专利名称：基于精简小波算法的高压输电线路故障在线监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输电线路故障在线监测系统。
背景技术：
高压输电线路分布范围广，经常要穿越一些地形复杂的高海拔山区，气候条件多变，线路覆冰严重，故障容易发生，巡线检修困难。故障指示器是九十年代出现的在输电系统中大量使用的一项技术，它在一定程度上降低了工人的强度，但还需工人沿线路查看指示器状态，从而确定故障点，不能有效缩短故障造成的停电时间，维护工作量仍然很大。由于目前市场上传统故障指示器检测故障主要采用零序电流法、电容电流法、首半波法、5次谐波法等，这些方法构成的故障指示器在实际应用中故障判断失误率较高，并且故障指示器挂接到线路上之后无法检测自身工作状态，以此来判断故障可靠性较低。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于精简小波算法的输电线路故障在线监测系统， 以提高故障判断准确率，实现了故障信息的远距离无线传输。同时，在故障监测装置中还加入自检功能，定期检测自身工作状态，提高了故障判断可靠性。为实现上述目的，本实用新型提供一种基于精简小波算法的输电线路故障在线监测系统，其特征在于包括故障监测装置、数据传输装置、主站监控系统三部分，故障监测装置用于实时检测信号并进行故障判断，同时显示故障类型并将故障信息发送给数据传输装置；数据传输装置用于接收故障监测器发来的故障信息，并将数据进行重新打包处理，然后将包含故障类型、故障位置、故障相、故障时间信息的数据报发送至主站监控系统；主站监控系统用于接收并处理数据传输装置发回的故障信息，将故障位置、故障相、故障类型显示在监视器上，同时给出故障杆塔号、故障相、故障时间的信息提示，并以短信方式通知线路管理人员。故障监测装置包括电流传感器、电压传感器、过流保护模块、过压保护模块、短路故障判断模块、接地故障判断模块、微处理器、掉电检测模块、诊断模块、故障显示控制模块、射频收发模块，电流传感器将采集的电流参数经过流保护模块后传输给短路故障判断模块和接地故障判断模块，电压传感器将采集的电压参数经过压保护模块也传输给短路故障判断模块和接地故障判断模块，短路故障判断模块和接地故障判断模块分别将判断结果传输给微处理器，微处理器采用精简小波算法进行故障类型及故障相判断处理，第一个输出口是将处理后的故障数据传输给故障显示控制模块，并根据瞬时性故障或永久性故障分别给出两种不同报警提示，第二个输出口是将电源信号传输给掉电检测模块，监测电源小于正常工作电压时发出报警信息，并使微处理器停止工作，防止误动作，第三个输出口是将工作状态信号传输给诊断模块，检测智能故障判断装置自身工作状态，第四个出口连接射频收发模块。[0007]本系统故障监测装置采用精简小波算法保证故障判断的准确性，其主要内容包括一是，通过选择合适的小波基在保证分析可靠性的前提下，尽力选择滤波器系数比较短的、容易计算的母小波函数。二是，利用计算机进行加减运算速度快的优势，将小波变换中的乘除法运算和指数运算转变为加减和移位运算，可以极大的提高运算速度，减少程序量。 三是，本系统在连续数据采集和小波分层过程中不断的抛弃不必要的数据，释放已经使用过的数据占据的数据存储空间，可以降低ARM存储器扩展电路的复杂性。四是，本系统结合了在接地故障发生时的电压电流突变等理论可以有效的识别和躲避诸如重合闸等正常操作造成的瞬间电流冲击，提高了故障判断的可靠性。五是，选用了 32位ARM处理器，该处理器可以使采样速率达到5KHz以上，这样的采样速率足以满足对线路故障暂态信号的采集和数据分析要求。本系统在故障监测装置中加入自检功能，定期检测自身工作状态，避免了盲目依靠故障监测装置监测故障的弊端，提高了故障判断可靠性。
图1是本实用新型的结构框图；图2是图1中故障监测装置结构示意图；图3是数据传输装置结构示意图；图4是主站监控系统结构示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型包含故障监测装置1、数据传输装置2、主站监控系统3三部分，分A、B、C三相，故障监测装置用于判断故障类型并将故障信息传输至数据传输装置，并能针对不同故障类型进行不同显示；所说的数据传输装置主要包含电源控制模块、无线数据传输模块，用于接收故障监测器发送来的故障相及故障类型信号；主站监控系统主要包含无线数据收发模块、故障信息分析系统，用于对接收到的数据进行分析判断，在监控界面上显示故障位置、故障相、故障类型，同时给出故障杆塔号、故障相、故障时间的信息提示， 并以短信方式通知线路管理人员。