基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)中心平臺(tái)和故障區(qū)段定位主機(jī)模塊兩部分組成；所述數(shù)據(jù)中心平臺(tái)與故障區(qū)段定位主機(jī)模塊通過服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；基于該系統(tǒng)的故障定位方法，包括步驟1：在架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段兩端設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)；步驟2：啟動(dòng)無線采集處理器，無線采集處理器從監(jiān)測點(diǎn)處采集架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)；步驟3：無線采集處理器設(shè)定電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)的觸發(fā)信息，并把觸發(fā)后的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)中心；步驟4：數(shù)據(jù)中心從獲取的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)中分析故障的暫態(tài)量，并識(shí)別故障發(fā)生區(qū)域。
【專利說明】基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力線路監(jiān)控領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)及方法。
技術(shù)背景
[0002]隨著城市的發(fā)展，架空線纜化率的不斷提高，建設(shè)了大量的架空線-高壓電纜混聯(lián)線路?；炻?lián)線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具備很高的傳輸可靠性，而且有利于城市的整體形象提升。但是同時(shí)也面臨著架空線路雷擊、空氣污染絕緣下降、覆冰，電纜外力損壞、電纜老化、接頭不良、擊穿短路等多種故障合一的復(fù)雜問題；要想在某些瞬時(shí)故障發(fā)生后符合設(shè)備安全和可靠性的前提條件下投入重合閘，就必須能夠定位出故障發(fā)生在架空段還是地下高壓電纜段，從而縮短故障停電時(shí)間，減少經(jīng)濟(jì)損失；提高排障的效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明為了解決上述問題，提供了一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)及方法，它為電力生產(chǎn)綜合決策提供必要的技術(shù)手段和量化條件。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
[0005]一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)中心平臺(tái)和故障區(qū)段定位主機(jī)模塊兩部分組成；所述數(shù)據(jù)中心平臺(tái)與故障區(qū)段定位主機(jī)模塊通過服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述故障區(qū)段定位主機(jī)模塊還與若干無線采集處理器相連；每個(gè)無線采集處理器設(shè)有一與電纜位置相連的觸發(fā)通道，還設(shè)有一與架空位置相連的觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道；所述觸發(fā)通道和其相對(duì)應(yīng)通道用來監(jiān)測分別設(shè)置在電纜與架空線端的一對(duì)信號(hào)采集互感器輸出的信號(hào)；
[0006]當(dāng)T〈0并且滿足(M/v) < I T I < (M/v+t)時(shí)，觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的架空位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)；
[0007]當(dāng)T>0并且滿足(M/v)〈 |T|〈(M/v+t)時(shí)，觸發(fā)通道的電纜位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào);
[0008]當(dāng)滿足|T|〈(M/v)時(shí)，在觸發(fā)通道和觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道之間的區(qū)域產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào);
[0009]當(dāng)I T I > (M/v+t)時(shí)，則觸發(fā)信號(hào)無效；
