CN204666767U - 输电线路故障在线检测系统 - Google Patents

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陈文福
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Abstract

本实用新型涉及一种输电线路故障在线检测系统,其技术特点是:包括线路故障检测装置和无线传输接收总站,线路故障检测装置包括一个主故障检测器和二个从故障检测器,三个故障检测器分别安装在同一输电线路的三相电路上,主故障检测器和从故障检测器之间采用蓝牙方式进行通信,主故障检测器接收从故障检测器的检测信息并进行处理,主故障检测通过无线网络将故障检测信息上传至无线传输接收总站;无线传输接收总站对接收到故障信息进行处理,显示故障线路及位置。本实用新型可使线路运维人员快速准确找到输电线路故障点,有利于输电线路事故处理及时恢复送电,极大地提高了线路供电的可靠性,为输电线路的安全、经济运行提供了有力保障。

Description

输电线路故障在线检测系统
技术领域
[0001] 本实用新型属于输电线路技术领域,尤其是一种输电线路故障在线检测系统。
背景技术
[0002] 输电线路是电力系统的重要组成部分,一旦发生故障会严重影响系统的安全稳定运行,如“8.14”美加大停电就是因对架空输电线路的故障隐患缺乏有力监控引起的,因此对输电线路有效监控、管理和维护具有很重要的意义。
[0003] 近年来电力系统管理信息化发展迅速,输电线路的管理也不例外,与输电线路状态检修相关的静态数据以及定期检测获得的测试数据大都已实现计算机管理。但是,还有一些重要的输电线路运行状态和故障信息是随着环境和输电线路的运行状况不断变化的,直接影响输电线路的安全稳定运行,一般情况下难以获得实时的检测数据,这些状态和信息包括正常运行及故障状态信息,例如:绝缘子泄漏电流的变化及污秽的发展情况、零值绝缘子的出现、导线弧垂及温度的变化、气候和环境状况的变化、输电线路覆冰和舞动、杆塔和线路的外力破坏、线路高阻单相接地故障以及线路故障位置等。这些输电线路的正常或故障运行状态与输电线路安全运行息息相关,但目前大都依靠人工在特定的条件下进行检测。
[0004] 随着经济发展,电网规模不断扩大,电网结构愈加复杂,输电线路分支多,且多数地区地形复杂,加上自然灾害等影响,线路故障率很高。输电线路管理的好坏,直接关系到电网的安全、稳定运行和对用户的正常供电。如何在故障发生后,使线路维护人员快速判断故障点的位置是解决该问题的关键,目前安装在变电所各线路出口处的输配电保护装置显然很难完成这项任务,国内外的自动化装置也不太完善,也不适合输电线路的实际情况。
[0005] 传统的故障查找方式没有实现故障信息实时上传功能,不具备故障自动定位功能,一旦线路出现故障,需要人工沿线查找,增加了故障查找难度和时间。而利用配网自动化系统能够实现故障的自动定位,但是成本太大,难以推广。
发明内容
[0006] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种输电线路故障在线检测系统,解决了现有输电线路故障人工查线故障点速度慢、成本高等问题。
[0007] 本实用新型解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0008] 一种输电线路故障在线检测系统,包括安装在输电线路上的线路故障检测装置和安装监控中心内的无线传输接收总站,所述线路故障检测装置包括一个主故障检测器和二个从故障检测器,三个故障检测器分别安装在同一输电线路的三相电路上,主故障检测器和从故障检测器之间采用蓝牙方式进行通信,主故障检测器接收从故障检测器的检测信息并进行处理,主故障检测通过无线网络将故障检测信息上传至无线传输接收总站;无线传输接收总站对接收到故障信息进行处理,显示故障线路及位置。
[0009] 而且,所述线路故障检测装置和监控中心之间安装传输增强装置,用于实现故障检测装置与监控中心之间的数据中转功能。
[0010] 而且,所述无线传输接收总站由无线数据接收装置和计算机连接构成。
[0011] 而且,所述的无线网络为GSM网络。
[0012] 而且,所述主故障检测器包括电源模块、微控制器、电流传感器、电压传感器、信号调理电路、蓝牙模块、手机模块、时钟电路和复位电路;电源模块与信号调理电路、蓝牙模块、手机模块、微控制器相连接为上述模块供电,电流传感器与电压传感器通过信号调理电路与微控制器相连接,微控制器还与蓝牙模块、手机模块、时钟电路和复位电路相连接。
[0013] 而且,所述从故障检测器包括电源模块、微控制器、电流传感器、电压传感器、信号调理电路、蓝牙模块、时钟电路和复位电路;电源模块与信号调理电路、蓝牙模块、微控制器相连接为上述模块供电,电流传感器与电压传感器通过信号调理电路与微控制器相连接,微控制器还与蓝牙模块、时钟电路和复位电路相连接。
[0014] 本实用新型的优点和积极效果是:
[0015] 本实用新型通过在输电线路上安装线路故障检测装置并通过无线方式将检测到的故障信息上传至监控中心的无线传输接收总站,可使线路运维人员快速准确找到输电线路故障点,有利于输电线路事故处理及时恢复送电,极大地提高了线路供电的可靠性,提高了作业自动化、信息化水平,为输电线路路的安全、经济运行提供了有力保障,确保整个电网的安全稳定运行,减少因输电线路故障带来的经济损失,并能够大量节省巡线的人力和物力。
附图说明
[0016] 图1是本实用新型的系统连接示意图;
[0017] 图2是主故障检测器的电路方框图;
