CN115980621A - 一种直流电网漏电监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种直流电网漏电监控系统，涉及电力安全技术领域，括电力监测模块、运维管理模块以及漏电防护模块；电力监测模块为安装在输电线路上的异常状态监测终端，用于实时侦测采集输电线路导线上的异常放电行波电流；当侦测到异常放电行波电流时，生成异常分析信号至漏电分析模块；响应于异常分析信号，漏电分析模块用于从监控中心调取对应输电线路的当前接触信息进行漏电分析，并将漏电异常信号反馈至监控中心；当接收到漏电异常信号后，运维管理模块用于调取对应输电线路的潜在供电关联数据进行融合分析，智能评估对应输电线路的威胁等级值；并根据威胁等级值辅助制定检修消缺策略，为调度电网方式安排提供依据；有效提高检修效率。

Description

一种直流电网漏电监控系统

技术领域

本发明涉及电力安全技术领域，具体是一种直流电网漏电监控系统。

背景技术

直流电源系统为控制负荷、动力负荷、事故照明等提供工作电源，是保证变电站正常运行的重要系统之一，是当代电力系统控制、保护的基础，其可靠性与稳定性直接影响到电力运行的安全性和稳定性。在直流系统配电中，各节点电压、电流值，可详细表征直流负荷的分配情况，但目前基本上都未监测，更谈不上远传；

现有的直流电网监控系统，无法智能识别监测系数高的输电线路，合理安排监测资源，提高监测效率；当出现漏电时，较难发现漏电故障区域以及故障影响范围，依靠人工排查的效率低下；并且不能够根据风险值制定相应检修消缺策略，为调度电网方式安排提供依据，从而提高检修效率，消弭输电线路隐患，实现资源分配利用最大化；基于以上不足，本发明提出一种直流电网漏电监控系统。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种直流电网漏电监控系统。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种直流电网漏电监控系统，包括接触采集模块、监控中心、电力监测模块、运维管理模块、运维追踪模块以及漏电防护模块；

所述电力监测模块为安装在输电线路上的异常状态监测终端，用于实时侦测采集输电线路导线上的异常放电行波电流；当侦测到异常放电行波电流时，生成异常分析信号至漏电分析模块；

响应于异常分析信号，所述漏电分析模块用于从监控中心调取对应输电线路的当前接触信息进行漏电分析，并将漏电异常信号反馈至监控中心；

当接收到漏电异常信号后，所述运维管理模块用于调取对应输电线路的潜在供电关联数据进行融合分析，智能评估对应输电线路的威胁等级值；并根据威胁等级值辅助制定检修消缺策略，为调度电网方式安排提供依据；

所述运维追踪模块用于对输电线路进行漏电运维追踪，当监测到输电线路由于漏电异常信号被检修时，记录漏电检修信息；并将漏电检修信息打上时间戳传输到云平台进行实时存储；

所述漏电防护模块与与云平台相连接，用于对云平台内存储的带有时间戳的漏电检修信息进行漏电防护系数分析；若漏电防护系数LF大于预设防护阈值，则生成线路防护信号，以提示管理人员针对所述输电线路更换新的绝缘子。

进一步地，所述漏电分析模块的具体分析步骤为：

将侦测到的异常放电行波电流标记为Li；获取对应输电线路的当前接触信息，将各个接触参数与数据库中存储的对应接触参数的安全数据进行对比，得到对应接触参数的数据差值；所述接触参数包括导线温度、连接金具温度以及环境温度、湿度、风速、雨量、日照强度；

获取大于零的各接触参数的数据差值，结合数据库中存储的各接触参数对输电安全的影响因子，计算得到对应的环境影响系数HY；

根据环境影响系数HY确定对应的泄漏电流阈值为LT，具体为：数据库存储有环境影响系数范围与泄漏电流阈值的映射关系表；

将Li与对应的泄漏电流阈值LT相比较；若Li≥泄漏电流阈值LT，则判定对应输电线路绝缘子绝缘状态异常，生成漏电异常信号；

所述监控中心接收到漏电异常信号后对输电线路进行定位，并驱动报警模块发出警报。

进一步地，所述接触采集模块为安装于输电线路导线、耐张线夹、接续管、引流板处的低功耗监测传感器组，用于全天候感知导线和连接金具的温度及周围气象信息，并通过自组网将相关接触信息进行汇集上传至监控中心；所述接触信息为导线和连接金具的温度及周围气象信息；周围气象信息包括环境温湿度、风速、雨量及日照强度。

