一种电力线路局放行波实时精准测距装置

摘要

本实用新型公开的一种电力线路局放行波实时精准测距装置包括多个监测模块、AD转换电路和数据处理电路；每个监测模块均包括顺次连接的局放监测传感器、取样电路、滤波电路、信号调理电路和电压跟随电路；多个局放监测传感器分布式设于电力线路上，且分别与电力线路电磁或电容耦合；多个电压跟随电路与多通道的AD转换电路的输入端连接，AD转换电路的输出端与数据处理电路连接。本实用新型对局放监测传感器采集的局放信号进行取样、滤波、调理和跟随处理，保证了局放信号的完整性、稳定性和准确性，进而提升了根据局放信号进行故障隐患点定位的精度，实现了对电力线路的实时在线监测。

说明书

技术领域

本实用新型属于智能配电技术领域，尤其涉及一种电力线路局放(绝缘故障前的放电信号，属于故障隐患)行波实时精准测距装置。

背景技术

当电力线路(包括电缆线路、架空线路、或电缆架空混合线路)发生故障时，通常采用单端行波测距法、双端行波测距法对故障点进行定位。单端行波测距法虽然测距实时性强、不受线路两端设备和线路长度影响，但是由于故障点的折反射情况复杂可能导致行波识别错误，以及存在测距死区的问题；双端行波测距法虽然无需考虑折反射行波，测距结果可靠，但是时间同步依靠GPS或北斗系统实现，GPS或北斗系统误差导致测距误差。

为了克服单端行波测距法、双端行波测距法误差大的问题，目前采用一种新的电力线路局放行波测距方法或系统，设电力线路中电源在M点，负荷在N点，工频电流从M点向N点传输，当线路中的某点F发生放电时，假设放电点距离工频过零点的相位差为Q

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电力线路局放行波实时精准测距装置，以减少或消除局放信号中的非局放干扰信号对测距精度的影响。

本实用新型是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种电力线路局放行波实时精准测距装置，包括多个监测模块、AD转换电路和数据处理电路；每个所述监测模块均包括顺次连接的局放监测传感器、取样电路、滤波电路和信号调理电路；多个所述局放监测传感器分布式设于电力线路上，且分别与所述电力线路通过耦合方式连接；多个所述信号调理电路分别与所述AD转换电路的输入端连接，所述AD转换电路的输出端与所述数据处理电路连接。

进一步地，所述取样电路由多个不同阻值的电阻串联构成，且取样电路的最小输出信号不超过AD转换电路的输入电压范围。

进一步地，每个所述信号调理电路均包括阻抗匹配电路、以及由多级运算放大器构成的放大电路。

进一步地，在每个所述信号调理电路与所述AD转换电路之间还设有电压跟随电路。

进一步地，多个所述局放监测传感器还分别与同步电路连接。

进一步地，每个所述局放监测传感器与电力线路之间均设有耦合电容或高频CT。

进一步地，所述数据处理电路采用FPGA+DSP架构，由FPGA控制AD转换电路的采样时序，由DSP对经AD转换电路的信号进行分析处理，计算故障隐患发生位置。

进一步地，所述数据处理电路还通过通信模块与上位机连接。

进一步地，所述电力线路局放行波精准测距装置还包括太阳能电池模块或CT取电电池模块，所述太阳能电池模块或CT取电电池模块分别与多个监测模块、AD转换电路和数据处理电路连接。

