[实用新型]一种分布式输电线路故障精确定位系统

说明书

技术领域

    本实用新型属于电网运行检测与监控技术领域，特别涉及一种分布式输电线路故障精确定位系统。 

背景技术

本实用新型输电线路故障跳闸是电网最频发的事故之一，为减少电网故障跳闸及其影响，我们需要准确地确定故障点，并明确故障发生的原因以采取针对性的防治措施。输电线路智能故障监测系统采用分布式监测技术，实现故障的精确定位与故障原因的智能识别。输电线路翻山越岭，极易遭受雷电、污秽、动植物、风吹舞动、覆冰等各种自然因素的影响而发生跳闸事故。每一次跳闸事故，除给系统带来冲击外，都会给绝缘子、导线等设施带来损坏，给系统运行留下安全隐患。因此，及时准确地找到故障点，并对线路进行修复是线路运行维护的一项重要工作。经研究发现：在线路发生故障时，故障点会产生向线路两端传播的行波，行波保护原理和行波故障测距原理都是根据故障时的特征检出故障的。捕捉故障初期的行波电压、行波电流或两者的组合中含有的故障信息，因此它可以在极短的时间内检出故障。但目前基于工频量的距离保护和故障测距存在着许多无法解决的矛盾。传统行波定位技术，易受波形畸变、弧垂等因素的影响，还没有一种安全可行的测试方法及原理，故有必要提出一种新型的行波测量技术实现输电线路故障的精确定位。CN 101162833 A公开了一种输电线路雷击跳闸事故性质识别系统，它包括故障数据采集前端和上位机，现场监测装置包括电源单元、电流传感器单元、数据采集与处理单元以及通信单元，电流传感器单元、数据采集与处理单元、通信单元均与电源单元相连，电流传感器单元的输出端接至数据采集与处理单元的输入端，数据采集与处理单元的输出端接至通信单元的输入端;现场监测装置通过无线通讯平台与上位机建立通信连接。上述输电线路雷击跳闸事故性质识别系统是对两种电流进行模数转换成数字波形信号，然后将数字波形信号上传到上位机管理系统，再利用小波分析的方法来分析该雷电流波形的特征，同时根据现场监测装置监测到的工频故障电流的方向判断雷击事故发生的区间，这种方法核心是采用小波分析，但是小波变换虽然在理论上能处理非线性非平稳信号，实际算法实现中却只能处理线性非平稳信号，并且容易受到Heisenberg测不准原理制约，所以并不是很适合突变信号的处理；加之波形信号上传到上位机管理系统才进行处理，会造成繁杂数据处理麻烦，浪费资源，可靠性降低。 

实用新型内容

本实用新型目的在于解决上述问题，提供一种使用方便、舒适安全的分布式输电线路故障精确定位系统。 

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种分布式输电线路故障精确定位系统，它包括分布式安装于输电线路上的故障数据采集前端，所述故障数据采集前端包括CT取电模块、CPU主控单元模块、暂态行波提取模块、高速数据采集模块和通讯模块，所述暂态行波提取模块、高速数据采集模块和通讯模块均与所述CT取电模块相连，所述暂态行波提取模块的输出端连接至高速数据采集模块的输入端，所述高速数据采集模块的输出端连接至所述CPU主控单元模块，所述CPU主控单元模块输出端连接至所述通讯模块的输入端，所述故障数据采集前端连接3G通讯平台。 

所述CPU主控单元模块设置希尔伯特—黄理论（HHT）处理程序。 

所述故障数据采集前端采用良导体和磁导体双层屏蔽设计。 

所述暂态行波提取模块包括罗柯夫斯基线圈。 

所述CPU主控单元模块和通讯模块设置冗余设计。 

所述故障数据采集前端的工作电路的内腔密封等级达到IP55。 

本实用新型分布式输电线路故障精确定位系统的工作原理： 

本实用新型首次采用希尔伯特一黄理论（HHT）与3G通讯平台结合，利用前端罗柯夫斯基线圈（Rogowski）线圈监测、提取故障行波信号，并根据HHT理论进行综合分析，从而实现输电线路故障测距精确定位。

本实用新型根据Rogow ski线圈微分特性提出了故障采样触发方案：利用线模、零模传播速度不同提出了新的故障定位算法，不需要GPS授时系统，不需要测量波速，可靠性和定位精度都有了很大保证。利用外积分型Rogowski线圈的微分特性的判断方法来触发故障电流采样，同时结合希尔伯特-黄变换（HHT）理论分析了故障产生的行波在线路上传输的时频特性，辨识出从故障点反射的行波和对从对端母线反射的行波，根据故障初始行波和反射性波达到线路两端的时刻，消除波速的影响，实现高精度故障定位。 

本实用新型分布式输电线路故障精确定位系统的使用方法为： 

（a）将所述故障数据采集前端安装于输电线路上，安装方式采用分布式；