[0010]其中，M為電纜兩端監(jiān)測點(diǎn)的間隔；T為無線數(shù)據(jù)采集處理器兩端通道觸發(fā)時(shí)間相差值范圍，T = T1-T2 ；T1為觸發(fā)通道的觸發(fā)時(shí)間；T2為觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的觸發(fā)時(shí)間；t為無線采集處理器的觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間閾值為行波在電纜中傳播的速度。
[0011 ] 所述故障區(qū)段定位主機(jī)模塊與電源管理模塊相連。
[0012]所述無線采集處理器還設(shè)有一通道與相位同步互感器相連，用來檢測相位同步互感器輸出的信號(hào)，所述相位同步互感器設(shè)置在電纜與架空線端的一對(duì)信號(hào)采集互感器之間。
[0013]一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，包括
[0014]步驟1:在架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段兩端設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)；
[0015]步驟2:從監(jiān)測點(diǎn)處采集架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)，并上傳給無線采集處理器；
[0016]步驟3:無線采集處理器設(shè)定電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)的觸發(fā)信息，并把觸發(fā)后的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)中心；
[0017]步驟4:數(shù)據(jù)中心從獲取的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)中分析故障的暫態(tài)量，并識(shí)別故障發(fā)生區(qū)域。
[0018]所述的步驟I的監(jiān)測點(diǎn)處設(shè)有一對(duì)信號(hào)采集互感器和一相位同步互感器，所述信號(hào)采集互感器將電纜中故障暫態(tài)信號(hào)隔離耦合轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述相位同步互感器隔離耦合相應(yīng)電纜相的同步相位信號(hào)。
[0019]所述的步驟3包括以下步驟:
[0020]步驟(I):設(shè)置無線采集處理器采集信號(hào)的觸發(fā)通道和觸發(fā)閾值；其中設(shè)置架空電纜混合線路的第一監(jiān)測點(diǎn)連接無線采集處理器的觸發(fā)通道，第二監(jiān)測點(diǎn)與無線采集處理器的觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)的另一通道；其中，第一監(jiān)測點(diǎn)位于架空位置；第二監(jiān)測點(diǎn)安裝在電纜位置；
[0021]步驟(2):配置數(shù)據(jù)中心與無線采集處理器相連接的安裝地址和IP地址信息；
[0022]步驟(3):數(shù)據(jù)中心根據(jù)配置的IP地址連接無線采集處理器；
[0023]步驟(4):無線采集處理器采集故障暫態(tài)信號(hào)，并將所采集到的信號(hào)上傳到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心根據(jù)無線采集處理器的通訊協(xié)議接口獲取故障暫態(tài)信號(hào)。
[0024]所述的步驟4包括以下步驟:
[0025]步驟(I):數(shù)據(jù)中心從無線采集處理器獲取故障暫態(tài)信號(hào)，并采取濾波算法排除無效的波形，整理出有效波形區(qū)域，其中該區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)為有效波形數(shù)據(jù)；
[0026]步驟(2):數(shù)據(jù)中心分析判斷有效波形區(qū)域中觸發(fā)通道波形的最大值與對(duì)應(yīng)的另一通道采集點(diǎn)的最大值，并判斷兩端通道波形最大值的相差偏離是否設(shè)定的閾值范圍內(nèi)；所述的步驟(2)中的波形最大值的相差偏離值范圍與現(xiàn)場線路的檢測的阻抗值成正比關(guān)系;
[0027]步驟(3):數(shù)據(jù)中心分析判斷有效波形區(qū)域中觸發(fā)通道波形的最大值觸發(fā)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的另一通道的觸發(fā)時(shí)間相差值是否在設(shè)定的有效時(shí)間閾值范圍內(nèi)；
[0028]步驟(4):如果兩端通道的波形最大值偏差和觸發(fā)時(shí)間偏差滿足設(shè)定的閾值范圍，則判斷該波形區(qū)域?yàn)楣收蠀^(qū)域；其判斷過程為:
