[发明专利]基于暂态扰动的环网电缆早期故障预警和定位系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于暂态扰动的环网电缆早期故障预警和定位系统及方法，属于电力监测领域。该系统包括监测装置、监测装置传感器、上位机和传感器走线；所述监测装置传感器安装在电缆屏蔽线的直接接地端上，通过传感器走线用于采集环网的暂态电流信号；所述监测装置包括电路连接的传感器、信号调理器、高速A/D转换器、高速比较器、卫星授时模块、FPGA、ARM和动态存储器，上述设备依次相连；所述上位机用于访问系统平台。本发明可实现值班人员通过浏览器访问的方式或者程序窗口的方式登录系统后台软件，直观查看系统故障电缆的情况。当监测线路出现异常时系统会自动发送报警短信给相关人员，并在系统后台弹出报警弹窗，并展示故障的定位信息。

技术领域

本发明属于电力监测领域，涉及一种基于暂态扰动的环网电缆早期故障预警和定位系统及方法。

背景技术

随着自动化技术的发展，配电网自动化运行已经越来越重要。配电网自动化是指运用各种技术及配电设备，对配电网进行监控管理，使配电网处于安全、可靠、优质、经济、高效的运行状态。故障定位是配电自动化的关键技术之一，它要求故障发生时能够快速定位故障点，并及时通知电力部门检修人员，为电力部门检修人员排查故障和恢复供电节约时间。目前的故障定位自动化程度较低，定位不准确。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于暂态扰动的环网电缆早期故障预警和定位系统及方法，在城市环网供电系统的环网柜干线设置监测装置，通过高速数据采集的方法，记录供电线路发生故障时的故障时刻，采用卫星时钟同步方法，形成双端测距，在系统平台实现故障点定位。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于暂态扰动的环网电缆早期故障预警和定位系统，包括监测装置、监测装置传感器、上位机和传感器走线；

所述监测装置传感器安装在电缆屏蔽线的直接接地端上，通过传感器走线用于采集环网的暂态电流信号；

所述监测装置包括电路连接的传感器、信号调理器、高速A/D转换器、高速比较器、卫星授时模块、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array,FPGA)、高端精简指令集机器(Acorn RISC Machine,ARM)和动态存储器，上述设备依次相连；

所述电路连接的传感器用于接收监测装置传感器传来的电流信号；

所述信号调理器用于信号去噪；

所述高速A/D转换器用于信号的模数转换；

所述高速比较器用于判断两个信号是否相等；

所述卫星授时模块用于使监测时标一致；

所述现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array,FPGA)用于完成所需要的逻辑功能；

所述高端精简指令集机器(AcornRISC Machine,ARM)用于信号的分析和处理；

所述动态存储器用于存储采集和处理的数据；

所述上位机用于访问系统平台。

进一步，所述ARM的通讯端通过4G路由器连接上位机。

进一步，所述上位机根据用户需要安装在变电站监控室内或调度室内，展示监测线路的拓扑图以及故障监测的定位信息。

进一步，所述监测装置的采样频率为100MHz，传感器通频带为125MHz。

基于所述系统的环网电缆早期故障预警和定位方法，包括以下步骤：

S1：利用监测装置传感器进行电流信号的实时采集，并通过监测装置进行记录，再通过监测装置将信号传至上位机；