进一步地，所述运维管理模块的具体分析步骤为：

当接收到漏电异常信号后，获取对应输电线路的环境影响系数HY和异常放电行波电流Li；获取对应输电线路的潜在供电关联数据，计算得到对应输电线路的供电系数GD；利用公式WX＝HY×g1+Li×g2+GD×g3计算得到对应输电线路的威胁等级值WX；其中g1、g2、g3为系数因子；

根据威胁等级值WX制定相应检修消缺策略，具体为：数据库存储有威胁等级值范围与检修消缺策略的映射关系表。

进一步地，其中，供电系数GD的具体计算方法为：

所述潜在供电关联数据包括输电线路长度、供电区域内的供电户数以及户均用电量；将对应输电线路长度标记为Ls，将对应供电区域的供电户数以及户均用电量依次标记为Hs和Ds；利用公式GD＝Ls×b3+Hs×b4+Ds×b5计算得到对应输电线路的供电系数GD，其中b3、b4、b4为系数因子。

进一步地，其中，所述漏电防护模块的具体分析方法为：

根据线路标识，获取某个输电线路在预设时间段内的所有漏电检修信息；统计对应输电线路的漏电检修总次数为C1；

将每个漏电检修信息的检修时长标记为GTi，检修等级标记为GDi；利用公式JXi＝GTi×a1+GDi×a2计算得到检修值JXi，其中a1、a2为系数因子；将检修值JXi与预设检修阈值相比较；

统计JXi大于预设检修阈值的次数占比为Zb1；当JXi大于预设检修时，获取JXi与预设检修阈值的差值并求和得到超检总值CH；利用公式CX＝Zb1×a3+CH×a4计算得到超检吸引系数CX，其中a3、a4为系数因子；将漏电检修总次数、超检吸引系数进行归一化处理并取其数值；利用公式LF＝C1×a5+CX×a6计算得到对应输电线路的漏电防护系数LF，其中a5、a6为系数因子。

进一步地，漏电检修信息包括线路标识、检修时长和对应的检修等级，检修等级由检修人员检修完成后上传至云平台。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中所述电力监测模块用于实时侦测采集输电线路导线上的异常放电行波电流；当侦测到异常放电行波电流时，生成异常分析信号至漏电分析模块；所述漏电分析模块用于从监控中心调取对应输电线路的当前接触信息进行漏电分析，首先将侦测到的异常放电行波电流标记为Li；再获取对应输电线路的当前接触信息，计算得到对应的环境影响系数HY；根据环境影响系数HY确定对应的泄漏电流阈值为LT，若Li≥泄漏电流阈值LT，则判定对应输电线路绝缘子绝缘状态异常，有可能发生电力故障，生成漏电异常信号；以帮助管理人员实时掌握输电线路运行状态，指导开展精准运维；

2、本发明中当接收到漏电异常信号后，所述运维管理模块用于调取对应输电线路的潜在供电关联数据进行融合分析，智能评估对应输电线路的威胁等级；并根据威胁等级值WX制定相应检修消缺策略，为调度电网方式安排提供依据；有效提高检修效率，消弭输电线路隐患，实现资源分配利用最大化；当监测到输电线路由于漏电异常信号被检修时，记录漏电检修信息；所述漏电防护模块用于对云平台内存储的带有时间戳的漏电检修信息进行漏电防护系数分析；若漏电防护系数LF大于预设防护阈值，则生成线路防护信号；以提示管理人员针对所述输电线路更换新的绝缘子，避免线路老化、破损引发的电力安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明一种直流电网漏电监控系统的系统框图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种直流电网漏电监控系统，包括接触采集模块、监控中心、电力监测模块、漏电分析模块、数据库、运维管理模块、报警模块、运维追踪模块、云平台以及漏电防护模块；