[0029]當(dāng)T〈0并且滿足(M/v) < I T I < (M/v+t)時(shí)，觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的架空位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)；
[0030]當(dāng)T>0并且滿足(M/v)〈 |T|〈(M/v+t)時(shí)，觸發(fā)通道的電纜位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào);
[0031]當(dāng)滿足|T|〈(M/v)時(shí)，在觸發(fā)通道和觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道之間的區(qū)域產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào);
[0032]當(dāng)|T|>(M/v+t)時(shí)，則觸發(fā)信號(hào)無效。
[0033]本發(fā)明的有益效果是:
[0034](I)增加安裝信號(hào)采集互感器和相位同步互感器的數(shù)量可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)大監(jiān)測范圍，如果安裝密度增加后也能提高線路故障點(diǎn)的定位精度；
[0035](2)無線采集處理器在原始采集通道觸發(fā)后把暫態(tài)波形上傳到數(shù)據(jù)中心分析，原始的線路暫態(tài)波形信號(hào)經(jīng)過了無線采集處理器和數(shù)據(jù)中心的雙重分析篩選，可以更加有效定位線路的故障來源；
[0036](3)因?yàn)楝F(xiàn)場的線路環(huán)境不可能百分之百相同，所有原始采集故障暫態(tài)信號(hào)都要上傳給數(shù)據(jù)中心進(jìn)一步分析定位，此做法的好處可以在軟件平臺(tái)遠(yuǎn)程調(diào)整無線處理采集器的通道的波形最大值偏離范圍和觸發(fā)時(shí)間相差范圍，實(shí)時(shí)適應(yīng)現(xiàn)場各個(gè)區(qū)域的線路環(huán)境。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明的基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0038]圖2是本發(fā)明的電源管理模塊程序總體流程圖；
[0039]圖3是本發(fā)明的無線采集處理器故障時(shí)電源開關(guān)控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0041]圖1為本發(fā)明的基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，由圖1可知，系統(tǒng)由數(shù)據(jù)中心平臺(tái)101和故障區(qū)段定位主機(jī)模塊103兩部分組成，所述數(shù)據(jù)中心平臺(tái)101和故障區(qū)段定位主機(jī)模塊103通過透傳服務(wù)器102進(jìn)行連接。透傳服務(wù)器102完成接入部署的主機(jī)模塊103的功能和轉(zhuǎn)發(fā)波形數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)中心平臺(tái)101的功能。數(shù)據(jù)中心平臺(tái)101完成對(duì)上傳的故障暫態(tài)信號(hào)進(jìn)行分析處理，判斷是否為有效的故障發(fā)生區(qū)域。故障區(qū)段定位主機(jī)模塊103具有三個(gè)功能:第一個(gè)功能是獲取無線采集處理器104中的故障暫態(tài)信號(hào)，第二個(gè)功能是把故障暫態(tài)信號(hào)發(fā)送到透傳服務(wù)器102中，另外一個(gè)功能是通過串口連接電源管理模塊105對(duì)無線采集處理器104的電源進(jìn)行控制管理。
[0042]圖2為本發(fā)明的電源管理模塊程序總體流程圖，由圖2可知，無線采集處理器與電源管理模塊通過串口連接，通過心跳來感知電源管理模塊是否處于正常狀態(tài)。當(dāng)和電源管理模塊發(fā)送心跳命令時(shí)如果等待對(duì)方的響應(yīng)已經(jīng)超時(shí)，就重啟串口連接，然后重新嘗試發(fā)送心跳命令，直到收到響應(yīng)才認(rèn)為串口連接恢復(fù)正常，其過程為:
[0043]步驟201:無線采集處理器申請(qǐng)通過串口與電源管理模塊連接，轉(zhuǎn)到步驟202 ；
[0044]步驟202:無線采集處理器在打開與電源管理模塊的串口連接后實(shí)時(shí)發(fā)送心跳命令，監(jiān)控連接是否處于正常狀態(tài)；通過步驟203判斷連接的運(yùn)行狀態(tài)；
[0045]步驟203:如果等待超時(shí)后收不到任何響應(yīng)信息，則認(rèn)為連接可能已經(jīng)無效，此時(shí)轉(zhuǎn)到步驟205 ;連接有效則轉(zhuǎn)到步驟204 ；