[0018] 图3是从主张检测器的电路方框图。
具体实施方式
[0019] 以下结合附图对本实用新型实施例做进一步详述:
[0020] 一种输电线路故障在线检测系统,如图1所示,包括安装在输电线路上的线路故障检测装置和安装监控中心内的无线传输接收总站,线路故障检测装置与无线传输接收总站通过远程无线通信方式进行数据传输。在线路故障检测装置和监控中心之间还可以安装传输增强装置,该传输增强装置主要由无线传输模块和太阳能供电装置构成,用于故障检测装置与监控中心距离大于40公里情况下的数据中转功能。线路故障检测装置安装在输电线路(架空线、电缆及母排)上用于检测线路故障,当线路出现故障时,线路故障检测装置可通过远程无线通信方式将检测到的故障信息通过无线方式传输到监控中心;无线传输接收总站对接收到的数据进行分析处理,显示故障线路及位置并发出声音报警,同时将故障地点及类型通知值班人员。
[0021] 线路故障检测装置包括一个主故障检测器和二个从故障检测器,三个故障检测器分别安装在同一线路的ABC三相运行。主故障检测器和从故障检测器之间采用蓝牙方式进行通信,主故障检测器可以综合比较各相线路的故障信息,从而提高检测装置的抗干扰能力,主故障检测最后通过GSM无线网络将故障检测信息上传至无线传输接收总站。
[0022] 如图2所示,主故障检测器包括电源模块、微控制器、电流传感器、电压传感器、信号调理电路、蓝牙模块、手机模块、时钟电路和复位电路。电源模块与信号调理电路、蓝牙模块、手机模块、微控制器相连接为上述模块供电,电流传感器与电压传感器通过信号调理电路与微控制器相连接,微控制器还与蓝牙模块、手机模块、时钟电路和复位电路相连接。电流传感器和电压传感器安装在输电线路上,信号调理电路对电流传感器和电压传感器检测的信号进行整理并转换为数字信号,然后传送到微控制器内。微控制器通过蓝牙模块接收从故障检测器传送来的检测数据,微控制器对检测信号进行分析,并将检测结果通过手机模块向无线传输接收总站进行传送。
[0023] 如图3所示,从故障检测器包括电源模块、微控制器、电流传感器、电压传感器、信号调理电路、蓝牙模块、时钟电路和复位电路。电源模块与信号调理电路、蓝牙模块、微控制器相连接为上述模块供电,电流传感器与电压传感器通过信号调理电路与微控制器相连接,微控制器还与蓝牙模块、时钟电路和复位电路相连接。电流传感器和电压传感器安装在输电线路上,信号调理电路对电流传感器和电压传感器检测的信号进行整理并转换为数字信号,然后传送到微控制器内。微处理器将检测结果通过蓝牙模块向主故障检测器传送。
[0024] 安装在监控中心的无线传输接收总站由无线数据接收装置和计算机组成,无线数据接收装置能够接收线路故障检测装置传送的故障信息并传送给计算机进行处理,计算机对接收到的数据进行分析处理。其分析处理原则为:根据线路故障发生的季节、时间、气候状况、故障录波(测距)数据、电流、电压、线路保护及自动重合闸,并进行如下故障判断:
[0025] (I)线路短路故障判断:由于短路故障时产生故障电流较大,较易检测,当某一线路发生单相接地短路的瞬间,每条非故障线路的对地电容通过接地点对地放电。故障线路的电容放电电流为所有非故障线路的电容放电电流之和。故障线路的电容放电电流和非故障线的电容放电电流方向相反,一为母线流向线路,另一为线路流向母线,具体流向跟接地瞬间的电压相位有关。
[0026] (2)线路接地故障判断:主要采用比较不同线路接地瞬间电容放电电流幅值和极性的网络化判断方法来检测接地故障。接地瞬间的电容放电电流幅值大于其他线路,接地瞬间的电容放电电流的极性与其他线路相反。当检测器检测到电容电流突变且大于一定数值,同时检测到一相线路对地电压降低,另两相线路对地电压升高,则判断线路发生接地故障。
[0027] (3)线路过负荷判断:线路当前电流值大于线路的最小元件允许通过的电流值。
[0028] (4)线路断线判断:线路当前采集电流值为O。
[0029] 本实用新型实现的主要功能为:在正常运行时,可以帮助工作人员及时了解线路负荷和运行情况,例如线路电流大小、电压水平、线路是否停电、绝缘是否下降、设备导线是否被盗等,还可以对现场的运行状态进行遥测操作。在故障情况下,可以帮助巡检人员快速查找故障点位置,例如短路故障点、接地故障点、过负荷区段、雷击区段、停电区段、绝缘下降区段等。适用于配电架空线路,配电电缆线路、输电线路的在线故障查找。可以判断线路运行状态变化的类别,接地、短路、断线。实时监控线路的运行状态,检测线路短路、接地、过负荷、断线等,并在线路图上显示故障线路及位置并发出声音报警,同时将故障地点及类型通知值班人员,避免事故的进一步扩大。
[0030] 本实用新型的工作过程为:
[0031] (I)将线路故障检测装置挂装在电力传输网络上所需要检测的位置(如线路分支口、事故多发段、较长线路中段等);
[0032] (2)线路故障检测装置将采集的数据通过无线传输发送到无线传输接收总站;
[0033] (3)无线传输接收总站的计算对接收数据进行处理,显示故障所在位置、类别,同时发出声音报警,同时将故障地点及类型通知值班人员。当故障检测器与总站传输距离大于40公里时,中途需要加装无线传输增强装置;
[0034] (4)运维人员确认后派运维人员进行处理。
[0035] 需要强调的是,本实用新型所述的实施例是说明性的,而不是限定性的,因此本实用新型包括并不限于具体实施方式中所述的实施例,凡是由本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出的其他实施方式,同样属于本实用新型保护的范围。

