CN107202938B - 输电线路故障定位及显示*** - Google Patents

Abstract

本发明公开一种输电线路故障定位模块，属于输电线路技术领域，包括数据维护模块、故障定位模块和操作抽象模块，操作抽象模块将由数据维护模块导入输电线路数据映射到电子地图中形成至少包括高铁、高速和重要输电通道的电子地图；故障定位模块通过输电线路录波数据计算出输电线路故障点距离某变电站的线路长度，操作抽象模块根据故障定位模块的计算结果在包含有输电线路数据的电子地图上显示故障点位置和故障点周围的环境，以帮助调度员快速掌握输电线路故障点周围环境，并及时发出调度指令。

Description

输电线路故障定位及显示***

技术领域

本发明属于输电线路技术领域，特别是涉及一种能够显示输电线路故障位置的***。

背景技术

电力工业是国家的经济命脉，电力***的安全和稳定与国家建设和民众利益息息相关。我国110千伏及以上电压等级输电线路均架设在空中，输电线路下方的地面上不可避免的会有高速铁路、高速公路、或者其它重要的输电线路，输电线路跨越高速铁路、高速公路、其它输电线路的情况行业内一般称为“三跨”线路。“三跨”线路发生故障时，若故障点处于跨越区，不但故障线路无法正常运行，而且该故障线路还会造成高速铁路、高速公路或者其它重要输电线路的停运甚至引发重大公共安全事故。

实际工作中，调控员在“三跨”线路故障处置方面还存在以下不足之处，严重制约应急处置工作高质高效开展。

一是难以精确快速的定位线路故障点。“三跨”线路故障后，调控员只能综合故障测距及“三跨”线路明细台账中交跨杆段分布，粗略估算故障位置是否位于“三跨”区段，精确度低、耗时长。

二是难以直观全面的掌握线路路径走向。目前调控员使用的一次接线图和地理接线图只能简单的显示线路各端连接关系，对线路的杆塔数目、地理位置、路径走向均不显示，直接造成调控员对线路实际空间布局不掌握，不能准确界定线路途径区域，无法快速准确通知发生故障的输电线路属地的人员启动应急预案和带电查线。

三是难以实时准确的获悉线路环境工况。线路运行过程中，会受到天气、路况、树木、建筑物等诸多客观因素影响，而现有的调控技术支持***无法实时获取线路运行工况，导致调控员在判定线路故障后是否具备远方试送条件时可依据的有效信息不足。

四是难以实时掌握运维部门应急响应动态。事故发生后，调控人员无法直观掌握相关运维管理人员赶赴变电站、故障点的动态情况，对各部门应急响应情况不能实时掌握，相关督促、指挥、考核工作无法开展。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种输电线路故障定位及显示***，以帮助调度员快速掌握输电线路故障点周围环境，并及时发出调度指令。

一种输电线路故障定位及显示***，包括数据维护模块、故障定位模块和存储有输电线路途经区域内的电子地图的操作抽象模块，

用户通过数据维护模块向操作抽象模块中导入输电线路数据，操作抽象模块将该输电线路数据映射到电子地图中形成至少包括高铁、高速和重要输电通道的电子地图；故障定位模块用于获取输电线路录波数据，当输电线路发生故障时，故障定位模块通过获取的录波数据计算出输电线路故障点距离某变电站的线路长度，操作抽象模块根据故障定位模块的计算结果在包含有输电线路数据的电子地图上显示故障点位置和故障点周围的环境；

所述输电线路数据包括至少包含各座变电站经纬度位置和各个杆塔经纬度位置的输电线路装置数据。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述输电线路装置数据还包括各座变电站图标、各座变电站名称、各座变电站图标颜色、各个杆塔图标及颜色、各个杆塔编号、各条输电线路颜色、各座变电站的开关编号、保护型号及配置、额定电流、输电线路型号、投运时间。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述输电线路数据还包括输电线路管理数据，所述输电线路管理数据至少包括供电公司各运行维护单位的经纬度位置坐标数据。