接触采集模块为安装于输电线路导线、耐张线夹、接续管、引流板等处的低功耗监测传感器组，用于全天候感知导线和连接金具的温度及周围气象信息，并通过自组网将相关接触信息进行汇集上传至监控中心；

其中监测传感器组包括温度传感器、湿度传感器、风速传感器、雨量传感器以及日照强度传感器；接触信息为导线和连接金具的温度及周围气象信息；周围气象信息包括环境温湿度、风速、雨量及日照强度等；

电力监测模块为安装在输电线路上的异常状态监测终端，用于实时侦测采集输电线路导线上的异常放电行波电流；当侦测到异常放电行波电流时，生成异常分析信号至漏电分析模块；

响应于异常分析信号，漏电分析模块用于从监控中心调取对应输电线路的当前接触信息进行漏电分析，实现输电线路绝缘状态实时感知及异常告警，并上传云平台；具体分析步骤为：

将侦测到的异常放电行波电流标记为Li；获取对应输电线路的当前接触信息，将各个接触参数与数据库中存储的对应接触参数的安全数据进行对比，得到对应接触参数的数据差值；接触参数包括导线温度、连接金具温度以及环境温度、湿度、风速、雨量、日照强度等；

在本实施例中，若对应接触参数的数据差值小于或等于零，则表明对应接触参数不影响输电安全；

获取大于零的各接触参数的数据差值，结合数据库中存储的各接触参数对输电安全的影响因子，计算得到对应的环境影响系数HY；

根据环境影响系数HY确定对应的泄漏电流阈值为LT，具体为：数据库存储有环境影响系数范围与泄漏电流阈值的映射关系表；其中环境影响系数越大，则对应的泄漏电流阈值越小；

将Li与对应的泄漏电流阈值LT相比较；若Li≥泄漏电流阈值LT，则判定对应输电线路绝缘子绝缘状态异常，有可能发生电力故障，生成漏电异常信号；

漏电分析模块用于将漏电异常信号反馈至监控中心，监控中心接收到漏电异常信号后对输电线路进行定位，并驱动报警模块发出警报，以帮助管理人员实时掌握输电线路运行状态，指导开展精准运维；

当接收到漏电异常信号后，运维管理模块用于调取对应输电线路的潜在供电关联数据进行融合分析，智能评估对应输电线路的威胁等级；并根据威胁等级辅助制定检修消缺策略，为调度电网方式安排提供依据；具体分析步骤为：

当接收到漏电异常信号后，获取对应输电线路的环境影响系数HY和异常放电行波电流Li；

获取对应输电线路的潜在供电关联数据，潜在供电关联数据包括输电线路长度、供电区域内的供电户数以及户均用电量；

将对应输电线路长度标记为Ls，将对应供电区域的供电户数以及户均用电量依次标记为Hs和Ds；利用公式GD＝Ls×b3+Hs×b4+Ds×b5计算得到对应输电线路的供电系数GD，其中b3、b4、b4为系数因子；

将环境影响系数、异常放电行波电流以及供电系数进行归一化处理并取其数值；利用公式WX＝HY×g1+Li×g2+GD×g3计算得到对应输电线路的威胁等级值WX；其中g1、g2、g3为系数因子；

根据威胁等级值WX制定相应检修消缺策略，具体为：

数据库存储有威胁等级值范围与检修消缺策略的映射关系表；其中威胁等级值FX越大，则对应检修消缺策略等级越高，即投入的检修消缺资源的规格数量越多，筹措的时限越短；有效提高检修效率，消弭输电线路隐患，实现资源分配利用最大化；

运维追踪模块用于对输电线路进行漏电运维追踪，当监测到输电线路由于漏电异常信号被检修时，记录漏电检修信息；并将漏电检修信息打上时间戳传输到云平台进行实时存储，其中漏电检修信息包括线路标识、检修时长和对应的检修等级，检修等级由检修人员检修完成后上传至云平台，其中检修等级越高，则表示故障问题越严重；