Claims (6)

1.一种输电线路故障在线检测系统,其特征在于:包括安装在输电线路上的线路故障检测装置和安装监控中心内的无线传输接收总站,所述线路故障检测装置包括一个主故障检测器和二个从故障检测器,三个故障检测器分别安装在同一输电线路的三相电路上,主故障检测器和从故障检测器之间采用蓝牙方式进行通信,主故障检测器接收从故障检测器的检测信息并进行处理,主故障检测通过无线网络将故障检测信息上传至无线传输接收总站;无线传输接收总站对接收到故障信息进行处理,显示故障线路及位置。
2.根据权利要求1所述的输电线路故障在线检测系统,其特征在于:所述线路故障检测装置和监控中心之间安装传输增强装置,用于实现故障检测装置与监控中心之间的数据中转功能。
3.根据权利要求1所述的输电线路故障在线检测系统,其特征在于:所述无线传输接收总站由无线数据接收装置和计算机连接构成。
4.根据权利要求1所述的输电线路故障在线检测系统,其特征在于:所述的无线网络为GSM网络。
5.根据权利要求1至4任一项所述的输电线路故障在线检测系统,其特征在于:所述主故障检测器包括电源模块、微控制器、电流传感器、电压传感器、信号调理电路、蓝牙模块、手机模块、时钟电路和复位电路;电源模块与信号调理电路、蓝牙模块、手机模块、微控制器相连接为上述模块供电,电流传感器与电压传感器通过信号调理电路与微控制器相连接,微控制器还与蓝牙模块、手机模块、时钟电路和复位电路相连接。
6.根据权利要求1至4任一项所述的输电线路故障在线检测系统,其特征在于:所述从故障检测器包括电源模块、微控制器、电流传感器、电压传感器、信号调理电路、蓝牙模块、时钟电路和复位电路;电源模块与信号调理电路、蓝牙模块、微控制器相连接为上述模块供电,电流传感器与电压传感器通过信号调理电路与微控制器相连接,微控制器还与蓝牙模块、时钟电路和复位电路相连接。
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