本发明上述技术方案的进一步改进在于：所述输电线路管理数据还包括各供电公司运行维护单位数据，各供电公司运行维护单位数据包括运行维护单位名称或图标样式、运行维护单位与各变电站、各条输电线路之间的责任范围和隶属关系，其中所述运行维护单位名称包括变电运维室、输电运检室、变电运维班、行政区域公司。

本发明上述技术方案的进一步改进在于：操作抽象模块中还设置有能够展现或隐藏输电线路装置数据或输电线路管理数据的场景展示模块。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述数据维护模块设置有用户名和密码，用户通过所述用户名和密码登录验证身份。

本发明技术方案的进一步改进在于：故障定位模块获取的录波数据时可以从输电线路的一端的一座变电站开始计算输电线路故障点距离该变电站的线路长度，也可以从输电线路两端的变电站开始分别计算输电线路故障点距离该变电站的线路长度。

本发明上述技术方案的进一步改进在于：当从一座变电站计算故障点距离时，优先选用电源侧变电站提供的录波数据来计算故障点位置。

本发明上述技术方案的进一步改进在于：当两座变电站之间的输电线路上接有其它变电站的分支输电线路时，操作抽象模块的电子地图中显示的故障点位置包括该分支输电线路上的故障点位置。

本发明上述技术方案的进一步改进在于：当从输电线路两端的变电站分别计算故障点位置时，操作抽象模块根据如下公式显示故障点，

A＝Ac+K(Ac+Bc-L)，B＝Bc+K(Ac+Bc-L),其中，

A：是指自变电站A获取录波数据计算出的线路故障点位置；

B：是指自变电站B获取录波数据计算出的线路故障点位置；

Ac：是指从变电站A获取的故障点距离变电站A的录波数据值，单位为千米；

Bc：是指从变电站B获取的故障点距离变电站B的录波数据值，单位为千米；

L：是指变电站A和变电站B之间的输电线路的总长度，单位为千米；

K：是指偏差校正系数，取值为0.5。

当从一座变电站获取输电线路录波数据时，操作抽象模块显示的是从该变电站一侧开始的符合该线路故障点距离该变电站线路长度的故障点，该故障点在该输电线路没有分支输出线路时仅是一个点，如果该输电线路为有分支输电线路即T型线路时，且故障点距离该变电站线路长度超过分支输电线路接点时，操作抽象模块分别在各分支输电线路上的显示故障点位置，当分支输电线路有多条时则显示多个点。

当从两座变电站获取输电线路录波数据时，操作抽象模块分别显示的故障点，如果该输电线路没有分支输出线路时，操作抽象模块的电子地图中将显示两个点，这两个点有可能重合也有可能有一段距离，如果没有重合而是有一定距离时，则表示故障点在这两点之间的一段线路上。如果该输电线路为有分支输电线路时，且故障点距离该变电站线路长度超过分支输电线路接点时，则操作抽象模块的电子地图中的故障点将在每条输电线路显示，呈现出多个点，这些故障点是分别从该获取录波数据的变电站开始、符合线路故障点距离变电站线路长度的点。

由于采用了上述技术方案本发明所取得的技术进步是：

使用本发明的输电线路故障定位及显示***，能够帮助调度员在发现输电线路故障时快速掌握故障点周围道路、铁路、其它输电线路的情况，以便及时发出调度指令。

本发明将输电线路中各变电站经纬度位置和各个杆塔经纬度位置、及走向等输电线路装置数据与日常使用的电子地图(如百度地图等)相结合，使它们在电子地图中显示其准确位置，这样当发生故障时，可以准确的以地图的地理位置为标引，判断出输电线路故障点周围的道路、铁路、其它输电线路、甚至村庄、树木、森林、河流、水塘的情况，便于应急处置，缩短了调度指令发出的时间和准确性。并且能够在地图上能够显示各座变电站图标、名称、图标颜色、各个杆塔图标及颜色、编号、各座变电站与各个杆塔之间输电线路颜色、各条输电线路颜色、甚至各座变电站的开关编号、保护型号及配置、额定电流、输电线路型号、投运时间等详细信息，便于在下达调度指令时能够告知维修时需要的材料和注意事项。同时能够将指令直接下达到离故障点最近或者能够最快到达的运行维护单位，并通知与该故障点有关的单位。

