專利名稱：基于精簡(jiǎn)小波算法的高壓輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高壓輸電線路分布范圍廣，經(jīng)常要穿越一些地形復(fù)雜的高海拔山區(qū)，氣候條件多變，線路覆冰嚴(yán)重，故障容易發(fā)生，巡線檢修困難。故障指示器是九十年代出現(xiàn)的在輸電系統(tǒng)中大量使用的一項(xiàng)技術(shù)，它在一定程度上降低了工人的強(qiáng)度，但還需工人沿線路查看指示器狀態(tài)，從而確定故障點(diǎn)，不能有效縮短故障造成的停電時(shí)間，維護(hù)工作量仍然很大。由于目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)故障指示器檢測(cè)故障主要采用零序電流法、電容電流法、首半波法、5次諧波法等，這些方法構(gòu)成的故障指示器在實(shí)際應(yīng)用中故障判斷失誤率較高，并且故障指示器掛接到線路上之后無(wú)法檢測(cè)自身工作狀態(tài)，以此來(lái)判斷故障可靠性較低。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種基于精簡(jiǎn)小波算法的輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)， 以提高故障判斷準(zhǔn)確率，實(shí)現(xiàn)了故障信息的遠(yuǎn)距離無(wú)線傳輸。同時(shí)，在故障監(jiān)測(cè)裝置中還加入自檢功能，定期檢測(cè)自身工作狀態(tài)，提高了故障判斷可靠性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種基于精簡(jiǎn)小波算法的輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括故障監(jiān)測(cè)裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、主站監(jiān)控系統(tǒng)三部分，故障監(jiān)測(cè)裝置用于實(shí)時(shí)檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行故障判斷，同時(shí)顯示故障類型并將故障信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸裝置；數(shù)據(jù)傳輸裝置用于接收故障監(jiān)測(cè)器發(fā)來(lái)的故障信息，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行重新打包處理，然后將包含故障類型、故障位置、故障相、故障時(shí)間信息的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送至主站監(jiān)控系統(tǒng)；主站監(jiān)控系統(tǒng)用于接收并處理數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)回的故障信息，將故障位置、故障相、故障類型顯示在監(jiān)視器上，同時(shí)給出故障桿塔號(hào)、故障相、故障時(shí)間的信息提示，并以短信方式通知線路管理人員。故障監(jiān)測(cè)裝置包括電流傳感器、電壓傳感器、過流保護(hù)模塊、過壓保護(hù)模塊、短路故障判斷模塊、接地故障判斷模塊、微處理器、掉電檢測(cè)模塊、診斷模塊、故障顯示控制模塊、射頻收發(fā)模塊，電流傳感器將采集的電流參數(shù)經(jīng)過流保護(hù)模塊后傳輸給短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊，電壓傳感器將采集的電壓參數(shù)經(jīng)過壓保護(hù)模塊也傳輸給短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊，短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊分別將判斷結(jié)果傳輸給微處理器，微處理器采用精簡(jiǎn)小波算法進(jìn)行故障類型及故障相判斷處理，第一個(gè)輸出口是將處理后的故障數(shù)據(jù)傳輸給故障顯示控制模塊，并根據(jù)瞬時(shí)性故障或永久性故障分別給出兩種不同報(bào)警提示，第二個(gè)輸出口是將電源信號(hào)傳輸給掉電檢測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)電源小于正常工作電壓時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并使微處理器停止工作，防止誤動(dòng)作，第三個(gè)輸出口是將工作狀態(tài)信號(hào)傳輸給診斷模塊，檢測(cè)智能故障判斷裝置自身工作狀態(tài)，第四個(gè)出口連接射頻收發(fā)模塊。[0007]本系統(tǒng)故障監(jiān)測(cè)裝置采用精簡(jiǎn)小波算法保證故障判斷的準(zhǔn)確性，其主要內(nèi)容包括一是，通過選擇合適的小波基在保證分析可靠性的前提下，盡力選擇濾波器系數(shù)比較短的、容易計(jì)算的母小波函數(shù)。二是，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行加減運(yùn)算速度快的優(yōu)勢(shì)，將小波變換中的乘除法運(yùn)算和指數(shù)運(yùn)算轉(zhuǎn)變?yōu)榧訙p和移位運(yùn)算，可以極大的提高運(yùn)算速度，減少程序量。 三是，本系統(tǒng)在連續(xù)數(shù)據(jù)采集和小波分層過程中不斷的拋棄不必要的數(shù)據(jù)，釋放已經(jīng)使用過的數(shù)據(jù)占據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間，可以降低ARM存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路的復(fù)雜性。四是，本系統(tǒng)結(jié)合了在接地故障發(fā)生時(shí)的電壓電流突變等理論可以有效的識(shí)別和躲避諸如重合閘等正常操作造成的瞬間電流沖擊，提高了故障判斷的可靠性。