CN210109247U - 一种基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置，包括设于A变电站的主端行波故障监测装置、设于B变电站的从端行波故障监测装置、连接主端行波故障监测装置和从端行波故障监测装置的OPGW光缆和GIS地理信息系统；主端行波故障监测装置与从端行波故障监测装置的结构相同，包括机箱以及安装在机箱内部的激光收发器、高速采集板、电源板、GPS定位仪和工控机，高速采集板的信号输入端接激光收发器输出端，高速采集板的时钟端口接GPS定位仪的输出端，工控机通过数据线接高速采集板。本实用新型可彻底解决传统监测装置在野外恶劣环境中存在运行稳定性较差、通信信号依赖运营商，维护不便等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种监测装置，具体是一种基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置。
背景技术
我国高压输电线路跨度大，距离长，分布区域广，且容易受地域和气象条件影响，所以很容易遭受雷击。据相关数据显示，高压输电线路当前的雷击跳闸次数占跳闸比例的50％-70％，因此，当输电线路发生故障时能够快速准确的检测出故障点并进行检修对整个线路的恢复具有相当重要的意义。同时，雷击故障识别对分析雷击故障产生的原因具有一定的指导作用。目前，国内对雷击故障的处理主要是先对故障定位，后检修的方式进行的。
输电线路故障可分为永久性故障和瞬时性故障。瞬时性故障在继电保护装置切断电源后可自动消失，线路通过重合闸可恢复供电。这类故障造成的绝缘损伤没有明显的痕迹，因此也给故障点的查找带来了很大的不便。瞬时性故障虽然不会影响供电，但是却经常发生在系统最薄弱的环节，因此应尽快找出故障点并加以处理，以免故障的持续发生，可确保供电的稳定性。永久性故障无法自动消失，需要人工排除，尽快找出故障点位置是排除永久性故障的前提。排除故障时间的长短直接决定由停电带来的损失的大小，这为查找故障点的快速性和准确性提出了要求。要排除故障首先要找到故障点，然而输电线路大多距离长，所跨区域地形复杂，尤其是在山区、丘陵地带是故障发生的高发地带。这就给传统的人工巡线方式带来了极大的不便。输电线路故障直接影响到系统运行的可靠性，故障的及时排除有利于减小由停电带来的损失、具有极大的社会和经济效益。
目前，输电线路雷击定位定位监测一种方法是采用线路行波时差定位方法，行波法是基于高频传输线的理论分析，在一条线路上安装若干套雷击定位定位监测装置利用太阳能供电，加一高频脉冲到故障线上，在线路阻抗突变处必将形成一反射脉冲，通过仪器的高速数据采集器完整的记录下波形，并将高速采集相线高频电流信号或高频电压信号并判断是否为故障行波，若为故障行波，则通过测量发射脉冲与反射脉冲的时间差来确定故障点的位置。这种方式设备性能容易受太阳能供电方式限制、设备在野外恶劣环境中存在运行稳定性较差、通信信号不稳定问题。有些专利提到了输电线路OPGW雷击定位，一般都是进行单端进行数据采集定位，这种方法是根据两雷击波信号间隔时间定位的，如果在靠近远端变电站有雷击且雷击波波尾较长时，是无法精确定位的。
发明内容
本实用新型的目的为了克服现有技术存在上述的问题及不足，提供一种可靠的、安装简单的、高定位精度的一种基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置，采用光传感技术，用于长距离输电线路发生雷击时对雷击点的精确定位，同时将定位结果展示在GIS地理信息平台上。
本实用新型的技术方案为：
一种基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置，包括设于A变电站的主端行波故障监测装置、设于B变电站的从端行波故障监测装置、连接主端行波故障监测装置和从端行波故障监测装置的 OPGW光缆和GIS地理信息系统；主端行波故障监测装置与从端行波故障监测装置的结构相同，包括机箱以及安装在机箱内部的激光收发器、高速采集板、电源板、GPS定位仪和工控机，高速采集板的信号输入端接激光收发器输出端，高速采集板的时钟端口接GPS定位仪的输出端，工控机通过数据线接高速采集板，GPS定位仪用于给高速采集板提供精确时间和位置信息。
进一步的，主端行波故障监测装置接线路OPGW光缆中的一芯光纤与从端行波故障监测装置相连，主从行波故障监测装置的激光收发器之间通过OPGW光缆通信，并形成激光的发射与接收回路。
进一步的，所述主端行波故障监测装置的工控机通过OPGW光缆读取从端行波故障监测装置采集的数据和本地数据并分析主、从行波故障监测装置采集的数据中雷击波信号到达两变电站的精确时间和位置，依此来计算输电线路故障发生的位置，将相关信息上传到 GIS地理信息系统实时显示，并发出发出雷击报警信息给管理人员。