本发明的设置的场景展示模块能够展现或隐藏输电线路装置数据或输电线路管理数据，可以将不相关或不重要的输电线路及其杆塔关闭。数据维护模块设置有用户名和密码，只有知晓用户名和密码的内部用户才可以登录验证身份，增强了输电线路故障定位及显示***安全性。本发明可以从一个变电站获取数据并计算故障点，也可以从输电线路两端的变电站分别获取数据并计算故障点，以增加定位的准确性。

本发明可以直观全面的掌握线路路径走向，克服了过去一次接线图和地理接线图时(这些图只能简单的以近乎直线的方式显示线路每端连接关系，不能显示线路的杆塔数目、地理位置、路径走向)存在的弊端，调控员能够直接看到线路实际空间布局，准确界定线路途径区域，能够快速准确通知发生故障的输电线路属地的人员启动应急预案和带电查线。

本发明可以实时准确的获悉线路环境工况，能够准确看到故障点周围的路况、树木、建筑物等诸多情况，实时获取输电线路运行工况也能够实施获取道路交通装置，能够判定线路故障后是否具备远方试送条件，能够实时掌握运维部门应急响应动态，事故发生后，调控人员可以直观掌握相关运维管理人员赶赴变电站、故障点的动态情况。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为没有分支的输电线路的从线路两端变电站测录波数据的故障点位置示意图；

图3为没有分支的输电线路的从线路两端变电站测录波数据的故障点位置另一示意图；

图4为带分支输电线路(T型线路)的故障点位置示意图(从变电站A测录波数据)；

图5为带分支输电线路(T型线路)的故障点位置另一示意图(从变电站A测录波数据)。

具体实施方式

本发明的输电线路故障定位及显示***，包括数据维护模块、故障定位模块和操作抽象模块，操作抽象模块存储有输电线路途经区域内的电子地图，该电子地图可以使用百度地图等能够及时更新的免费地图，有可以使用其它电子地图，但电子地图中至少包括高铁、高速等重要交通线路。用户通过数据维护模块向操作抽象模块中导入输电线路数据，操作抽象模块将该输电线路数据与上述电子地图形成映射关系，即将输电线路数据映射到电子地图中，使操作抽象模块中形成至少包括高铁、高速和重要输电通道的电子地图；一般变电站(至少电源侧的变电站)内均装有能够发现输电线路故障距离该变电站距离的仪器，故障定位模块是用于获取该仪器产生的输电线路的录波数据，当输电线路发生故障时，故障定位模块通过获取的录波数据计算出输电线路故障点距离某变电站的线路长度，即沿输电线路的长度，即能够获得故障点距离该变电站沿输电线路走有多远，而输电线路数据包括输电线路装置数据，即至少包含各座变电站经纬度位置和各个杆塔经纬度位置，每个行政区域内包括多条输电线路数据1、2……n，每条输电线路数据至少包括各座变电站和/或各个杆塔经纬度；这样就能够操作抽象模块根据故障定位模块的计算结果，在电子地图上将故障点定位，在包含有输电线路数据的电子地图上显示故障点位置，并可以显示故障点周围的交通、道路等环境。

本发明的输电线路装置数据除包括变电站经纬度位置和各个杆塔经纬度位置外，还可以包括各座变电站图标及其颜色、各座变电站名称、各个杆塔图标及颜色、各个杆塔编号、各条输电线路颜色、或各座变电站的开关编号、保护型号及配置、额定电流、输电线路型号、投运时间等等。本发明的输电线路数据还包括输电线路管理数据，所述输电线路管理数据至少包括供电公司各运行维护单位的经纬度位置坐标数据；还包括各供电公司运行维护单位数据，各供电公司运行维护单位数据包括运行维护单位名称或图标样式、运行维护单位与各变电站、各条输电线路之间的责任范围和隶属关系，其中所述运行维护单位名称包括变电运维室、输电运检室、变电运维班、行政区域公司。上述这些输电线路数据(包括输电线路装置数据或输电线路管理数据)都可以通过数据维护模块导入到操作抽象模块中，并且在需要的时候可以将它们展现，在不需要的时候可以将它们隐藏。

