发送到数据分析模块,数据分析模块对接收到的数据进行模数转换,转换后的数据经过数据计算分析单元进行分析计算处理,分别计算出每个检测数据的数值,并通过数据整合单元将得出的数值进行整合构建成模型,并将构建处的模型显示在智能终端的显示单元上,数据计算分析单元得出的数值与数据库提供的数据进行对比,若数据计算分析单元得出的数值与数据库提供的数据差距大于预设值时,云服务平台中的中央处理单元会控制警示模块发出警示信号;
c)数据分析模块将每个采集单元采集的数据经过数据计算分析单元得出数值后输出给云服务平台,然后传输到数据库和特征参数整合模块中,数据库能够对每组数值进行保存,而数据融合单元能够将多组采集单元数值按照逻辑相关性进行整合,然后经过数据校正和修复单元对整合后的数据进行校正和修复,然后建立参数特征库,数据库中的参数案例库通过云服务平台传输到特征参数整合模块中,利用参数特征对比单元将建立的参数特征库与参数案例库进行对比,若建立的参数特征库与参数案例库之间的误差大于预设值,中央处理单元会控制警示模块发出警报;
d)若配电线路发生故障时,数据分析模块和特征参数整合模块将得出的数据传输给云服务平台,云服务平台将检测结果传递给故障分析定位模块,故障分析定位模块能够对配电线路的故障点进行定位,人们通过故障分析定位模块查看故障点及时进行维修;
e)通过智能终端可查看系统中的数据,可对每组采集单元检测的数据和故障分析定位模块进行查看,对配电线路优化模型进行数据补充和修正,随着数据的不断增多,逐步进行升级完善,提高配电线路参数的完善程度,提高系统分析处理的准确性。
最后应说明的几点是:首先,在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变,则相对位置关系可能发生改变;
其次:本发明公开实施例附图中,只涉及到与本公开实施例涉及到的结构,其他结构可参考通常设计,在不冲突情况下,本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合;
最后:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,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。

Claims (10)

1.一种配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于,包括云服务平台,及均与所述云服务平台连接的数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、智能终端、故障分析定位模块、警示模块和数据库:
所述云服务平台用于对系统数据进行平台式管理和传递;
所述数据采集模块用于对配电线路数据进行采集;
所述数据分析模块用于对所述数据采集模块采集到的配电线路数据进行分析和整合;
所述特征参数整合模块用于对所述数据分析模块分析出的数据进行特征整合分析;
所述智能终端用于开启系统、输入数据以及查看系统中的数据;
所述故障分析定位模块能够根据所述数据分析模块和所述特征参数整合模块对配电线路故障点进行定位;
所述警示模块用于发出警示信号;
所述数据库用于储存数据,同时提供对比分析数据。
2.根据权利要求1所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述云服务平台的输入端分别与数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、数据库和智能终端的输出端连接,所述云服务平台的输出端分别与数据采集模块、数据分析模块、特征参数整合模块、智能终端、故障分析定位模块、警示模块和数据库的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述智能终端包括智能手机、平板电脑、联网计算机。
4.根据权利要求2所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述云服务平台包括中央处理单元、信息收发单元和存储单元;
所述中央处理单元用于进行数据处理和控制系统的运行;
所述信息收发单元用于云服务平台与其它模块之间的信息收发,
所述存储单元用于对数据进行存储,所述存储单元包括云存储器和本地存储器,所述云存储器和本地存储器相互独立。
5.根据权利要求1所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述数据采集模块包括绝缘子污闪采集单元、合闸涌流采集单元、单相接地采集单元、短路故障采集单元和雷击异常采集单元;
所述绝缘子污闪采集单元用于对配电线路是否发生污闪故障进行信息采集;
所述合闸涌流采集单元用于对合闸电流数据进行采集;
所述单相接地采集单元用于对配电线路单相电路电流数据进行采集;
所述短路故障采集单元用于对配电线路的瞬时电流数据进行采集;
所述雷击异常采集单元用于对配电线路的雷电流幅值数据进行采集。
6.根据权利要求1所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述数据分析模块包括有模数转换单元、数据计算分析单元、数据整合单元和数据模型构建单元;
所述模数转换单元用于将采集的数据转换为数字信息;
所述数据计算分析单元用于对数字信息进行分析计算处理;
所述数据整合单元用于对所述数据计算分析单元分析整理出的数据进行整合;
所述数据模型构建单元用于对所述数据整合单元整合出的数据进行构建模型并显示在所述智能终端上。
7.根据权利要求1所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述特征参数整合模块包括数据融合单元、数据校正和修复单元、参数特征库建立单元和参数特征对比单元;
所述数据融合单元用于对所述数据分析模块分析出的多种数据进行融合;
所述数据校正和修复单元用于对融合后的数据进行校正和修复;
所述参数特征库建立单元用于将校正和修复后的数据建立参数特征库;
所述参数特征对比单元用于参数特征库与储存的参数案例库进行对比。
8.根据权利要求1所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述故障分析定位模块的输出端与所述智能终端的输入端连接。
9.根据权利要求1所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述智能终端包括建模补充单元、建模修正单元、显示单元和输入单元;
所述建模补充单元用于对数据库中的数据和特征参数案例进行补充;
所述建模修正单元用于对数据库中的数据和特征参数案例进行修正;
所述显示单元、用于显示系统数据;
所述输入单元用于输入指令或数据。
10.根据权利要求6所述的配电线路故障检测和分析定位系统,其特征在于:所述数据计算分析单元采用融合经典算法、频域分析算法、小波熵和多点分析算法构建的数据算法库进行计算。
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