[发明专利]基于架空电缆混合线路暂态量信号的故障定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力线路监控领域，尤其是涉及一种基于架空电缆混合线路暂态量信号的故障定位系统及方法。

技术背景

随着城市的发展，架空线缆化率的不断提高，建设了大量的架空线-高压电缆混联线路。混联线路结构复杂，具备很高的传输可靠性，而且有利于城市的整体形象提升。但是同时也面临着架空线路雷击、空气污染绝缘下降、覆冰，电缆外力损坏、电缆老化、接头不良、击穿短路等多种故障合一的复杂问题；要想在某些瞬时故障发生后符合设备安全和可靠性的前提条件下投入重合闸，就必须能够定位出故障发生在架空段还是地下高压电缆段，从而缩短故障停电时间，减少经济损失；提高排障的效率。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种基于架空电缆混合线路暂态量信号的故障定位系统及方法，它为电力生产综合决策提供必要的技术手段和量化条件。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于架空电缆混合线路暂态量信号的故障定位系统，由数据中心平台和故障区段定位主机模块两部分组成；所述数据中心平台与故障区段定位主机模块通过服务器进行数据交换；所述故障区段定位主机模块还与若干无线采集处理器相连；每个无线采集处理器设有一与电缆位置相连的触发通道，还设有一与架空位置相连的触发通道相对应通道；所述触发通道和其相对应通道用来监测分别设置在电缆与架空线端的一对信号采集互感器输出的信号；

当T<0并且满足(M/v)<|T|<(M/v+t)时，触发通道相对应通道的架空位置产生暂态故障信号；

当T>0并且满足(M/v)<|T|<(M/v+t)时，触发通道的电缆位置产生暂态故障信号；

当满足|T|<(M/v)时，在触发通道和触发通道相对应通道之间的区域产生暂态故障信号；

当|T|>(M/v+t)时，则触发信号无效；

其中，M为电缆两端监测点的间隔；T为无线数据采集处理器两端通道触发时间相差值范围，T＝T1-T2；T1为触发通道的触发时间；T2为触发通道相对应通道的触发时间；t为无线采集处理器的触发响应时间阈值；v为行波在电缆中传播的速度。

所述故障区段定位主机模块与电源管理模块相连。

所述无线采集处理器还设有一通道与相位同步互感器相连，用来检测相位同步互感器输出的信号，所述相位同步互感器设置在电缆与架空线端的一对信号采集互感器之间。

一种基于架空电缆混合线路暂态量信号的故障定位系统的故障定位方法，包括

步骤1：在架空电缆混合线路监测区域段两端设置监测点；

步骤2：从监测点处采集架空电缆混合线路监测区域段的电压信号和同步相位信号，并上传给无线采集处理器；

步骤3：无线采集处理器设定电压信号和同步相位信号的触发信息，并把触发后的电压信号和同步相位信号通过网络上传给数据中心；

步骤4：数据中心从获取的电压信号和同步相位信号中分析故障的暂态量，并识别故障发生区域。

所述的步骤1的监测点处设有一对信号采集互感器和一相位同步互感器，所述信号采集互感器将电缆中故障暂态信号隔离耦合转换为电信号；所述相位同步互感器隔离耦合相应电缆相的同步相位信号。

所述的步骤3包括以下步骤：

步骤(1)：设置无线采集处理器采集信号的触发通道和触发阈值；其中设置架空电缆混合线路的第一监测点连接无线采集处理器的触发通道，第二监测点与无线采集处理器的触发通道相对应的另一通道；其中，第一监测点位于架空位置；第二监测点安装在电缆位置；

步骤(2)：配置数据中心与无线采集处理器相连接的安装地址和IP地址信息；

步骤(3)：数据中心根据配置的IP地址连接无线采集处理器；

步骤(4)：无线采集处理器采集故障暂态信号，并将所采集到的信号上传到数据中心，数据中心根据无线采集处理器的通讯协议接口获取故障暂态信号。

所述的步骤4包括以下步骤：

步骤(1)：数据中心从无线采集处理器获取故障暂态信号，并采取滤波算法排除无效的波形，整理出有效波形区域，其中该区域内的数据为有效波形数据；

步骤(2)：数据中心分析判断有效波形区域中触发通道波形的最大值与对应的另一通道采集点的最大值，并判断两端通道波形最大值的相差偏离是否设定的阈值范围内；所述的步骤(2)中的波形最大值的相差偏离值范围与现场线路的检测的阻抗值成正比关系；