一种输电线路故障在线监测系统的制作方法

本发明涉及电力，具体为一种输电线路故障在线监测系统。

背景技术：

1、随着电力技术的发展，电网的规模在不断扩大，电网的结构也在逐渐复杂，输电线路出现故障的概率也在增加。如果故障不能得到及时的排除，将会造成巨大的损失。因此，如何高效地确定出输电线路的故障点成为了重要的研究方向。

2、传统技术通常是通过人工排查的方式，进行输电线路的故障排查，从而确定出故障点在输电线路上的位置信息；但是在面对如远距离输电线路时，人工排查的方式需要耗费大量人工，且排查时间较长，导致确定输电线路上的故障点位置信息的效率较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种输电线路故障在线监测系统，用以解决上述提出的现有通过人工排查输电线路的故障，需要大量人力，且排查时间较长，导致确定输电线路上的故障点位置信息的效率较低的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了一种输电线路故障在线监测系统，其特征在于：包括：

3、数据获取模块，沿输电线路上间隔设置有若干监控点，每个监控点均设置数据获取模块，数据获取模块用于获取其所在处的输电线路实际运行数据和实际环境数据；

4、存储模块，存储有各个监控点对应的输电线路正常工作时的运行数据的标准范围和环境数据的标准范围；

5、判断模块，用于判断各个监控点的数据获取模块获取的输电线路实际运行数据是否在对应的输电线路正常工作时的运行数据的标准范围内，当监控点的数据获取模块获取的输电线路实际运行数据不在对应的输电线路正常工作时的运行数据的标准范围内，判定对应监控点的实际运行数据异常；

6、故障信息生成模块，用于确定输电线路的故障位置和故障类型；

7、故障报告生成模块，用于根据输电线路的故障位置、故障类型和故障发生时间生成故障报告。

8、优选的，输电线路实际运行数据包括输电线路的实际电压值、输电线路的实际电流值、输电线路的实际工作温度、输电线路的实际波形、输电线路的实时影像中的一项或多项；

9、环境数据包括输电线路沿线的天气情况、监测点周围的环境温度、监测点周围的环境湿度、输电线路沿线的生物分布情况、输电线路沿线的施工项目情况中的一项或多项。

10、优选的，故障信息生成模块包括：

11、故障分段定位单元，用于根据实际运行数据异常的监控点编号，确定发生故障的线路分段；

12、故障波形确定单元，用于获取发生故障的线路分段的实际波形，并与故障数据库内的历史故障波形进行相似度比较，当发生故障的线路分段的实际波形与历史故障波形的相似度大于第一预设值，确定对应的线路分段为波形异常线路分段，并获取波形异常线路分段的实际波形对应相似度最大的目标历史故障波形；

13、故障点位置定位单元，用于获取目标历史故障波形到达第一监控点的第一时间与目标历史故障波形到达第二监控点的第二时间，计算第一时间与第二时间的时间差值，根据时间差值和故障波形的传输速度，计算出故障点在线路分段上的位置。

14、故障类型确定单元，用于将实际运行数据异常的监控点的实际运行数据与故障数据库中的不同类型的故障对应的故障运行数据进行拟合对比，结合输电线路的环境数据确定故障类型。

15、优选的，还包括覆冰检测模块，覆冰检测模块包括：

16、运行判断单元，用于根据监控点的实际环境数据，判断监控点的实际环境数据是否满足结冰条件，若满足结冰条件，则周期性获取对应的监控点的固定视角下的输电线路的实时图像，共m次获取对应的监控点的固定视角下的输电线路的实时图像；

17、覆冰程度获取单元，用于计算满足结冰条件的输电线路上的覆冰程度评估值；

18、安全性评估单元，根据满足结冰条件的输电线路的覆冰厚度评估输电线路的安全状态参数，当安全状态参数低于第一阈值时，进行第一预警，提示进行除冰作业。

19、优选的，覆冰程度获取单元包括：

20、存储单元一，存储有各个监控点的固定视角下的输电线路的未结冰的标准图像；

21、分割单元，将满足结冰条件的监控点的固定视角下的输电线路的实时图像分割为若干实时子图像；将满足结冰条件的监控点的固定视角下的输电线路的未结冰的标准图像分割为若干标准子图像，实时子图像与标准子图像一一对应；

22、外形提取单元，抽取相互对应的实时子图像与标准子图像，分别提取实时子图像的边缘像素点，对子图像的边缘像素点进行分析处理，获取输电线路覆冰后的外形边界；提取标准子图像的边缘像素点，对标准子图像的边缘像素点进行分析处理，获取输电线路覆冰前的外形边界；

23、计算单元，用于计算出输电线路的覆冰厚度；

24、计算单元通过公式一计算输电线路的覆冰程度评估值，公式一为：

25、

26、其中，bi为第i次检测时满足结冰条件的监控点的固定视角下的输电线路的实时图像的覆冰程度评估值，为第i次检测时第j个实时子图像中输电线路覆冰后的平均宽度，d为输电线路的直径；maxhij为第i次检测时第j个实时子图像中输电线路覆冰后多个位置点中的宽度最大值，m为实时子图像的数量。