[0046]步驟204:接收無線采集處理器的電源控制命令并處理命令；
[0047]步驟205:檢測對(duì)方未響應(yīng)次數(shù)是否超過最大次數(shù)限制；如果沒有超過，則再次重復(fù)發(fā)送請(qǐng)求指令；否則嘗試重啟啟動(dòng)串口，轉(zhuǎn)入步驟206 ;
[0048]步驟206:重啟啟動(dòng)串口前先關(guān)閉現(xiàn)在的串口連接；
[0049]步驟207:檢查重啟次數(shù)是否超過了最大的次數(shù)限制，如果超過了最大限制。則不再嘗試重啟串口連接，轉(zhuǎn)到步驟208 ;如果沒有超過限制則繼續(xù)嘗試打開串口連接；
[0050]步驟208:關(guān)閉串口連接，不再嘗試?yán)^續(xù)操作；說明無線采集處理器或者電源管理模塊出現(xiàn)了故障。
[0051]圖3為本發(fā)明的無線采集處理器故障時(shí)電源開關(guān)控制流程圖，由圖3可知，當(dāng)無線采集處理器發(fā)生通訊故障時(shí)，將會(huì)先嘗試發(fā)送重啟串口命令，在保障串口通訊正常的前提下，如果無線采集處理器仍然無法響應(yīng)或者出現(xiàn)其他故障，此時(shí)通過串口控制電源開關(guān)來重啟無線采集處理器。無線采集處理器故障時(shí)電源開關(guān)控制過程為:
[0052]步驟301:軟件程序判斷無線采集處理器故障的情況下嘗試重啟無線采集處理器，通過串口向電源控制模塊發(fā)送斷開命令；
[0053]步驟302:通過串口發(fā)送串口命令來關(guān)閉采集處理器電源；
[0054]步驟303:等待串口響應(yīng)，如果超過一定時(shí)間沒有響應(yīng)，則未響應(yīng)計(jì)數(shù)加1，則轉(zhuǎn)到步驟304，否則轉(zhuǎn)到步驟309 ；
[0055]步驟304:如果沒有收到反饋，則檢查未響應(yīng)計(jì)數(shù)是否超過最大未響應(yīng)次數(shù)，如果超過則轉(zhuǎn)到步驟305 ；
[0056]步驟305:嘗試關(guān)閉串口連接，并轉(zhuǎn)到步驟306 ；
[0057]步驟306:檢查超時(shí)循環(huán)次數(shù)，如果循環(huán)嘗試關(guān)閉串口次數(shù)超過了最大的循環(huán)次數(shù)，則轉(zhuǎn)到步驟308 ;否則轉(zhuǎn)到步驟307 ；
[0058]步驟307:重新打開串口命令；當(dāng)前的循環(huán)次數(shù)加1，如果向采集處理器發(fā)送斷開命令仍然失敗，則會(huì)重新開始關(guān)閉串口，然后重新打開串口，直至這個(gè)循環(huán)受到最大循環(huán)次數(shù)限制后跳出；
[0059]步驟308:停止發(fā)送關(guān)閉串口命令，不再嘗試斷開串口的操作；
[0060]步驟309:收到斷開電源命令的響應(yīng)后說明串口連接是正常的，采集處理器可以正常斷電，然后轉(zhuǎn)到步驟310;
[0061]步驟310:記錄串口第一次成功發(fā)送斷電命令到現(xiàn)在的斷電次數(shù)，轉(zhuǎn)到步驟311 ;
[0062]步驟311:等待采集處理器上電初始化過程，在等待的過程中循環(huán)查詢采集處理器當(dāng)前狀態(tài)是否已經(jīng)啟動(dòng)完畢；
[0063]步驟312:等待超時(shí)后如果監(jiān)測到采集處理器仍然處于不正常狀態(tài)則認(rèn)為采集處理器上電初始化失敗，此時(shí)轉(zhuǎn)到步驟313 ;否則，轉(zhuǎn)到步驟317后流程判斷結(jié)束；
[0064]步驟313:采集處理器斷電次數(shù)加1，并判斷此時(shí)嘗試斷電未成功次數(shù)是否大于3次，如果沒有超過3次，斷電未成功原因可能是串口通訊失敗導(dǎo)致，否則才認(rèn)定采集處理器確實(shí)有故障，然后轉(zhuǎn)到步驟314 ；
[0065]步驟314:依次判斷是否所有的采集處理器都不能正常上電。如果都不能夠操作，則停止與電源管理模塊通訊；否則跳轉(zhuǎn)到步驟316 ;
[0066]步驟316:停止控制示波器的電源，增大巡檢周期后再重新檢測。
[0067]在上述基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)正常工作的情況下，故障定位方法，包括以下步驟:
[0068]步驟1:在架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段兩端設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)；
[0069]步驟2:從監(jiān)測點(diǎn)處采集架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)，并上傳給無線采集處理器；