五是，選用了 32位ARM處理器，該處理器可以使采樣速率達(dá)到5KHz以上，這樣的采樣速率足以滿足對(duì)線路故障暫態(tài)信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)分析要求。本系統(tǒng)在故障監(jiān)測(cè)裝置中加入自檢功能，定期檢測(cè)自身工作狀態(tài)，避免了盲目依靠故障監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)測(cè)故障的弊端，提高了故障判斷可靠性。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；圖2是圖1中故障監(jiān)測(cè)裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是數(shù)據(jù)傳輸裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是主站監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型包含故障監(jiān)測(cè)裝置1、數(shù)據(jù)傳輸裝置2、主站監(jiān)控系統(tǒng)3三部分，分A、B、C三相，故障監(jiān)測(cè)裝置用于判斷故障類型并將故障信息傳輸至數(shù)據(jù)傳輸裝置，并能針對(duì)不同故障類型進(jìn)行不同顯示；所說(shuō)的數(shù)據(jù)傳輸裝置主要包含電源控制模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊，用于接收故障監(jiān)測(cè)器發(fā)送來(lái)的故障相及故障類型信號(hào)；主站監(jiān)控系統(tǒng)主要包含無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、故障信息分析系統(tǒng)，用于對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，在監(jiān)控界面上顯示故障位置、故障相、故障類型，同時(shí)給出故障桿塔號(hào)、故障相、故障時(shí)間的信息提示， 并以短信方式通知線路管理人員。參照?qǐng)D2，故障監(jiān)測(cè)裝置中包括電流傳感器101、電壓傳感器102、過流保護(hù)模塊 103、過壓保護(hù)模塊104、短路故障判斷模塊105、接地故障判斷模塊106、微處理器109、掉電檢測(cè)模塊108、診斷模塊111、故障顯示控制模塊107、射頻收發(fā)模塊110，電流傳感器將采集的電流參數(shù)經(jīng)過流保護(hù)模塊后傳輸給短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊，電壓傳感器將采集的電壓參數(shù)經(jīng)過壓保護(hù)模塊也傳輸給短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊，短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊分別將判斷結(jié)果傳輸給微處理器，微處理器采用精簡(jiǎn)小波算法進(jìn)行故障類型及故障相判斷處理，第一個(gè)輸出口是將處理后的故障數(shù)據(jù)傳輸給故障顯示控制模塊，并根據(jù)瞬時(shí)性故障或永久性故障分別給出兩種不同報(bào)警提示，第二個(gè)輸出口是將電源信號(hào)傳輸給掉電檢測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)電源小于正常工作電壓時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并使微處理器停止工作，防止誤動(dòng)作，第三個(gè)輸出口是將工作狀態(tài)信號(hào)傳輸給診斷模塊，檢測(cè)智能故障判斷裝置自身工作狀態(tài)，第四個(gè)出口連接射頻傳輸模塊112。參照?qǐng)D3，數(shù)據(jù)傳輸裝置主要包含微處理器201、射頻收發(fā)模塊202、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊203、電源控制模塊206、太陽(yáng)能電池204和蓄電池205。射頻傳輸模塊用于接收故障監(jiān)測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的故障信息，并將故障信息傳輸給微處理器，微處理器將故障信息重新打包處理，并添加故障桿塔信息，通過無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊將重新打包處理后的信息發(fā)送至主站監(jiān)控系統(tǒng)。太陽(yáng)能電池和蓄電池在電源控制模塊的控制下為微處理器、射頻傳輸模塊、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊的提供工作電源。參照?qǐng)D4，主站監(jiān)控系統(tǒng)主要包含無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊301、串行通信接口 302、上位機(jī)303中的故障信息分析系統(tǒng)，無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于接收數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)送來(lái)的故障信息，并通過串行通信接口傳輸至上位機(jī)，在上位機(jī)上安裝有故障信息分析系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，故障信息分析系統(tǒng)對(duì)故障信息進(jìn)行分析，然后在監(jiān)控界面上顯示故障桿塔號(hào)、故障相、 故障類型、故障時(shí)間，并將故障信息以短信方式通知相關(guān)管理人員，同時(shí)將已收到故障信息及已發(fā)送故障信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)。