有益效果

与现有技术相比，本实用新型所提供的一种电力线路局放行波实时精准测距装置，由取样电路对局放监测传感器采集的局放信号进行多路采集，避免了局放信号失真，提高了局放信号的准确性，进而提升测距精度；通过滤波电路滤除外界电磁信号的干扰，进一步提升测距精度；通过信号调理电路对局放信号进行调理优化，避免了局放信号在传输过程中减弱，避免信号失真；电压跟随电路保证了局放信号稳定的输入至AD转换电路中；通过在局放监测传感器与电力线路之间设置电容或高频CT，以及将数据处理电路通过通信模块与上位机连接，能实现对电力线路的实时在线监测，使工作人员及时发现、预见可能发生的电力线路故障；本实用新型局放监测传感器采集的局放信号在传输至AD转换电路的过程中经过多级电路处理，保证了局放信号的完整性、稳定性和准确性，进而提升了根据局放信号进行局放点定位的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例中电力线路局放行波精准测距装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例所提供的一种电力线路局放行波实时精准测距装置，包括多个监测模块、AD转换电路和数据处理电路；每个监测模块均包括顺次连接的局放监测传感器、取样电路、滤波电路、信号调理电路和电压跟随电路；多个局放监测传感器分布式设于电力线路上，且分别与电力线路通过耦合方式连接；多个电压跟随电路与多通道的AD转换电路的输入端连接，AD转换电路的输出端与数据处理电路连接。

本实用新型所述测距装置，在绝缘故障隐患点产生局放信号，局放信号从故障隐患点向两侧传输，局放信号由故障隐患点两侧的局放监测传感器采集到，经过取样电路取样后，再经过滤波、调理优化、电压跟随后输入至AD转换电路，经过AD转换后由数据处理电路对局放信号进行分析，获得局放信号从故障隐患点到达故障隐患点两侧的局放监测传感器时，局放信号与工频过零点的相位，根据相位和局放信号在线路中的传播速度即可计算出故障隐患点的位置，实现线路局放行波精准测距。该测距装置无需安装授时系统，降低了授时系统导致的测距误差；同时滤波电路可以滤除掉外界电磁干扰信号，提高了局放信号的准确性，进而提升测距精度；电压跟随电路能够将信号调理电路输出的局放信号稳定输入到AD转换电路，提高了局放信号的稳定性。

在本实用新型的一个具体实施方式中，取样电路由多个不同阻值的电阻串联构成，取样电路将局放监测传感器采集的局放信号进行多路采集，且取样电路的最小输出信号不超过AD转换电路的输入电压范围，使局放信号在AD转换电路的可测量范围内，避免了采集到的局放信号失真。取样电路中串联电阻的数量与局放信号的采集路数相同，示例性的，取样电路由4个不同阻值的电阻串联构成，则取样电路将局放监测传感器采集的局放信号进行4路采集。

在本实用新型的一个具体实施方式中，每个信号调理电路均包括阻抗匹配电路、以及由三级运算放大器构成的放大电路，取样后的局放信号经阻抗匹配后，通过放大电路进行有效传输，避免了前后级传输过程中局放信号减弱的问题，减少了局放信号的失真，提高了局放信号的准确性和稳定性。

在本实用新型的一个具体实施方式中，每个局放监测传感器还分别与同步电路连接，通过同步电路实现多个局放监测传感器之间的同步，保证了各个局放监测传感器采集同一时刻的信息，消除了各局放监测传感器之间的采样时差。

在本实用新型的一个具体实施方式中，每个局放监测传感器与电力线路之间均设有耦合电容或高频CT，耦合电容或高频CT具有阻断高压和耦合信号的作用，能够实现在电力线路带电情况下实时在线测距。

在本实用新型的一个具体实施方式中，数据处理电路采用FPGA+DSP架构，由FPGA控制AD转换电路的采样时序，由DSP对经AD转换电路的局放信号进行分析处理，计算故障隐患发生位置。

在本实用新型的一个具体实施方式中，数据处理电路还通过通信模块与上位机连接，运维人员通过上位机可以监测到电力线路的故障隐患情况，及时处理故障隐患，避免故障的发生。

在本实用新型的一个具体实施方式中，电力线路局放行波精准测距装置还包括太阳能电池模块或CT取电电池模块，太阳能电池模块或CT取电电池模块分别与多个监测模块、AD转换电路和数据处理电路连接。太阳能电池模块或CT取电电池模块将太阳能或电磁能转换成电能，并为各个电路或模块供电，实现能源的有效利用。

本实用新型所述电力线路局放行波精准测距装置的样机已经通过国家认可的第三方测试中心测试，测量精度在2米之内。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。