[0070]步驟3:無線采集處理器設(shè)定電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)的觸發(fā)信息，并把觸發(fā)后的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)中心；
[0071]步驟4:數(shù)據(jù)中心從獲取的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)中分析故障的暫態(tài)量，并識(shí)別故障發(fā)生區(qū)域。
[0072]所述的步驟I的監(jiān)測點(diǎn)處設(shè)有一對(duì)信號(hào)采集互感器和一相位同步互感器，所述信號(hào)采集互感器將電纜中故障暫態(tài)信號(hào)隔離耦合轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述相位同步互感器隔離耦合相應(yīng)電纜相的同步相位信號(hào)；所述相位同步互感器設(shè)置于一對(duì)信號(hào)采集互感器之間。
[0073]所述的步驟3包括以下步驟:
[0074]步驟(I):設(shè)置無線采集處理器采集信號(hào)的觸發(fā)通道和觸發(fā)閾值；其中設(shè)置架空電纜混合線路的第一監(jiān)測點(diǎn)連接無線采集處理器的觸發(fā)通道，第二監(jiān)測點(diǎn)與無線采集處理器的觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)的另一通道；其中，第一監(jiān)測點(diǎn)位于架空位置；第二監(jiān)測點(diǎn)安裝在電纜位置；
[0075]步驟(2):配置數(shù)據(jù)中心與無線采集處理器相連接的安裝地址和IP地址信息；
[0076]步驟(3):數(shù)據(jù)中心根據(jù)配置的IP地址連接無線采集處理器；
[0077]步驟(4):無線采集處理器采集故障暫態(tài)信號(hào)，并將所采集到的信號(hào)上傳到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心根據(jù)無線采集處理器的通訊協(xié)議接口獲取故障暫態(tài)信號(hào)。
[0078]所述的步驟4包括以下步驟:
[0079]步驟(I):數(shù)據(jù)中心從無線采集處理器獲取故障暫態(tài)信號(hào)，并采取濾波算法排除無效的波形，整理出有效波形區(qū)域；
[0080]步驟(2):數(shù)據(jù)中心分析判斷有效波形區(qū)域中觸發(fā)通道波形的最大值與對(duì)應(yīng)的另一通道采集點(diǎn)的最大值，并判斷兩端通道波形最大值的相差偏離是否設(shè)定的閾值范圍內(nèi)；其中，所述的步驟(2)中的波形最大值的相差偏離值范圍與現(xiàn)場線路的檢測的阻抗值成正比關(guān)系；
[0081]步驟(3):數(shù)據(jù)中心分析判斷有效波形區(qū)域中觸發(fā)通道波形的最大值觸發(fā)時(shí)間與對(duì)應(yīng)的另一通道的觸發(fā)時(shí)間相差值是否在設(shè)定的有效時(shí)間閾值范圍內(nèi)；其中，所述的步驟
(3)中的觸發(fā)時(shí)間相差值范圍由采集點(diǎn)安裝間隔距離和行波波速?zèng)Q定，正常的行波波速為170m/μ s ;根據(jù)觸發(fā)時(shí)間相差值正負(fù)判斷行波的傳輸方向，從而進(jìn)一步定位線路故障點(diǎn)的位置；
[0082]步驟(4):如果兩端通道的波形最大值偏差和觸發(fā)時(shí)間偏差滿足設(shè)定的閾值范圍，則判斷該波形區(qū)域?yàn)楣收蠀^(qū)域，其判斷過程為:
[0083]假設(shè)無線采集處理器的觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間閾值t為50 μ s ;行波在電纜中傳播的速度V為170m/ys ;那么，當(dāng)Τ〈0并且滿足(M/170)<|T|<(M/170+50)時(shí)，觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的架空位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)；
[0084]當(dāng)Τ>0并且滿足(Μ/170)〈|Τ|〈(Μ/170+50)時(shí)，觸發(fā)通道的電纜位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào);
[0085]當(dāng)滿足|Τ|〈(Μ/170)時(shí)，在觸發(fā)通道和其相對(duì)應(yīng)通道之間的區(qū)域產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào);
[0086]當(dāng)I T I > (Μ/170+50)時(shí)，則觸發(fā)信號(hào)無效；
[0087]其中，M為電纜兩端監(jiān)測點(diǎn)的間隔；Τ為無線數(shù)據(jù)采集處理器兩端通道觸發(fā)時(shí)間相差值范圍，T = Τ1-Τ2 ；T1為觸發(fā)通道的觸發(fā)時(shí)間；T2為觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的觸發(fā)時(shí)間。
