[实用新型]非接触式高压直流线路故障定位系统

说明书

本实用新型公开了非接触式高压直流线路故障定位系统，涉及电气工程技术领域，包括信号采集单元、信号转换单元、信号调理单元、中央处理单元、数据储存单元、数据传输单元和供电模块。本实用新型中，该非接触式高压直流线路故障定位系统采用无接触行波信号采集传感器，直接采集行波信号，实现对暂态信号的无失真采集；该非接触式高压直流线路故障定位系统通过对故障发生时行波速度的在线实时计算，避免了波速误差的影响，提高了测距精度；该非接触式高压直流线路故障定位系统采用分布式安装采集方式，减少行波信号沿线衰减对测距造成的影响；不需要安装在输电线路上，避免了设备安装和维护导致的停电。

技术领域

本实用新型涉及电气工程技术领域，尤其涉及非接触式高压直流线路故障定位系统。

背景技术

高压直流输电线路具有远距离、大容量输电及异步联网等方面的优点，在我国电力工程中具有重要的作用。由于线路距离长、出线走廊复杂、沿线气候条件多变，高压直流输电线路极易发生故障。为了解决高压输电线路故障定位的问题，站端式双端行波测距得到广泛应用。但由于直流线路长度通常达上千公里，故障行波在沿线路传播的过程中会出现严重衰减，使在换流站处测量到的行波上升速度变慢、幅值变小，影响直流线路测距灵敏度及精度。尤其是发生高阻接地故障时，安装在直流线路两端的测距装置将难以检测到行波信号，导致无法确定故障位置，给事故后的故障排查带来诸多不便。

目前，交流输电线路往往采用分布式行波测距方法克服了行波信号衰减的问题，且可以提高线路故障定位的精度。但该方法应用于直流输电线路上时，存在以下问题：

1、在直流输电线路上无法利用导线感应电流对行波采集终端单元提供电源。

2、固定在线路上的安装方式需要将直流线路停电才可以进行安装和维护，但由于高压直流线路往往输送功率大，停电对电力系统供电可靠性影响较大。

为此，我们提出非接触式高压直流线路故障定位系统来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的非接触式高压直流线路故障定位系统，简述下达到的技术效果。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

非接触式高压直流线路故障定位系统，包括

信号采集单元，所述信号采集单元包括非接触式行波电流传感器和非接触式行波电压传感器，所述非接触式行波电流传感器为微风环，主要用于进行行波电流的采集；

信号转换单元，所述信号转换单元包括MCU内置的低速模数转换 (ADC)模块及外置的高速模数转换(ADC)模块；

中央处理单元，所述中央处理单元包括主监控板，主要用于实现采集、监控、分析、通讯、存储等功能；

数据储存单元，所述数据储存单元用于存储信号采集单元采集的信号数据；

数据传输单元，所述数据传输单元用于传输信号数据；

供电模块，所述供电模块用于为非接触式高压直流线路故障定位系统进行供电。

行波以电磁波方式传输，利用空间电场传感器和磁场传感器接收电磁波，可实现对线路故障电压、电流行波信息的直接采集。该方式避免了传统行波采集方式中二次回路对行波波形的影响，信号无失真，电压、电流行波可同时采集、相互认证；同时，信号采集单元与高压无接触，便于安装、调试和维护，避免了电晕等强电磁环境的影响。空间电场传感器的信号接收具有方向性，半功率点约为±45。电场传感器在垂直向上方向接收信号的灵敏度最高，水平方向接收的能量可以忽略不计。空间磁场传感器的信号接收方向与输电线路的传输方向垂直时，线路的电流信号接收灵敏度最高，若磁场传感器方向与输电线路平行，则接收信号为零。