工作過程故障監(jiān)測(cè)裝置按相位安裝在輸電線路上，故障監(jiān)測(cè)裝置中電流傳感器和電壓傳感器實(shí)時(shí)采集輸電線路上電流和電壓值并傳輸至微處理器，微處理器采用精簡(jiǎn)小波算法進(jìn)行故障信號(hào)判斷，當(dāng)采集到故障信號(hào)后，微處理器將包含故障相位的故障信息通過射頻傳輸模塊發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸裝置，同時(shí)控制故障監(jiān)測(cè)裝置針對(duì)不同故障類型進(jìn)行紅色或者綠色報(bào)警顯示。故障傳輸裝置將收到的故障信息進(jìn)行重新打包處理，并添加桿塔號(hào)信息，將該信息通過無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊發(fā)送至主站監(jiān)控系統(tǒng)，主站監(jiān)控系統(tǒng)的無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊將接收到的故障信息傳輸至上位機(jī)的故障信息分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)經(jīng)過分析后將故障線路、桿塔號(hào)、故障相、故障時(shí)間顯示在監(jiān)控界面上，同時(shí)以短信方式通知相關(guān)管理人員。
權(quán)利要求1.一種基于精簡(jiǎn)小波算法的高壓輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括故障監(jiān)測(cè)裝置、數(shù)據(jù)傳輸裝置、主站監(jiān)控系統(tǒng)三部分，故障監(jiān)測(cè)裝置用于實(shí)時(shí)檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行故障判斷，同時(shí)顯示故障類型并將故障信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸裝置；數(shù)據(jù)傳輸裝置用于接收故障監(jiān)測(cè)器發(fā)來(lái)的故障信息，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行重新打包處理，然后將包含故障類型、故障位置、 故障相、故障時(shí)間信息的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送至主站監(jiān)控系統(tǒng)；主站監(jiān)控系統(tǒng)用于接收并處理數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)回的故障信息，將故障位置、故障相、故障類型顯示在監(jiān)視器上，同時(shí)給出故障桿塔號(hào)、故障相、故障時(shí)間的信息提示，并以短信方式通知線路管理人員。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于精簡(jiǎn)小波算法的高壓輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于故障監(jiān)測(cè)裝置包括電流傳感器、電壓傳感器、過流保護(hù)模塊、過壓保護(hù)模塊、短路故障判斷模塊、接地故障判斷模塊、微處理器、掉電檢測(cè)模塊、診斷模塊、故障顯示控制模塊、 射頻收發(fā)模塊，電流傳感器將采集的電流參數(shù)經(jīng)過流保護(hù)模塊后傳輸給短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊，電壓傳感器將采集的電壓參數(shù)經(jīng)過壓保護(hù)模塊也傳輸給短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊，短路故障判斷模塊和接地故障判斷模塊分別將判斷結(jié)果傳輸給微處理器，微處理器采用精簡(jiǎn)小波算法進(jìn)行故障類型及故障相判斷處理，第一個(gè)輸出口是將處理后的故障數(shù)據(jù)傳輸給故障顯示控制模塊，并根據(jù)瞬時(shí)性故障或永久性故障分別給出兩種不同報(bào)警提示，第二個(gè)輸出口是將電源信號(hào)傳輸給掉電檢測(cè)模塊，監(jiān)測(cè)電源小于正常工作電壓時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，并使微處理器停止工作，防止誤動(dòng)作，第三個(gè)輸出口是將工作狀態(tài)信號(hào)傳輸給診斷模塊，檢測(cè)智能故障判斷裝置自身工作狀態(tài)，第四個(gè)出口連接射頻收發(fā)模塊。
專利摘要一種基于精簡(jiǎn)小波算法的高壓輸電線路故障在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過故障監(jiān)測(cè)裝置實(shí)時(shí)檢測(cè)信號(hào)并進(jìn)行故障判斷，同時(shí)顯示故障類型并將故障信息發(fā)送給數(shù)據(jù)傳輸裝置；數(shù)據(jù)傳輸裝置用于接收智能故障判斷裝置發(fā)來(lái)的故障信息，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行重新打包處理，然后將包含故障類型、故障位置、故障相、故障時(shí)間信息的數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送至主站監(jiān)控系統(tǒng)；主站監(jiān)控系統(tǒng)用于接收并處理數(shù)據(jù)傳輸裝置發(fā)回的故障信息，將故障位置、故障相、故障類型顯示在監(jiān)視器上，同時(shí)給出故障桿塔號(hào)、故障相、故障時(shí)間的信息提示，并以短信方式通知線路管理人員。本系統(tǒng)改變了故障定位方式，無(wú)需人工盲目巡線或試?yán)线h(yuǎn)動(dòng)開關(guān)，只需通過監(jiān)控中心控制界面即可快速確定故障位置。本系統(tǒng)提高故障監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確性，定期檢測(cè)自身工作狀態(tài)，提高了故障判斷可靠性。
文檔編號(hào)G01R31/08GK202049215SQ20112004081
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月17日
發(fā)明者王敏珍 申請(qǐng)人:遼寧省電力有限公司丹東供電公司, 長(zhǎng)春工程學(xué)院, 長(zhǎng)春晟德科技有限公司