漏电防护模块与与云平台相连接，用于对云平台内存储的带有时间戳的漏电检修信息进行漏电防护系数分析，具体分析方法为：

根据线路标识，获取某个输电线路在预设时间段内的所有漏电检修信息；统计对应输电线路的漏电检修总次数为C1；

将每个漏电检修信息的检修时长标记为GTi，检修等级标记为GDi；利用公式JXi＝GTi×a1+GDi×a2计算得到检修值JXi，其中a1、a2为系数因子；将检修值JXi与预设检修阈值相比较；

统计JXi大于预设检修阈值的次数占比为Zb1；当JXi大于预设检修时，获取JXi与预设检修阈值的差值并求和得到超检总值CH；利用公式CX＝Zb1×a3+CH×a4计算得到超检吸引系数CX，其中a3、a4为系数因子；

将漏电检修总次数、超检吸引系数进行归一化处理并取其数值；利用公式LF＝C1×a5+CX×a6计算得到对应输电线路的漏电防护系数LF，其中a5、a6为系数因子；将漏电防护系数LF与预设防护阈值相比较；

若LF大于预设防护阈值，则生成线路防护信号，漏电防护模块用于将线路防护信号传输至监控中心，以提示管理人员针对输电线路更换新的绝缘子，避免线路老化、破损引发的电力安全事故。

上述公式均是去除量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最接近真实情况的一个公式，公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者大量数据模拟获得。

本发明的工作原理：

一种直流电网漏电监控系统，在工作时，电力监测模块用于实时侦测采集输电线路导线上的异常放电行波电流；当侦测到异常放电行波电流时，生成异常分析信号至漏电分析模块；漏电分析模块用于从监控中心调取对应输电线路的当前接触信息进行漏电分析，实现输电线路绝缘状态实时感知及异常告警，并上传云平台；首先将侦测到的异常放电行波电流标记为Li；再获取对应输电线路的当前接触信息，计算得到对应的环境影响系数HY；根据环境影响系数HY确定对应的泄漏电流阈值为LT，若Li≥泄漏电流阈值LT，则判定对应输电线路绝缘子绝缘状态异常，有可能发生电力故障，生成漏电异常信号；以帮助管理人员实时掌握输电线路运行状态，指导开展精准运维；

当接收到漏电异常信号后，运维管理模块用于调取对应输电线路的潜在供电关联数据进行融合分析，智能评估对应输电线路的威胁等级；并根据威胁等级值WX制定相应检修消缺策略，为调度电网方式安排提供依据；有效提高检修效率，消弭输电线路隐患，实现资源分配利用最大化；当监测到输电线路由于漏电异常信号被检修时，记录漏电检修信息；漏电防护模块用于对云平台内存储的带有时间戳的漏电检修信息进行漏电防护系数分析；若漏电防护系数LF大于预设防护阈值，则生成线路防护信号；以提示管理人员针对所述输电线路更换新的绝缘子，避免线路老化、破损引发的电力安全事故。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种直流电网漏电监控系统，其特征在于，包括接触采集模块、监控中心、电力监测模块、运维管理模块、运维追踪模块以及漏电防护模块；

所述电力监测模块为安装在输电线路上的异常状态监测终端，用于实时侦测采集输电线路导线上的异常放电行波电流；当侦测到异常放电行波电流时，生成异常分析信号至漏电分析模块；

响应于异常分析信号，所述漏电分析模块用于从监控中心调取对应输电线路的当前接触信息进行漏电分析，并将漏电异常信号反馈至监控中心；

当接收到漏电异常信号后，所述运维管理模块用于调取对应输电线路的潜在供电关联数据进行融合分析，智能评估对应输电线路的威胁等级值；并根据威胁等级值辅助制定检修消缺策略，为调度电网方式安排提供依据；

所述运维追踪模块用于对输电线路进行漏电运维追踪，当监测到输电线路由于漏电异常信号被检修时，记录漏电检修信息；并将漏电检修信息打上时间戳传输到云平台进行实时存储；

所述漏电防护模块与与云平台相连接，用于对云平台内存储的带有时间戳的漏电检修信息进行漏电防护系数分析；若漏电防护系数LF大于预设防护阈值，则生成线路防护信号，以提示管理人员针对所述输电线路更换新的绝缘子。