[0088]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)中心平臺(tái)和故障區(qū)段定位主機(jī)模塊兩部分組成；所述數(shù)據(jù)中心平臺(tái)與故障區(qū)段定位主機(jī)模塊通過服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；所述故障區(qū)段定位主機(jī)模塊還與若干無線采集處理器相連；每個(gè)無線采集處理器設(shè)有一與電纜位置相連的觸發(fā)通道，還設(shè)有一與架空位置相連的觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道；所述觸發(fā)通道和其相對(duì)應(yīng)通道用來監(jiān)測分別設(shè)置在電纜與架空線端的一對(duì)信號(hào)采集互感器輸出的信號(hào)； 當(dāng)1X0并且滿足怖')? | X | ? (1/^+^)時(shí)，觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的架空位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)； 當(dāng)丁?0并且滿足⑶則71應(yīng)乂十七)時(shí)，觸發(fā)通道的電纜位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)； 當(dāng)滿足114(1/4時(shí)，在觸發(fā)通道和觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道之間的區(qū)域產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)； 當(dāng)X | ? (1/^+^)時(shí)，則觸發(fā)信號(hào)無效； 其中，1為電纜兩端監(jiān)測點(diǎn)的間隔；1為無線數(shù)據(jù)采集處理器兩端通道觸發(fā)時(shí)間相差值范圍，1 = 11-12 ；11為觸發(fā)通道的觸發(fā)時(shí)間；12為觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的觸發(fā)時(shí)間；丨為無線采集處理器的觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間閾值?為行波在電纜中傳播的速度。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述故障區(qū)段定位主機(jī)模塊與電源管理模塊相連。
3.如權(quán)利要求2所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述無線采集處理器還設(shè)有一通道與相位同步互感器相連，用來檢測相位同步互感器輸出的信號(hào)，所述相位同步互感器設(shè)置在電纜與架空線端的一對(duì)信號(hào)采集互感器之間。
4.一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1:在架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段兩端設(shè)置監(jiān)測點(diǎn)； 步驟2:啟動(dòng)無線采集處理器，無線采集處理器從監(jiān)測點(diǎn)處采集架空電纜混合線路監(jiān)測區(qū)域段的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)； 步驟3:無線采集處理器設(shè)定電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)的觸發(fā)信息，并把觸發(fā)后的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)通過網(wǎng)絡(luò)上傳給數(shù)據(jù)中心； 步驟4:數(shù)據(jù)中心從獲取的電壓信號(hào)和同步相位信號(hào)中分析故障的暫態(tài)量，并識(shí)別故障發(fā)生區(qū)域。
5.如權(quán)利要求4所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，其特征在于，所述的步驟1的監(jiān)測點(diǎn)處設(shè)有一對(duì)信號(hào)采集互感器和一相位同步互感器，所述信號(hào)采集互感器將電纜中故障暫態(tài)信號(hào)隔離耦合轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；所述相位同步互感器隔離耦合相應(yīng)電纜相的同步相位信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，其特征在于，所述相位同步互感器設(shè)置于一對(duì)信號(hào)采集互感器之間。
