一种输电线路综合感知系统的制作方法

1.本发明涉及电线监控技术领域，具体为一种输电线路综合感知系统。


背景技术：

2.输电网络覆盖广阔、维护工作量大，架空高压输电线路一旦出现问题就会对国民生产造成重大影响，而输电网络的自愈和自适应要求需要电力部门时刻掌握输电线路的运行状态，及时发现、快速诊断和消除故障隐患，以及对故障的及时发现和处理，避免大面积、长时间的断电等事故发生，这种情况需要建立起输电线路监控系统，为输电线路的可靠运行和及时检修奠定坚实的基础，而我国的架空高压输电线路大多架设在远离人烟、高山峻岭之处，输电线路跨江越河，给电力工作人员的工作带来的极大的麻烦。
3.现有的输电线路综合感知系统存在严重的问题就是在使用的时候不能够全天候对电缆的运行状态进行监测，并且不能快速准确的对电缆的故障点进行定位，从而会提高重大事故的发生概率，并且由于电缆处于沟道内，从而会增大未来的维护成本。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种输电线路综合感知系统，解决了背景技术中所提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种输电线路综合感知系统，包括分布式短路故障采集处理单元、分布式接地故障及在线测温采集处理单元、后台综合管理软件平台和服务器，所述分布式短路故障采集处理单元、所述分布式接地故障及在线测温采集处理单元、所述后台综合管理软件平台电性双向连接所述服务器，所述分布式短路故障采集处理单元包括短路故障监测、第一自动复位模块、第一接地故障监测、第一故障电流自适应判断模块、防误报模块、通讯模块、处理器和第一电流监测发送模块，所述分布式接地故障及在线测温采集处理单元包括第二接地故障监测、第二自动复位模块、温度预警、第二故障电流自适应判断模块、自检模块、通讯器、处理模块和第二电流监测发送模块，所述后台综合管理软件平台包括实时监测模块、手动复位、开机自检模块、监测模块、数据存储模块、对时校时模块和断线续传模块，所述服务器电性双向连接数据库。
6.作为本发明的一种优选实施方式，所述防误报模块包括负荷波动防误报警、变压器空载合闸涌流防误报警、线路突合负载涌流防误报警、投切大负荷防误报警和非故障相重合闸时合闸涌流防误报警。
7.作为本发明的一种优选实施方式，所述第一故障电流自适应判断模块和所述第二故障电流自适应判断模块均可实时检测传感器采集的数据，并利用波形特征法进行算法处理。
8.作为本发明的一种优选实施方式，所述第一自动复位模块和所述第二自动复位模块用于线缆电流恢复正常或超过设定故障复归时间后，自动进行复归操作。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述第一电流监测发送模块和第二电流监测发
送模块均包括负荷监测模块和心跳监测模块，所述负荷监测为实时监测线缆电流波动，所述心跳监测模块包括每天定时向后台综合管理软件平台发送心跳数据。
10.作为本发明的一种优选实施方式，所述对时校时模块为定时对所述分布式短路故障采集处理单元和所述分布式接地故障及在线测温采集处理单元校时。
11.作为本发明的一种优选实施方式，电路故障监测步骤：
12.s1：对故障第一研判：分布式短路故障采集处理单元采集线缆中电流指标、对负荷电流、故障电流的参数，同时根据电流情况进行故障研判，判断是否为故障发生，并进行记录和上报；
13.s2：对故障第二研判：分布式接地故障及在线测温采集处理单元采集线缆的零序电流及温度指标参数；当线缆发生接地故障时，根据接地时零序电流暂态信号特征进行综合故障研判，判断是否为故障发生，并进行记录和上报；实时对线缆温度进行测量，每隔一段时间主动上报温度值，实现24小时不间断温度检测；当温度达到门限值或短时间温度突变时，立即进行记录和上报；
14.s3：故障定位：分布式短路故障采集处理单元、分布式接地故障及在线测温采集处理单元和后台综合管理软件平台可以通过2/3/4g专有apn网络，进行数据传输；分布式短路故障采集处理单元具有gps/北斗定位功能，将定位信息上报给后台综合管理软件平台，实现对设备位置的监控及故障定位；
15.s4：检修：后台综合管理软件平台实现上层故障研判逻辑，基于对线缆的拓扑管理，基于gis系统进行故障定位显示，并给出综合检修策略。
16.作为本发明的一种优选实施方式，所述分布式接地故障及在线测温采集处理单元安装在电缆接头，所述分布式短路故障采集处理单元在电缆上等间隔安装，间距100米。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
18.1、在线感知系统借助智能化无线通讯技术实现对电缆状态的全面监测，及时掌握电缆运行状态异常或故障的征兆，并进行数据上报，以便采取相应的措施，快速到达故障点位置，实现电缆故障的快速定位维修，优化检修周期，从而避免或减少重大事故的发生。
19.2、平台采用自学习、波形特征等算法，对系统进行数学建模，对数据进行综合处理，以满足线缆各种不同的运行状况，避免设定复杂阈值，满足线缆功率动态变化需求，还能在此基础上实现故障研判。
20.3、分布式处理单元工作在电缆沟内等恶劣环境，设计合理的无线网络通讯，有效利用现有资源，并降低将来的维护成本。
附图说明
21.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
22.图1为本发明一种输电线路综合感知系统的连接图；
23.图2为本发明一种输电线路综合感知系统的分布式短路故障采集处理单元结构框图；
24.图3为本发明一种输电线路综合感知系统的分布式接地故障及在线测温采集处理单元结构框图；
25.图4为本发明一种输电线路综合感知系统的后台综合管理软件平台结构框图；
26.图5为本发明一种输电线路综合感知系统的故障定位图。
