[发明专利]一种电力设备及输电线路故障综合在线监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统故障在线监测领域，特别是涉及一种电力设备及输电线路故障综合在线监测系统。

背景技术

电力系统设备在长期运行过程中常出现表面氧化腐蚀、紧固螺栓松动，触点和母线连接处老化等问题，造成设备过热甚至出现严重事故。而开关柜内有裸露高压，空间封闭狭小，无法进行人工巡查测温，传统的测温方式无法有效地解决这个问题。

我国输电线路成网络状结构分布，分支多，且多数地区地形复杂，因雷击、大雾、污秽以及风暴等自然灾害引起的输电线路跳闸事故日益增多，工频接地故障成为频发的事故类型之一。由于线路瞬间跳闸，故障残迹不明显，故障点巡查难度很大，如果一段时间内巡查不到故障点，将会给设备运行留下安全隐患。

电力设备过热故障和输电线路工频接地故障是高危易发故障，传统的电力设备温度监测和输电线路故障查找方式不具备故障自动定位功能和故障信息实时上传功能，一旦出现故障，需要人工沿线查找，增加了故障查找难度和时间，目前还没有一种能够同时对电力设备过热故障和输电线路工频接地故障进行综合在线监测的系统。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种电力设备及输电线路故障综合在线监测系统，该系统可以实时监测电力设备异常温升及输电线路故障情况，具有故障自动定位功能和故障信息实时上传功能，能在最短的时间内提醒维护人员进行故障处理，维护电力系统安全。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种电力设备及输电线路故障综合在线监测系统，包括无线测温终端、线路故障检测器、中转站、信息接收总站、数据库服务器、监控主机，每个无线测温终端包括锂电池、无线温度传感器、信号处理单元一、无线通信模块；每个所述线路故障检测器包括数据采集单元，信号处理单元二、无线通信模块、供电模块；所述信息接收总站包括2个无线接收模块和1个供电模块；所述无线测温终端通过内置的无线通信模块与信息接收总站无线通讯，所述线路故障检测器通过内置的无线通信模块与中转站及信息接收总站无线通讯，所述信息接收总站与数据库服务器通讯，所述数据库服务器与监控主机通讯；

无线测温终端中的无线温度传感器安装在电力设备开关的触点和母线连接等容易发生温升超标的部位，线路故障检测器挂装在电力传输网络上所需要监测的位置，该系统可以实时监测电力设备异常温升及输电线路故障情况，具有无线通讯网络传输功能。

所述的无线测温终端、线路故障检测器采用信号处理单元均包括信号接入单元、信号变换单元、隔离放大单元和嵌入式微电脑，信号接入单元依次与信号变换单元、隔离放大单元和嵌入式微电脑顺序相连，信号接入单元、信号变换单元和隔离放大单元的选通信号均来自嵌入式微电脑，嵌入式微电脑根据监控主机指令监控分布式信号采集器的工作。

信号接入单元由三个CD4051或CC4051单8通道数字控制模拟电子开关组成，信号接入单元对应A1、A2、A3三个输出端分别输出，哪一路信号输出由片选信号QH和选通信号D2、D1、D0确定。

信号变换单元内包括电阻R1～R11，阻抗变换器GS1～GS6，电子开关S1～S7，输入基准电压Vuot和电子开关的选通信号D2、D1、D0，变换好的信号由B1、B2、B3三个输出端分别输出。

隔离放大单元由电容隔离开关U₁、可编程放大器U₂、电阻网络U₃组成，GL为电容开关式隔离选通信号、D0为电容开关控制信号、放大选控信号均来自嵌入式微电脑。

嵌入式微电脑以DSP控制器为核心，设有A/D转换单元U4、基准电压源Vout、存储器U7；为了消除环境温度对热电耦测量精度产生的影响，嵌入式微电脑U5连接一个DS18B20数字温度传感器；DSP控制器与无线通信模块U6连接，无线通信模块U6采用无线信号实现与监控主机的通信。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.采用自行研发的信号处理单元，可支持无线网络通讯功能，信号抗干扰能力强，并可实现因设备发热引起的温度变化进行温度补偿。

2.能够及时发现电力设备开关的触点和母线连接等部位温升超标情况，系统可自动远程报警，有效避免电力设备烧毁事故。

3.能快速准确地自动检测输电线路工频接地故障，并将所采集到的故障信息自动传输数据库服务器，迅速定位线路故障区段和故障分支，缩短故障排除时间，提高电力设备和输电线路的安全可靠性。