27、优选的，安全性评估单元通过公式二、公式三计算安全状态参数；

28、

29、ai＝bi2*d2+d2*bi；

30、

31、其中，ki为第i次检测时满足结冰条件的监控点安全状态参数，t为输电线路的最大设计张力，[σ]为输电线路材质的最大许用应力，π为圆周率，g为重力常数，m为单位长度的输电线路的重量，ρ为冰的密度，ha为a悬挂点的高度，hb为b悬挂点的高度，l为ab悬挂点间的水平距离；a悬挂点和b悬挂点分别为该段输电线路两端的悬挂位置；t为输电线路的理论允许带冰时长，ti第i次检测时输电线路的已经带冰时长；bi为第i次检测时监控点的固定视角下的输电线路的实时图像的覆冰程度评估值；bi-1为第i-1次检测时监控点的固定视角下的输电线路的实时图像的覆冰程度评估值；di为第i次检测时输电线路的下垂高度，d为输电线路的最大允许下垂高度；γ为当前的输电线路的磨损度；h(i-1)j为第i-1次检测时第j个实时子图像中输电线路覆冰后的平均宽度；hij为第i次检测时第j个实时子图像中输电线路覆冰后的平均宽度；α1为第一权重系数，α2为第二权重系数；

32、当ki大于第一预设值时，输电线路处于安全状态；

33、当ki小于等于第一预设值时，输电线路处于危险状态，需要对输电线路进行除冰工作。

34、优选的，还包括生物驱逐模块，生物驱逐模块包括：

35、视频获取装置，用于获取预设范围内的包含输电线路的视频图像，当预设范围内出现运动生物，连续获取多张运动生物的实时图像；

36、识别单元，提取运动生物的实时图像中运动生物的特征信息，并将实时图像中的运动生物的特征信息与动物数据库内生物的特征信息进行比对，动物数据库存储有可能出现在输电线路范围内生物的标准图像，若实时图像中运动生物的特征信息与动物数据库内某种生物的特征信息的相似度高于第一阈值，确定该种生物为运动生物的生物种类；

37、命令生成单元，结合运动生物的尺寸危险等级和生物危险等级生成驱赶命令；

38、驱赶装置，对接收到的驱赶命令进行执行，使运动生物离开预设范围。

39、优选的，命令生成单元包括：

40、音频确定单元，根据运动生物的生物种类，确定播放的音频片段，若运动生物的生物种类为未知生物，则播放通用片段；

41、等级计算单元，根据运动生物的特征信息，根据公式四计算生物危险等级；

42、

43、ri为预设范围内第i只运动生物的生物危险等级；si为预设范围内第i只运动生物所对应的生物种类所导致输电线路前一年发生事故的次数；s为该段输电线路前一年内发生事故的总次数；为生物种类对应事故占总事故发生次数比例的分级依据；例如第i只运动生物所对应的生物种类在之前一年内发生事故次数占据总事故发生次数的比例每提高0.02会使基础危险等级提高一级，则取值为0.02，δ为运动生物所对应的生物种类的潜在危险参数，例如非树栖鸟类δ取值为0，树栖鸟类δ取值为1，vi为预设范围内第i只运动生物所对应的生物种类的平均运动速度，ε为运动生物的运动速度的分级间隔，例如运动生物的运动速度每间隔1m/s分为一个等级，则ε取值为1，v0为运动生物运动速度分级的最低等级的值，bi为预设范围内第i只运动生物的体型(飞行鸟类取展翅长度，走兽取身体长度)，β为运动生物的体型分级依据，若运动生物为飞行鸟类，则β取值为0.5，若运动生物为走兽，则β取值为1，ui为预设范围内第i只运动生物运动生物距离输电线路的直线距离，w为危险范围，危险范围的取值根据输电线路的电压查表获得，f为最低事故发生时间的分级间隔，例如运动生物飞入危险范围的时间每间隔5s分为一个等级，为向下取整符号；

44、驱赶命令制定单元，根据生物危险等级确定音频片段的播放参数，若生物危险等级大于第四阈值，则在播放音频片段的基础上启动辅助驱赶装置对运动生物进行驱逐，若运动生物为国家保护动物，则在确保运动生物离开预设范围后上报林业部门。

45、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

46、与现有技术对比，本发明具备以下有益效果：

47、通过获取监控点的运行数据和环境数据，可以及时通过运行数据的异常发现输电线路的故障，通过故障波形快速定位故障点位置，节省了大量的故障点定位时间，为故障处理人员规划前往路线，便于快速对故障进行处理，提高了故障处理效率，替代了人工巡查的方式，降低了工作人员的工作压力，通过远程确定故障类型，可以在维修时针对性的携带维修工具，提高了维修效率，通过定期监测计算输电线路的安全状态参数，确保输电线路处于安全状态，并在输电线路的安全状态参数较低时对输电线路进行除冰，确保输电线路的安全，通过设置生物驱逐模块对接近输电线路的生物进行驱逐，在保证驱逐效果的同时降低对接近输电线路的生物的影响，保证了输电线路安全的同时降低了对安装场地自然环境的影响。