7.如權(quán)利要求4所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，其特征在于，所述的步驟3包括以下步驟: 步驟(1):設(shè)置無線采集處理器采集信號(hào)的觸發(fā)通道和觸發(fā)閾值；其中設(shè)置架空電纜混合線路的第一監(jiān)測點(diǎn)連接無線采集處理器的觸發(fā)通道，第二監(jiān)測點(diǎn)與無線采集處理器的觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)的另一通道；其中，第一監(jiān)測點(diǎn)位于架空位置；第二監(jiān)測點(diǎn)安裝在電纜位置； 步驟(2):配置數(shù)據(jù)中心與無線采集處理器相連接的安裝地址和I？地址信息； 步驟(3):數(shù)據(jù)中心根據(jù)配置的I？地址連接無線采集處理器； 步驟(4):無線采集處理器采集故障暫態(tài)信號(hào)，并將所采集到的信號(hào)上傳到數(shù)據(jù)中心，數(shù)據(jù)中心根據(jù)無線采集處理器的通訊協(xié)議接口獲取故障暫態(tài)信號(hào)。
8.如權(quán)利要求4所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，其特征在于，所述的步驟4包括以下步驟: 步驟(1):數(shù)據(jù)中心從無線采集處理器獲取故障暫態(tài)信號(hào)，并采取濾波算法排除無效的波形，整理出有效波形區(qū)域，該有效波形區(qū)域種的數(shù)據(jù)為有效波形數(shù)據(jù)； 步驟(2):數(shù)據(jù)中心獲取有效波形區(qū)域中觸發(fā)通道波形的最大值與觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)的另一通道采集點(diǎn)的最大值，并判斷兩端通道波形最大值的相差偏離是否設(shè)定的閾值范圍內(nèi)； 步驟(3):數(shù)據(jù)中心判斷有效波形區(qū)域中觸發(fā)通道波形的最大值觸發(fā)時(shí)間與觸發(fā)通道對(duì)應(yīng)的另一通道的觸發(fā)時(shí)間的差值是否在設(shè)定的有效時(shí)間閾值范圍內(nèi)； 步驟(4):如果有效波形區(qū)域兩端通道的波形最大值偏差和觸發(fā)時(shí)間偏差滿足設(shè)定的閾值范圍，判斷該波形區(qū)域?yàn)楣收蠀^(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，其特征在于，所述的步驟(2)中的波形最大值的相差偏離值范圍與現(xiàn)場線路的檢測的阻抗值成正比關(guān)系。
10.如權(quán)利要求8所述的一種基于架空電纜混合線路暫態(tài)量信號(hào)的故障定位系統(tǒng)的故障定位方法，其特征在于，所述步驟(4)的故障判斷過程為: 當(dāng)1X0并且滿足怖')? | X | ? (1/^+^)時(shí)，觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的架空位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)； 當(dāng)丁?0并且滿足⑶則71應(yīng)乂十七)時(shí)，觸發(fā)通道的電纜位置產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)； 當(dāng)滿足114(1/4時(shí)，在觸發(fā)通道和觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道之間的區(qū)域產(chǎn)生暫態(tài)故障信號(hào)； 當(dāng)X | ? (1/^+^)時(shí)，則觸發(fā)信號(hào)無效； 其中，1為電纜兩端監(jiān)測點(diǎn)的間隔；1為無線數(shù)據(jù)采集處理器兩端通道觸發(fā)時(shí)間相差值范圍，1 = 11-12 ；11為觸發(fā)通道的觸發(fā)時(shí)間；12為觸發(fā)通道相對(duì)應(yīng)通道的觸發(fā)時(shí)間；丨為無線采集處理器的觸發(fā)響應(yīng)時(shí)間閾值?為行波在電纜中傳播的速度。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104502806SQ201510012738
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2015年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2015年1月9日
【發(fā)明者】楊會(huì)學(xué), 楊震威, 張明廣, 吳建冬, 李沁 申請(qǐng)人:山東康威通信技術(shù)股份有限公司