CN216351012U - 基于天馈网络的线路故障分析装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于天馈网络的线路故障分析装置及系统，基于天馈网络的线路故障分析装置由设置在电力线路各处的信号分析模块进行分布式的信号采集处理，具体由电采样单元采集设置位置的电力线路的电压或电流获得弱电采样信号，由导频信号单元产生导频信号，并由信号整合单元在导频信号上整合弱电采样信号，获得整合信号，最后由天馈发射单元将整合信号对外作无线发射。基于此，通过天馈网络的搭建，将电力线路各处的电信号特征以整合信号的方式向外发射，以便于外部系统整合各信号进行对比分析，确定对应设置位置的电力线路故障。同时，天馈网络的搭建基于电力线路，整体装置电路简单高效，便于控制装置成本和体积。

Description

基于天馈网络的线路故障分析装置及系统

技术领域

本实用新型涉及电力系统技术领域，特别是涉及一种基于天馈网络的线路故障分析装置及系统。

背景技术

天馈系统是指天线向周围空间辐射电磁波的系统，主要包括天线和馈线系统，通过天线与馈线之间的无线传输搭建，实现信号的无线传输。因此，天馈系统被普遍应用于各种无线网络的搭建应用中。

在电力系统中，电力线路是主要的组成部分之一，承担电力的输送功能。由于电力的传输距离长，电力线路的物理长度较大，在实际的检修维护中会给相关人员带来很大不便。随着物联网的发展，通过远程终端来监测电力线路的技术也层出不穷，例如使用各类电能监测终端来监测各线路位置的工作等。然而，基于电力线路的物理特性，单一的终端设备难以适应长距离的线路监测需求，而大范围的终端搭建成本较高。因此，传统监测电力线路的方式，还存在以上不足。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统监测电力线路的方式还存在的不足，提供一种基于天馈网络的线路故障分析装置及系统。

一种基于天馈网络的线路故障分析装置，包括设置在电力线路各处的信号分析模块；

信号分析模块包括：

电采样单元，用于采集设置位置的电力线路的电压或电流，获得弱电采样信号；

导频信号单元，用于产生导频信号；

信号整合单元，用于在导频信号上整合弱电采样信号，获得整合信号；

天馈发射单元，用于将整合信号对外作无线发射。

上述的基于天馈网络的线路故障分析装置，由设置在电力线路各处的信号分析模块进行分布式的信号采集处理，具体由电采样单元采集设置位置的电力线路的电压或电流获得弱电采样信号，由导频信号单元产生导频信号，并由信号整合单元在导频信号上整合弱电采样信号，获得整合信号，最后由天馈发射单元将整合信号对外作无线发射。基于此，通过天馈网络的搭建，将电力线路各处的电信号特征以整合信号的方式向外发射，以便于外部系统整合各信号进行对比分析，确定对应设置位置的电力线路故障。同时，天馈网络的搭建基于电力线路，整体装置电路简单高效，便于控制装置成本和体积。

在其中一个实施例中，电采样单元包括：

电压转换单元，用于将设置位置的电力线路的电压进行电压转换；

采样处理单元，用于将经电压转换后的信号处理为弱电采样信号。

在其中一个实施例中，电压转换单元包括AC/DC转换器。

在其中一个实施例中，采样处理单元包括峰值电压采样电路。

在其中一个实施例中，导频信号单元包括：

导频信号发生器，用于产生初始导频信号；

第一信号放大器，用于放大初始导频信号，得到导频信号。

在其中一个实施例中，信号整合单元包括双工器。

在其中一个实施例中，天馈发射单元包括：

天馈处理单元，用于将整合信号处理为天馈信号；

天馈发射天线，用于发射天馈信号。

一种基于天馈网络的线路故障分析系统，包括信号分析系统以及一个或多个基于天馈网络的线路故障分析装置；

信号分析系统包括：

天馈接收单元，用于接收各基于天馈网络的线路故障分析装置的整合信号；

故障分析单元，用于分析整合信号，根据整合信号的异常值确定对应的故障线路。

上述的基于天馈网络的线路故障分析系统，由信号分析系统统一接收各基于天馈网络的线路故障分析装置的整合信号，分析整合信号，根据整合信号的异常值确定对应的故障线路。基于此，通过天馈网络的搭建，接收各整合信号进行对比分析，确定对应设置位置的电力线路故障，以判断故障位置和类型等。天馈网络的搭建基于电力线路，整体装置电路简单高效，便于控制装置成本和体积。