27.图中：100、分布式短路故障采集处理单元；110、短路故障监测；120、第一自动复位模块；130、第一接地故障监测；140、第一故障电流自适应判断模块；150、防误报模块；160、通讯模块；170、处理器；180、第一电流监测发送模块；200、分布式接地故障及在线测温采集处理单元；210、第二接地故障监测；220、第二自动复位模块；230、温度预警；240、第二故障电流自适应判断模块；250、自检模块；260、通讯器；270、处理模块；280、第二电流监测发送模块；300、后台综合管理软件平台；310、实时监测模块；320、手动复位；330、开机自检模块；340、监测模块；350、数据存储模块；360、对时校时模块；370、断线续传模块；400、服务器；410、数据库。
具体实施方式
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.请参阅图1
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图5，本发明提供一种技术方案：一种输电线路综合感知系统，包括分布式短路故障采集处理单元100、分布式接地故障及在线测温采集处理单元200、后台综合管理软件平台300和服务器400，分布式短路故障采集处理单元100、分布式接地故障及在线测温采集处理单元200、后台综合管理软件平台300电性双向连接服务器400，分布式短路故障采集处理单元100包括短路故障监测110、第一自动复位模块120、第一接地故障监测130、第一故障电流自适应判断模块140、防误报模块150、通讯模块160、处理器170和第一电流监测发送模块180，分布式接地故障及在线测温采集处理单元200包括第二接地故障监测210、第二自动复位模块220、温度预警230、第二故障电流自适应判断模块240、自检模块250、通讯器260、处理模块270和第二电流监测发送模块280，后台综合管理软件平台300包括实时监测模块310、手动复位320、开机自检模块330、监测模块340、数据存储模块350、对时校时模块360和断线续传模块370，服务器400电性双向连接数据库410。
31.本发明中，安装时，壳体分开，先安装底座，将电缆卡入底座后，用线卡将线路固定结实后，在安装上壳，使用卡扣将上下壳卡死，按下电源开关，此时系统进入工作状态；s1为变电站出线开关，f1～f9为故障指示器；若f5～f6之间发生故障时，首先开关s1将短路/接地保护动作跳闸，然后，故障指示器f1～f5将经历短路/接地故障电流，进行翻牌和上报故障信号，其他故障指示器未经历故障电流不动作，故障发生在最后一个上报过流信号的故障指示器f5与第一个未上报过流信号的故障指示器f6之间；沿线缆故障点前端所有单元都会捕获故障信息，并进行数据上报，从而完成整个线路的故障定位功能。
32.在一个可选的实施例中，防误报模块150包括负荷波动防误报警、变压器空载合闸涌流防误报警、线路突合负载涌流防误报警、投切大负荷防误报警和非故障相重合闸时合闸涌流防误报警。
33.需要说明的是，防误报模块150为了能够根据电缆中发生的不同故障情况进行报警。
34.在一个可选的实施例中，第一故障电流自适应判断模块140和第二故障电流自适应判断模块240均可实时检测传感器采集的数据，并利用波形特征法进行算法处理。
35.需要说明的是，第一故障电流自适应判断模块140和第二故障电流自适应判断模块240基于现线缆负荷采用自学习方法，自动判定故障。
36.在一个可选的实施例中，第一自动复位模块120和第二自动复位模块220用于线缆电流恢复正常或超过设定故障复归时间后，自动进行复归操作。
37.需要说明的是，采用冗余备份设计，避免单点故障，保障处理单元长期、可靠、稳定的运行。
38.在一个可选的实施例中，第一电流监测发送模块180和第二电流监测发送模块280均包括负荷监测模块和心跳监测模块，负荷监测为实时监测线缆电流波动，心跳监测模块包括每天定时向后台综合管理软件平台300发送心跳数据。
39.需要说明的是，利用分布式数据采集技术，解决多参数同步采集问题，为平台提供实时准确的参数数据。
40.在一个可选的实施例中，对时校时模块360为定时对分布式短路故障采集处理单元100和分布式接地故障及在线测温采集处理单元200校时。
41.在一个可选的实施例中，电路故障监测步骤：
42.s1：对故障第一研判：分布式短路故障采集处理单元100采集线缆中电流指标、对负荷电流、故障电流的参数，同时根据电流情况进行故障研判，判断是否为故障发生，并进行记录和上报；
43.s2：对故障第二研判：分布式接地故障及在线测温采集处理单元200采集线缆的零序电流及温度指标参数；当线缆发生接地故障时，根据接地时零序电流暂态信号特征进行综合故障研判，判断是否为故障发生，并进行记录和上报；实时对线缆温度进行测量，每隔一段时间主动上报温度值，实现24小时不间断温度检测；当温度达到门限值或短时间温度突变时，立即进行记录和上报；
44.s3：故障定位：分布式短路故障采集处理单元100、分布式接地故障及在线测温采集处理单元200和后台综合管理软件平台300可以通过2/3/4g专有apn网络，进行数据传输；分布式短路故障采集处理单元100具有gps/北斗定位功能，将定位信息上报给后台综合管理软件平台300，实现对设备位置的监控及故障定位；
45.s4：检修：后台综合管理软件平台300实现上层故障研判逻辑，基于对线缆的拓扑管理，基于gis系统进行故障定位显示，并给出综合检修策略。
46.需要说明的是，当单元检测到线缆发生故障后，在人机界面提示发生故障线缆沿途的位置称及编号，并提供快速定位信息。
47.在一个可选的实施例中，分布式接地故障及在线测温采集处理单元200安装在电缆接头，分布式短路故障采集处理单元100在电缆上等间隔安装，间距100米。
48.需要说明的是，利用自学习算法，诊断线缆故障，进行提醒。
49.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或
基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
50.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。