2.根据权利要求1所述的一种直流电网漏电监控系统，其特征在于，所述漏电分析模块的具体分析步骤为：

将侦测到的异常放电行波电流标记为Li；获取对应输电线路的当前接触信息，将各个接触参数与数据库中存储的对应接触参数的安全数据进行对比，得到对应接触参数的数据差值；所述接触参数包括导线温度、连接金具温度以及环境温度、湿度、风速、雨量、日照强度；

获取大于零的各接触参数的数据差值，结合数据库中存储的各接触参数对输电安全的影响因子，计算得到对应的环境影响系数HY；

根据环境影响系数HY确定对应的泄漏电流阈值为LT，具体为：数据库存储有环境影响系数范围与泄漏电流阈值的映射关系表；

将Li与对应的泄漏电流阈值LT相比较；若Li≥泄漏电流阈值LT，则判定对应输电线路绝缘子绝缘状态异常，生成漏电异常信号；所述监控中心接收到漏电异常信号后对输电线路进行定位，并驱动报警模块发出警报。

3.根据权利要求2所述的一种直流电网漏电监控系统，其特征在于，所述接触采集模块为安装于输电线路导线、耐张线夹、接续管、引流板处的低功耗监测传感器组，用于全天候感知导线和连接金具的温度及周围气象信息，并通过自组网将相关接触信息进行汇集上传至监控中心；所述接触信息为导线和连接金具的温度及周围气象信息；周围气象信息包括环境温湿度、风速、雨量及日照强度。

4.根据权利要求2所述的一种直流电网漏电监控系统，其特征在于，所述运维管理模块的具体分析步骤为：

当接收到漏电异常信号后，获取对应输电线路的环境影响系数HY和异常放电行波电流Li；获取对应输电线路的潜在供电关联数据，计算得到对应输电线路的供电系数GD；利用公式WX＝HY×g1+Li×g2+GD×g3计算得到对应输电线路的威胁等级值WX；其中g1、g2、g3为系数因子；

根据威胁等级值WX制定相应检修消缺策略，具体为：数据库存储有威胁等级值范围与检修消缺策略的映射关系表。

5.根据权利要求4所述的一种直流电网漏电监控系统，其特征在于，其中，供电系数GD的具体计算方法为：

所述潜在供电关联数据包括输电线路长度、供电区域内的供电户数以及户均用电量；将对应输电线路长度标记为Ls，将对应供电区域的供电户数以及户均用电量依次标记为Hs和Ds；利用公式GD＝Ls×b3+Hs×b4+Ds×b5计算得到对应输电线路的供电系数GD，其中b3、b4、b4为系数因子。

6.根据权利要求1所述的一种直流电网漏电监控系统，其特征在于，其中，所述漏电防护模块的具体分析方法为：

根据线路标识，获取某个输电线路在预设时间段内的所有漏电检修信息；统计对应输电线路的漏电检修总次数为C1；

将每个漏电检修信息的检修时长标记为GTi，检修等级标记为GDi；利用公式JXi＝GTi×a1+GDi×a2计算得到检修值JXi，其中a1、a2为系数因子；将检修值JXi与预设检修阈值相比较；

统计JXi大于预设检修阈值的次数占比为Zb1；当JXi大于预设检修时，获取JXi与预设检修阈值的差值并求和得到超检总值CH；利用公式CX＝Zb1×a3+CH×a4计算得到超检吸引系数CX，其中a3、a4为系数因子；将漏电检修总次数、超检吸引系数进行归一化处理并取其数值；利用公式LF＝C1×a5+CX×a6计算得到对应输电线路的漏电防护系数LF，其中a5、a6为系数因子。

7.根据权利要求6所述的一种直流电网漏电监控系统，其特征在于，其中，漏电检修信息包括线路标识、检修时长和对应的检修等级，检修等级由检修人员检修完成后上传至云平台。

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