[发明专利]智能电网输电线路故障监测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能电网的输电线路，尤其涉及一种智能电网输电线路故障监测系统及故障诊断方法，属于供配电设备技术领域。

背景技术

2010年3月，温家宝总理在全国两会上做政府工作报告时提出“加强智能电网建设”，次年，“推进建设智能电网”纳入国家“十二五”规划纲要，成为国家基本战略。这是进入二十一世纪社会经济水平高速发展对于电力资源的必然要求。根据国际能源大会的定义，智能电网，也就是电网的智能化，也被称为“电网2.0”。它是建立在集成的，高速双向通信网络基础上，通过先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，其特征为具有自愈功能、抵御外部攻击，可以提供满足21世纪用户需求的电能质量的电能，允许各种不同发电形式的接入，有利于电力市场以及资产的优化高效运行。

输电线是电网的重要环节，由于传输距离远、沿途地势复杂、环境和气候条件多变，工业进程的推进各地用电需求在不断攀升，都给输电线路增加了更大的压力。输电线路的状态将直接影响电能的传输，一旦出现故障停电，会给人们的生活带来不便，扰乱企业的正常生产，给国家带来重大的损失。由于电网架空输电线路分支多，结构复杂，利用人工排查故障难度大，工作人员的劳动强度也大，从而浪费大量人力物力。如今，人们通过研究故障机理，希望设计出相应的故障在线监测系统，以提高输电线路故障检测的自动化和现代化水平，及时为线路安全性能提供科学有效的依据，为电力的输送和提高故障排查效率提供条件。现代信息技术的快速发展为我们电力输电线路的在线监测提供了很好的基础。申请号为“201010299033.2”，名称为“输电线路故障检测装置”的专利文献公开了一种用于输电线路故障测距和故障定位的装置，其目的在于实现“人工方式重现故障状态查找故障点”的设想，但该技术方案没有解决定位故障线路需要人工巡线的问题。申请号为“201210531447.2”，名称为“基于暂态信号小波变换的配电网单相接地故障定位方法及定位装置”的专利文献公开的技术方案主要针对于接地故障但是无法解决短路和断路故障的检测，并且由于其采用单处理器单片机方式，实时性和准确性受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能电网输电线路故障监测系统及方法，解决传统的巡线方法无法实现在线监测，需要投入大量的人力、物力，检测准确率低和检测故障种类单一的技术问题。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种智能电网输电线路故障监测系统，包括传感器单元1、信号调理电路2、DSP单元3、ARM单元4、GPRS模块5、键盘6、上位机7、LCD显示器8、电源模块9、第一复位电路10、第一时钟电路11、第一存储电路12、第二时钟电路13、第二存储电路14、第二复位电路15；所述传感器单元1的输出端和信号调理电路2的输入端相连接，所述信号调理电路2的输出端和DSP单元3的输入端相连接，DSP单元3输出端和ARM单元4的输入端相连接，DSP单元3的复位信号输入端和第一复位电路10的输出端相连接，DSP单元3的时钟输入端和第一时钟电路11的输出端相连接，DSP单元3的外扩存储器接口和第一存储电路12输出端相连接，ARM单元4的时钟输入端和第二时钟电路13输出端相连接，ARM单元4的存储器接口和第二存储电路14输出端相连接，ARM单元4的复位信号输入端和第二复位电路15输出端相连接，ARM单元4和LCD显示器8相连接，ARM单元4和键盘6相连接，ARM单元4和GPRS模块5相连接，GPRS模块5和上位机7通信，电源模块9为整个系统的各个模块提供电能。

一种智能电网输电线路故障监测系统的监测方法，包括以下步骤：

1)系统开始工作；

2)信号调理，传感器单元采集的信号输入到信号调理电路进行电平搬移和限幅处理；

3)AD采样，经过调理的信号输入到DSP单元进行AD采样操作，采样率为3.2kHz，采样1024点；经过AD采样生成三相电流信号的时间序列分别记为I_a(n)、I_b(n)和I_c(n)；

4)如果I_a(n)、I_b(n)和I_c(n)中存在一个或多个为全零序列，则认为线路发生断路故障跳转到第11）步，否则进行第5）步；