一种基于FPGA行波采样的线路故障定位装置的制作方法

本发明涉及线路故障定位领域，具体为一种基于fpga行波采样的线路故障定位装置。

背景技术：

随着计算机、通信和传感器等技术的快速发展，国内外科研机构、企业已经在故障定位技术方面进行了大量的研究和实践，其中，输电线路故障指示器仅能自动定位故障区段，无法有效确定故障点的精确位置，故障定位准确性取决于故障指示器的安装密度，其准确度和实用性难以满足输电线路维护的要求。而对于变电站阻抗测距和行波测距方法的装置与系统，尽管从原理上可以准确定位故障点位置，但其实际应用中，弱行波信号的有效提取、故障点反射波与对端母线反射波的有效识别和雷电干扰的有效辨识和定位等问题很大程度影响了其定位准确性和效果。因此，我们提出一种基于fpga行波采样的线路故障定位装置。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于fpga行波采样的线路故障定位装置，解决了背景技术中所提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于fpga行波采样的线路故障定位装置，包括后台终端和监测终端，所述基于fpga行波采样的线路故障定位以及故障分析的具体步骤如下：

s1、在输电线路上安装故障监测终端；

s2、监测终端对故障行波、折返射行波等信号的高频采样和快速录波；

s3、后台终端通过分析电流暂态行波的差异确定故障是否属于雷击故障，若是雷击故障则进一步确定是绕击还是反击；

s4、利用各现场监测终端的行波数据与反射波的gps或者北斗时差来确定故障点的精确位置。

作为本发明的一种优选实施方式，相邻两组监测终端之间的距离不大于30km。

作为本发明的一种优选实施方式，所述监测终端包括故障分析模块和故障定位模块。

作为本发明的一种优选实施方式，所述后台终端包括监控主机和显示模块。

作为本发明的一种优选实施方式，所述显示模块为led显示屏。

作为本发明的一种优选实施方式，所述后台终端和监测终端通过互联网连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：fpga行波采样的线路故障定位装置通过分布在输电线路线上的故障监测终端，实现故障行波、折返射行波等信号的高频采样和快速录波，并通过后台后台软件系统，快速准确的分析出故障类型、定位故障点位置。同时还支持web访问、计算机图形展示、短信提醒等多种方式，使得运行维护人员能及时获取故障发生的时间、类型和位置等相关信息，大大减轻了故障巡查工作的强度和成本、缩短了故障排查时间，在有效提高供电可靠性的同时，也极大程度的降低了因故障停电事故所带来的直接和间接经济损失。

附图说明

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：

图1为本发明基于fpga行波采样的线路故障定位装置的运行图；

图2为本发明基于fpga行波采样的线路故障定位装置的双端检测法图；

图3为本发明基于fpga行波采样的线路故障定位装置的单端检测法图。

图中：

1、后台终端；2、监测终端；3、故障分析模块；4、故障定位模块。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例

一种基于fpga行波采样的线路故障定位装置，包括后台终端和监测终端，所述基于fpga行波采样的线路故障定位以及故障分析的具体步骤如下：

s1、在输电线路上安装故障监测终端；

s2、监测终端对故障行波、折返射行波等信号的高频采样和快速录波；

s3、后台终端通过分析电流暂态行波的差异确定故障是否属于雷击故障，若是雷击故障则进一步确定是绕击还是反击；

s4、利用各现场监测终端的行波数据与反射波的gps或者北斗时差来确定故障点的精确位置。

(1)雷击故障和非雷击故障判断

通过故障分析模块对故障电流进行分析，输电线路遭受雷击故障时流经线路的故障电流主要有两部分叠加而成，一部分雷电电流分流后直接进入线路的电流，另一部分是雷电流经杆塔入地后的反射波进入线路的电流,标准雷电流的波尾时间是50微秒，由于与大地反射波极性相反，两者叠加后其峰值衰减加快，尾波时间变短,因此雷击线路的故障电流的行波波尾时间小于50微秒，实测一般在40微秒以内,而输电线路在遭受污秽闪络、树木闪络等闪络及外力破坏等非雷击故障后其闪络过程与交流电流的变化密切相关，电弧呈现熄灭重燃、延伸收缩的变化，相比于雷击故障其电流暂态行波频率较低，这类故障电流行波波尾时间较长，一般远大于40微秒。

(2)故障定位

通过在输电线路上布置若干个现场监测终端将输电线路划分为若干个区间(每个区段长度≤30km)，分别监测并记录各区间的故障数据和信号。这种在线路中分散布局而非在两端变电站集中布局的监测方式，不仅对输电线路长度、导线弧垂等影响监测误差的固有参数进行了离散化监测，同时由于每个监测装置监测区段缩短可有效减少小行波波速变化以及衰减等因素对故障精确定位的影响，从而大幅提高输电线路故障定位的精度(故障定位误差≤300m)。

1)基于gps/北斗的双端检测法如图2

故障点x点距离m监检测装置位距离：xm＝【(tm-tn)*v+l】/2

故障点x点距离n监检测装置位距离：xn＝【(tn-tm)*v+l】/2

2)基于gps/北斗的单端检测法如图3

故障点x点距离m监检测装置位距离：xm＝△t*v/2＝(tm-tn)*v/2

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。

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。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于FPGA行波采样的线路故障定位装置，包括后台终端和监测终端，所述基于FPGA行波采样线路故障定位以及故障分析的具体步骤如下：S1、在输电线路上安装故障监测终端；S2、监测终端对故障行波、折返射行波等信号高频采样和快速录波；S3、后台终端通过分析电流暂态行波差异确定故障是否属于雷击故障，若是雷击故障则进一步确定是绕击还是反击。本发明通过后台后台软件系统，快速准确的分析出故障类型、定位故障点位置。同时还支持web访问、计算机图形展示、短信提醒等多种方式，使得运行维护人员能及时获取故障发生时间、类型和位置等相关信息极大程度降低了因故障停电事故所带来的直接和间接经济损失，适合广泛推广与使用。

技术研发人员：王建国
受保护的技术使用者：安徽康能电气有限公司
技术研发日：2018.11.06
技术公布日：2019.01.18