在其中一个实施例中，天馈接收单元包括：

天馈接收天线，用于接收整合信号；

信号滤波单元，用于对接收到的信号进行滤波处理；

第二信号放大器，用于放大经滤波处理后的信号。

在其中一个实施例中，故障分析单元包括信号分析仪。

附图说明

图1为基于天馈网络的线路故障分析装置设置示意图；

图2为一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析装置模块结构图；

图3为另一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析装置模块结构图；

图4为一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析系统模块结构图；

图5为另一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析系统模块结构图。

具体实施方式

为了更好地理解本实用新型的目的、技术方案以及技术效果，以下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的讲解说明。同时声明，以下所描述的实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种基于天馈网络的线路故障分析装置。

图1为基于天馈网络的线路故障分析装置设置示意图，如图1所示，基于天馈网络的线路故障分析装置Tn(n＝1,2,3,…,n)设置被分布式设置在电力线路的多个节点位置中，以天馈网络的形式完成各节点位置的物联网配置。

基于此，在任一节点位置中，图2为一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析装置模块结构图，如图2所示，一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析装置包括设置在电力线路各处的信号分析模块10；

信号分析模块10包括：

电采样单元100，用于采集设置位置的电力线路的电压或电流，获得弱电采样信号；

导频信号单元101，用于产生导频信号；

信号整合单元102，用于在导频信号上整合弱电采样信号，获得整合信号；

天馈发射单元103，用于将整合信号对外作无线发射。

如图2所示，电采样单元100对设置位置的电力线路进行采样，设置位置为该电采样单元100所在基于天馈网络的线路故障分析装置设置被设置的节点位置。电采样单元100采集设置位置的电力线路的电压或电流，转换为弱电采样信号。其中，电力线路的电压或电流一般为强电电压或强电电流，电采样单元100进行强弱电转换，获得弱电采样信号。

在其中一个实施例中，图3为另一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析装置模块结构图，如图3所示，电采样单元100包括：

电压转换单元200，用于将设置位置的电力线路的电压进行电压转换；

采样处理单元201，用于将经电压转换后的信号处理为弱电采样信号。

其中，电压转换单元200用于对设置位置的电力线路的电压进行电压转换，包括强弱电转换或高低压转换。在其中一个实施例中，电压转换单元200包括AC/DC转换器，将设置位置的电力线路的交流电压转换为直流电压弱电采样信号。同时，将交流电压进行比例降压处理，得到对应比例的直流电压弱电采样信号。

其中，采样处理单元201用于将经电压转换后的信号处理为弱电采样信号，包括峰值电压采样、频率采样或电流幅值采样等。在其中一个实施例中，采样处理单元201包括峰值电压采样电路，对应的弱电采样信号为峰值电压信号，以峰值电压来表征设置位置的电力线路工作状况。

其中，导频信号单元101产生的导频信号用于承载弱电采样信号，为给天馈发射提供基础信号。

在其中一个实施例中，如图3所示，导频信号单元101包括：

导频信号发生器300，用于产生初始导频信号；

第一信号放大器301，用于放大初始导频信号，得到导频信号。

在导频信号发生器300产生初始导频信号后，由第一信号放大器301进行信号放大，得到导频信号。同时，信号整合单元102将导频信号与弱电采样信号进行信号整合，由导频信号承载弱电采样信号。

在其中一个实施例中，信号整合单元102选用双工器。通过双工器对导频信号与弱电采样信号的进行的合路处理，以完成信号整合。

在确定整合信号后，由天馈发射单元103将整合信号无线发射至外部空间。其中，整合信号实时表征设置位置的电力线路运行状况。

在其中一个实施例中，如图3所示，天馈发射单元103包括：

天馈处理单元400，用于将整合信号处理为天馈信号；

天馈发射天线401，用于发射天馈信号。

其中，天馈处理单元400可以选用合适的天馈系统，例如DAS(分布式天线)系统，以便于基于天馈网络的线路故障分析装置的分布式部署。通过天馈处理单元400将整合信号处理为天馈信号，由天馈发射天线401进行信号发射，将整合信号实时发送至外部空间中。

上述任一实施例的基于天馈网络的线路故障分析装置，由设置在电力线路各处的信号分析模块10进行分布式的信号采集处理，具体由电采样单元100采集设置位置的电力线路的电压或电流获得弱电采样信号，由导频信号单元101产生导频信号，并由信号整合单元102在导频信号上整合弱电采样信号，获得整合信号，最后由天馈发射单元103将整合信号对外作无线发射。基于此，通过天馈网络的搭建，将电力线路各处的电信号特征以整合信号的方式向外发射，以便于外部系统整合各信号进行对比分析，确定对应设置位置的电力线路故障。同时，天馈网络的搭建基于电力线路，整体装置电路简单高效，便于控制装置成本和体积。

基于此，在天馈发射单元400的空间信号接收一侧，还提供了一种基于天馈网络的线路故障分析系统。

图4为一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析系统模块结构图，如图4所示，一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析系统包括信号分析系统20以及一个或多个基于天馈网络的线路故障分析装置21；

