[发明专利]一种线路故障监测装置

说明书

本发明公开一种线路故障监测装置，其包括直流电源输入端、脉冲输出端、中央处理器模块以及设置于直流电源输入端与脉冲输出端之间的脉冲信号发生模块、信号采样模块以及匹配阻抗模块；脉冲信号发生模块包括脉冲发生电路和脉冲变压器；中央处理器模块控制脉冲发生器输出脉冲信号，脉冲信号经脉冲变压器输出至线路电缆；线路电缆反射信号至脉冲输出端，进而由脉冲变压器的副边耦合至原边，信号采样模块获取线路电缆反射信号的耦合信号，并输出至中央处理器模块；中央处理器模块根据获取到的线路电缆反射信号的耦合信号，判断故障类型，并确定故障位置。本发明可实现对直流输电接地极线路的在线准确定性故障类型、精确定位故障位置。

技术领域

本发明涉及电力系统线路线缆故障监测技术领域，特别是一种针对直流接地极线路电缆的故障测距应用场合的线路故障监测装置。

背景技术

直流输电工程为了避免直流地电流对站接地网和换流变压器的影响，接地极通常都设置在离换流站几十公里甚至一百多公里的地方，因此换流站和接地极之间需要接地极线路相连接，在形式上通常采用双根架空线的方式。

直流站的接地极线路有两种运行工况：

1）直流单极大地回线运行工况：接地极线路流过负荷电流，一般为300A~4000A；

2）直流单极金属回线和双极大地回线平衡运行工况：接地极只作为接地参考点，在接地极线路中基本没有电流流过。

目前直流站的接地极线路配置的保护，如接地极线路不平衡报警（ELUS）、接地极线路过负荷（ELOS）、接地极线路开路保护（ELOCP）、接地极线路差动保护（ELPLD）等相关保护装置，都是针对接地极线路上通过较大电流的情况。而对于前述直流单极金属回线和双极大地回线平衡运行工况中，需要配置单独的监测装置。

目前配置的直流接地极单独监测装置都存在定位不准或者灵敏度不高等问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种可用于直流接地极线路电缆故障监测的线路故障监测装置，其可向被监视线路电缆发射高压脉冲信号，并采集线路电缆反射的脉冲信号，进而根据采集到的脉冲信号确定故障类型以及定位故障位置。

本发明采取的技术方案为：一种线路故障监测装置，包括直流电源输入端、脉冲输出端、中央处理器模块以及设置于直流电源输入端与脉冲输出端之间的脉冲信号发生模块、信号采样模块以及匹配阻抗模块；

脉冲信号发生模块包括脉冲发生电路和脉冲变压器；脉冲变压器的原边一端连接直流电源输入端负极，脉冲发生电路串联在直流电源输入端正极与脉冲变压器原边另一端之间；脉冲变压器的副边两端即为脉冲输出端；

信号采样模块并联在脉冲变压器的原边两端上；匹配阻抗模块并联在脉冲变压器原边两端之间或副边两端之间；

脉冲发生电路包括至少1个可控开关，中央处理器模块控制脉冲发生电路中可控开关的开关状态，从而使得脉冲发生电路向脉冲变压器输出脉冲信号；脉冲信号经脉冲变压器从脉冲输出端输出至线路电缆；

线路电缆反射信号至脉冲输出端，进而由脉冲变压器的副边耦合至原边；中央处理器控制信号采样模块获取线路电缆反射信号的耦合信号，并传输至中央处理器模块；

中央处理器模块根据获取到的线路电缆反射信号的耦合信号，判断故障类型以及确定故障位置。

进一步的，本发明还包括开关电源模块，开关电源模块的输出端即为直流电源输入端；中央处理器模块控制开关电源模块的运行。可使得开关电源模块能够输出多档不同电压，从而可以根据估计的线路故障点距离远近选择合适的电压等级，确保可采集到较清晰的反射信号。

优选的，所述脉冲发生电路为绝缘栅双极型晶体管，绝缘栅双极型晶体管的漏极连接直流电源输入端的正极，源极连接脉冲变压器的原边一端，栅极连接中央处理器模块。