参照图2，故障监测装置中包括电流传感器101、电压传感器102、过流保护模块 103、过压保护模块104、短路故障判断模块105、接地故障判断模块106、微处理器109、掉电检测模块108、诊断模块111、故障显示控制模块107、射频收发模块110，电流传感器将采集的电流参数经过流保护模块后传输给短路故障判断模块和接地故障判断模块，电压传感器将采集的电压参数经过压保护模块也传输给短路故障判断模块和接地故障判断模块，短路故障判断模块和接地故障判断模块分别将判断结果传输给微处理器，微处理器采用精简小波算法进行故障类型及故障相判断处理，第一个输出口是将处理后的故障数据传输给故障显示控制模块，并根据瞬时性故障或永久性故障分别给出两种不同报警提示，第二个输出口是将电源信号传输给掉电检测模块，监测电源小于正常工作电压时发出报警信息，并使微处理器停止工作，防止误动作，第三个输出口是将工作状态信号传输给诊断模块，检测智能故障判断装置自身工作状态，第四个出口连接射频传输模块112。参照图3，数据传输装置主要包含微处理器201、射频收发模块202、无线数据传输模块203、电源控制模块206、太阳能电池204和蓄电池205。射频传输模块用于接收故障监测装置发送来的故障信息，并将故障信息传输给微处理器，微处理器将故障信息重新打包处理，并添加故障杆塔信息，通过无线数据传输模块将重新打包处理后的信息发送至主站监控系统。太阳能电池和蓄电池在电源控制模块的控制下为微处理器、射频传输模块、无线数据传输模块的提供工作电源。参照图4，主站监控系统主要包含无线数据收发模块301、串行通信接口 302、上位机303中的故障信息分析系统，无线数据收发模块用于接收数据传输装置发送来的故障信息，并通过串行通信接口传输至上位机，在上位机上安装有故障信息分析系统和数据库系统，故障信息分析系统对故障信息进行分析，然后在监控界面上显示故障杆塔号、故障相、 故障类型、故障时间，并将故障信息以短信方式通知相关管理人员，同时将已收到故障信息及已发送故障信息存入数据库。工作过程故障监测装置按相位安装在输电线路上，故障监测装置中电流传感器和电压传感器实时采集输电线路上电流和电压值并传输至微处理器，微处理器采用精简小波算法进行故障信号判断，当采集到故障信号后，微处理器将包含故障相位的故障信息通过射频传输模块发送给数据传输装置，同时控制故障监测装置针对不同故障类型进行红色或者绿色报警显示。故障传输装置将收到的故障信息进行重新打包处理，并添加杆塔号信息，将该信息通过无线数据传输模块发送至主站监控系统，主站监控系统的无线数据收发模块将接收到的故障信息传输至上位机的故障信息分析系统，该系统经过分析后将故障线路、杆塔号、故障相、故障时间显示在监控界面上，同时以短信方式通知相关管理人员。
权利要求1.一种基于精简小波算法的高压输电线路故障在线监测系统，其特征在于包括故障监测装置、数据传输装置、主站监控系统三部分，故障监测装置用于实时检测信号并进行故障判断，同时显示故障类型并将故障信息发送给数据传输装置；数据传输装置用于接收故障监测器发来的故障信息，并将数据进行重新打包处理，然后将包含故障类型、故障位置、 故障相、故障时间信息的数据报发送至主站监控系统；主站监控系统用于接收并处理数据传输装置发回的故障信息，将故障位置、故障相、故障类型显示在监视器上，同时给出故障杆塔号、故障相、故障时间的信息提示，并以短信方式通知线路管理人员。
2.根据权利要求1所述的基于精简小波算法的高压输电线路故障在线监测系统，其特征在于故障监测装置包括电流传感器、电压传感器、过流保护模块、过压保护模块、短路故障判断模块、接地故障判断模块、微处理器、掉电检测模块、诊断模块、故障显示控制模块、 射频收发模块，电流传感器将采集的电流参数经过流保护模块后传输给短路故障判断模块和接地故障判断模块，电压传感器将采集的电压参数经过压保护模块也传输给短路故障判断模块和接地故障判断模块，短路故障判断模块和接地故障判断模块分别将判断结果传输给微处理器，微处理器采用精简小波算法进行故障类型及故障相判断处理，第一个输出口是将处理后的故障数据传输给故障显示控制模块，并根据瞬时性故障或永久性故障分别给出两种不同报警提示，第二个输出口是将电源信号传输给掉电检测模块，监测电源小于正常工作电压时发出报警信息，并使微处理器停止工作，防止误动作，第三个输出口是将工作状态信号传输给诊断模块，检测智能故障判断装置自身工作状态，第四个出口连接射频收发模块。
专利摘要一种基于精简小波算法的高压输电线路故障在线监测系统，通过故障监测装置实时检测信号并进行故障判断，同时显示故障类型并将故障信息发送给数据传输装置；数据传输装置用于接收智能故障判断装置发来的故障信息，并将数据进行重新打包处理，然后将包含故障类型、故障位置、故障相、故障时间信息的数据报发送至主站监控系统；主站监控系统用于接收并处理数据传输装置发回的故障信息，将故障位置、故障相、故障类型显示在监视器上，同时给出故障杆塔号、故障相、故障时间的信息提示，并以短信方式通知线路管理人员。本系统改变了故障定位方式，无需人工盲目巡线或试拉合远动开关，只需通过监控中心控制界面即可快速确定故障位置。本系统提高故障监测准确性，定期检测自身工作状态，提高了故障判断可靠性。
文档编号G01R31/08GK202049215SQ20112004081
公开日2011年11月23日 申请日期2011年2月17日 优先权日2011年2月17日
发明者王敏珍 申请人:辽宁省电力有限公司丹东供电公司, 长春工程学院, 长春晟德科技有限公司