信号分析系统20包括：

天馈接收单元500，用于接收各基于天馈网络的线路故障分析装置21的整合信号；

故障分析单元501，用于分析整合信号，根据整合信号的异常值确定对应的故障线路。

其中，信号分析系统20统一接收各分布式部署的基于天馈网络的线路故障分析装置21的整合信号，并完成整合信号的异常值确定。

在其中一个实施例中，可根据同一基于天馈网络的线路故障分析装置21在不同时间的整合信号对比，确定整合信号的异常值。以峰值电压为例，整合信号表征的设置位置的电力线路的峰值电压在各历史时刻均处于电压范围内，超出电压范围的峰值电压则表征整合信号的异常。

在其中一个实施例中，可根据不同设置位置的基于天馈网络的线路故障分析装置21的整合信号，进行对比，根据比对的差值范围，确定整合信号的异常值。

其中，天馈接收单元500接收整合信号，并解析出整合信号对应的弱电采样信号，供故障分析单元501进行异常值分析。

在其中一个实施例中，图5为另一实施方式的基于天馈网络的线路故障分析系统模块结构图，如图5所示，天馈接收单元500包括：

天馈接收天线600，用于接收整合信号；

信号滤波单元601，用于对接收到的信号进行滤波处理；

第二信号放大器602，用于放大经滤波处理后的信号。

在其中一个实施例中，信号滤波单元601包括带通滤波器或整流单元。

在其中一个实施例中，故障分析单元501包括信号分析仪。通过信号分析仪的配置设置，完成上述的整合信号异常值分析。需要注意的是，整合信号的异常值判定，可根据对应电力线路的采样类型进行确定，上述方式不代表唯一限定。

上述任一实施例的基于天馈网络的线路故障分析系统，由信号分析系统20统一接收各基于天馈网络的线路故障分析装置21的整合信号，分析整合信号，根据整合信号的异常值确定对应的故障线路。基于此，通过天馈网络的搭建，接收各整合信号进行对比分析，确定对应设置位置的电力线路故障，以判断故障位置和类型等。天馈网络的搭建基于电力线路，整体装置电路简单高效，便于控制装置成本和体积。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基于天馈网络的线路故障分析装置，其特征在于，包括设置在电力线路各处的信号分析模块；

所述信号分析模块包括：

电采样单元，用于采集设置位置的电力线路的电压或电流，获得弱电采样信号；

导频信号单元，用于产生导频信号；

信号整合单元，用于在所述导频信号上整合所述弱电采样信号，获得整合信号；

天馈发射单元，用于将所述整合信号对外作无线发射。

2.根据权利要求1所述的基于天馈网络的线路故障分析装置，其特征在于，所述电采样单元包括：

电压转换单元，用于将设置位置的电力线路的电压进行电压转换；

采样处理单元，用于将经电压转换后的信号处理为弱电采样信号。

3.根据权利要求2所述的基于天馈网络的线路故障分析装置，其特征在于，所述电压转换单元包括AC/DC转换器。

4.根据权利要求2所述的基于天馈网络的线路故障分析装置，其特征在于，所述采样处理单元包括峰值电压采样电路。

5.根据权利要求1所述的基于天馈网络的线路故障分析装置，其特征在于，所述导频信号单元包括：

导频信号发生器，用于产生初始导频信号；

第一信号放大器，用于放大所述初始导频信号，得到所述导频信号。

6.根据权利要求1所述的基于天馈网络的线路故障分析装置，其特征在于，所述信号整合单元包括双工器。

7.根据权利要求1所述的基于天馈网络的线路故障分析装置，其特征在于，所述天馈发射单元包括：

天馈处理单元，用于将所述整合信号处理为天馈信号；

天馈发射天线，用于发射所述天馈信号。

8.一种基于天馈网络的线路故障分析系统，其特征在于，包括信号分析系统以及一个或多个如权利要求1至7任意一项所述的基于天馈网络的线路故障分析装置；

所述信号分析系统包括：

天馈接收单元，用于接收各基于天馈网络的线路故障分析装置的整合信号；

故障分析单元，用于分析所述整合信号，根据所述整合信号的异常值确定对应的故障线路。

9.根据权利要求8所述的基于天馈网络的线路故障分析系统，其特征在于，所述天馈接收单元包括：

天馈接收天线，用于接收所述整合信号；

信号滤波单元，用于对所述接收到的信号进行滤波处理；

第二信号放大器，用于放大经滤波处理后的信号。

10.根据权利要求8所述的基于天馈网络的线路故障分析系统，其特征在于，所述故障分析单元包括信号分析仪。

Images