[发明专利]一种输电线路绝缘子泄漏电流在线监测方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备技术领域，具体涉及一种输电线路绝缘子泄漏电流在线监测方法及其系统。

背景技术

高压输电线路中绝缘子担负着电气绝缘和机械支撑的双重作用，要保证输电线路在过电压情下能正常运行，绝缘子的工作状态将对电力系统的安全可靠运行起着极为重要的作用。相关数据表明，高压输电线路绝缘子污闪事故的危害程度和造成的经济损失，己经远远超过了操作过电压和雷电冲击过电压对电力系统的影响。为了防止污闪事故的发生，需要对绝缘子的染污状况做出及时准确的判断，以便在危险来临之前，采取必要的措施。电力部门通常采用增加绝缘子串中绝缘子的数目、采用耐污绝缘子、在绝缘子表面涂憎水涂料、采用有机合成绝缘子、对绝缘子进行定期清洗等几种防污闪措施。这些方法在绝缘子的实际运行中都起着积极的作用，但是不能实时、动态、全面的反映绝缘子的染污状态，无法做到提前预防污闪事故的发生。因此，研制适应于电力系统需求的绝缘子在线监测系统，全天候的监测高压电网绝缘子的运行状况，以便提前采取措施避免电网运行故障的发生，提高电网运行的安全性和可靠性，促进绝缘子从目前的计划检修向状态检修过渡具有重要的意义。

绝缘子的污闪现象源自多样的要素，例如热力学、化学及受电造成的影响。在绝缘子的表层，热动力如果要达到平衡通常伴有局部性的弧络。具体判断绝缘子遭到污秽污染的程度时，可选择的指标包含了表层电导率、闪络场强因素、电缆泄漏的电流、等值附盐密度。在这些要素中，终端泄漏的具体电流大小关系到当时气候、爬电比距、污秽的程度等。电缆在运行时，电网可提供实时性的监测信息，据此能够测出运行时的绝缘子状态。现有的绝缘子泄漏电流监测系统，一般是通过电流传感器获得绝缘子上的泄漏电流，然后，通过GPRS/GSM/CDMA等通信技术传输到监控中心；目前的泄漏电流监测系统存在噪声大、精度不高，而且通信费用高等诸多问题，因此，需要进一步完善，优化绝缘子泄漏电流监测系统的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种输电线路绝缘子泄漏电流在线监测方法及其系统，用以解决现有绝缘子泄漏电流监测系统数据通信成本高，而且泄漏电流监测结果准确率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明方法以通过电流传感器实时获得绝缘子上的泄漏电流信号，然后通过无线通信网络来实现泄漏电流信号与监控中心的数据通信，然后通过傅立叶变换和时间尺度分解来对泄漏电流信号进行去噪处理，提出了一种输电线路绝缘子泄漏电流在线监测方法。具体地，该方法包括如下步骤：

实时获得输电线路上每一绝缘子的泄漏电流信号，通过无线通信网络将所述泄漏电流信号传送到远程监控中心；

所述远程监控中心接收并存储所述泄漏电流信号，并通过傅立叶变换分离所述泄漏电流信号的非周期分量和周期分量，去除所述周期分量中的固有频率干扰，并通过时间尺度分解去除非周期分量的噪声，然后将去噪后的所述非周期分量和所述周期分量重构所述泄漏电流信号；

当所述泄漏电流信号大于预设泄漏电流阈值时，所述远程监控中心发出报警提示。

进一步的，所述输电线路绝缘子泄漏电流在线监测方法还包括：实时获取输电线路上每一绝缘子表面的温度、湿度数据，以及所述绝缘子附近的大气颗粒物(APM)指数，并将通过无线通信网络传送到所述远程监控中心。

进一步，所述远程监控中心根据所述泄漏电流信号、所述温度、所述湿度、所述大气颗粒物指数生成对应的泄漏电流信号曲线、温度曲线、湿度曲线和大气颗粒物指数曲线，获得所述泄漏电流信号与所述温度、所述湿度、所述大气颗粒物的关系特性。

进一步的，所述无线通信网络由多个设置在绝缘子上的传感器节点通过ZigBee无线通信协议与中间节点组成，通过所述中间节点将每一相输电线路上的所述泄漏电流信号传送到变电站监控终端，所述变电站监控终端通过光纤网络传输到所述远程监控中心。

绝缘子泄漏电流包含可作为特征的周期分量和非周期分量，去噪时应予以保留。快速傅里叶变换(FFT)能够提取泄漏电流的周期分量，进而实现周期分量和非周期分量的分离。固有时间尺度分解(ITD)可以自适应地将任意复杂信号分解为若干具有实际物理意义的固有旋转分量PRC(Proper Rotation Component)和一个单调趋势项(余量)。

进一步的,通过傅立叶变换分离所述泄漏电流信号的非周期分量和周期分量的过程如下：

将所述泄漏电流信号表述为：

x(n)＝s(n)+e(n)+g(n)+h(n)；