本实用新型无需在线路上部署设备，安全可靠，可彻底解决传统监测装置在野外恶劣环境中存在运行稳定性较差、通信信号依赖运营商，维护不便等问题，还解决了单端定位设备受波尾影响定位不精确的问题和不适用于超、特高压长距离线路的问题，同时结合GIS地理信息系统显示雷击故障的准确位置以供及时检修。
附图说明
图1是本实用新型基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置的结构示意图；
图2是本实用新型的系统原理图。
图中：1—机箱，2—激光收发器，3—高速采集板，4—电源板， 5—GPS定位仪，6—工控机，7—OPGW光缆，8—输电线路塔，9—GIS 地理信息系统。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述。
请参阅图1及图2，本实用新型基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置包括设于A变电站的主端行波故障监测装置、设于B变电站的从端行波故障监测装置、连接主端行波故障监测装置和从端行波故障监测装置的OPGW光缆7和GIS地理信息系统9。
A、B变电站内的主、从端行波故障监测装置分别安装在一条输电线路两端变电站机房的机柜内，OPGW光缆7架在输电线路塔8 顶端；主、从端行波故障监测装置包括机箱1以及安装在机箱1内部的激光收发器2、高速采集板3、电源板4、GPS定位仪5和工控机6。
所述电源板4为所有有源器件供电，高速采集板3的信号输入端接激光收发器2输出端，高速采集板3的时钟端口接GPS定位仪5 的输出端，工控机6通过数据线接高速采集板3和GPS定位仪5，读取高速采集板3采集的雷击波数据和控制高速采集卡3运行，并进行算法运算。GPS定位仪5负责给高速采集板3提供精确时间和位置信息，GPS定位仪5的GPS天线接到室外。
主、从端行波故障监测装置分别安装在一条输电线路A、B两端变电站机房的机柜内，主端行波故障监测装置接线路OPGW光缆7 中的一芯光纤与从端行波故障监测装置相连。主从行波故障监测装置的激光收发器2之间通过OPGW光缆7通信，并形成激光的发射与接收回路。装置电源接机房内220V交流电源。
当输电线路有雷击发生时，主、从端高速采集板3采集到雷击波信号并存储雷击波数据的同时读取GPS精确时间和位置信息，工控机6读取雷击波数据、精确时间，主端工控机6通过OPGW光缆7 读取从端采集的数据和本地数据并分析主、从机采集的数据中雷击波信号到达两变电站的精确时间和位置，依此来计算输电线路故障发生的位置，将相关信息上传到GIS地理信息系统10实时显示，并发出发出雷击报警信息给管理人员。GIS地理信息系统10可部署在工控机6上，记录线路轨迹和站点信息。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置，其特征在于：包括设于A变电站的主端行波故障监测装置、设于B变电站的从端行波故障监测装置、连接主端行波故障监测装置和从端行波故障监测装置的OPGW光缆(7)和GIS地理信息系统(9)；主端行波故障监测装置与从端行波故障监测装置的结构相同，包括机箱(1)以及安装在机箱(1)内部的激光收发器(2)、高速采集板(3)、电源板(4)、GPS定位仪(5)和工控机(6)，高速采集板(3)的信号输入端接激光收发器(2)输出端，高速采集板(3)的时钟端口接GPS定位仪(5)的输出端，工控机(6)通过数据线接高速采集板(3)，GPS定位仪(5)用于给高速采集板(3)提供精确时间和位置信息。
2.如权利要求1所述的基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置，其特征在于：主端行波故障监测装置接线路OPGW光缆(7)中的一芯光纤与从端行波故障监测装置相连，主从行波故障监测装置的激光收发器(2)之间通过OPGW光缆(7)通信，并形成激光的发射与接收回路。
3.如权利要求1或2所述的基于电力系统内网的光纤传感长距离雷击定位装置，其特征在于：所述主端行波故障监测装置的工控机(6)通过OPGW光缆(7)读取从端行波故障监测装置采集的数据和本地数据并分析主、从行波故障监测装置采集的数据中雷击波信号到达两变电站的精确时间和位置，依此来计算输电线路故障发生的位置，将相关信息上传到GIS地理信息系统(9)实时显示，并发出发出雷击报警信息给管理人员。
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|---|---|---|---|---|
| CN113092082A (zh) * | 2021-03-31 | 2021-07-09 | 广东电网有限责任公司清远供电局 | Opgw光缆寿命预测系统 |
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