并且本发明的数据维护模块可以设置用户名和密码，用户登录时通过用户名和密码登录验证身份。

本发明的故障定位模块获取的录波数据时可以从输电线路的一端的一座变电站获取，并从该变电站开始计算出输电线路故障点距离该变电站的线路长度，当从一座变电站获取输电线路录波数据时，操作抽象模块显示的是从该变电站一侧开始的、与该线路故障点距离该变电站线路长度对应的故障点。当从一座变电站计算故障点距离时，优先选用电源侧变电站提供的录波数据来计算故障点位置。如果该输电线路为有分支输电线路(以一个分支线路即T型线路为例)时，且录波数据获得的故障点距离该变电站距离(即线路长度)超过分支输电线路接点时，操作抽象模块分别在各分支输电线路上的显示故障点位置(如图5所示)，当分支输电线路有多条时则显示多个点。当故障点距离该变电站距离(即线路长度)超过分支输电线路接点时，则在输电线路上显示一个点(如图4所示)。

本发明也可以从输电线路两端的变电站开始分别计算出输电线路故障点距离该变电站的线路长度。

当从两座变电站获取输电线路录波数据时，操作抽象模块分别显示的输电线路上的故障点，如果该输电线路没有分支输出线路时，操作抽象模块的电子地图中将显示两个点，这两个点有可能重合也有可能有一段距离，如果没有重合而是有一定距离时，则表示故障点在这两点之间的一段线路上(如图2、图3所示)。如果该输电线路为有分支输电线路时，即两座变电站之间的输电线路上接有其它变电站的分支输电线路，

且故障点距离该变电站线路长度超过分支输电线路接点时，则操作抽象模块的电子地图中的故障点将在每条输电线路显示，呈现出多个点，这些故障点是分别从该获取录波数据的变电站开始、符合线路故障点距离变电站线路长度的点。

当从输电线路两端的变电站分别计算故障点位置时，操作抽象模块根据如下公式显示故障点，

A＝Ac+K(Ac+Bc-L)，B＝Bc+K(Ac+Bc-L),其中，

A：是指自变电站A获取录波数据计算出的线路故障点位置；

B：是指自变电站B获取录波数据计算出的线路故障点位置；

Ac：是指从变电站A获取的故障点距离变电站A的录波数据值，单位为千米；

Bc：是指从变电站B获取的故障点距离变电站B的录波数据值，单位为千米；

L：是指变电站A和变电站B之间的输电线路的总长度，单位为千米；

K：是指偏差校正系数，取值为0.5。

故障定位模块在进行故障定位时的具体方式可以包括以下几种方式：

方式一：输电线路为两端线路。如果只有一侧变电站能够提供录波数据时，故障定位模块只根据该录波测距判定出一个故障点位置，并进行动态显示。

方式二：如图4及5所示，输电线路为T型线路。此时故障定位模块是按照电源侧变电站提供的录波数据来判定故障位置。如果故障点未超过接线点，则电子地图上只显示一个故障点；若故障点超过了接线点，则画面上在接线点之后的各个分支上分别显示一个故障点。

方式三：如图2及3所示，输电线路两端的变电站均能提供出录波测距，此时两端故障录波数据可能会出现偏差，针对这一情况，故障定位模块可根据上述公式分别计算故障点A和B，得出A与B之间的线路段即为平台判定线路故障段：若Ac+Bc＝L，则A和B重合，A点和B点是同一点，即故障点位置精确为A(B)点，这是最理想的一种状态；若Ac+Bc＞L，则A点显示在靠近变电站B站一侧，B点显示在靠近变电站A站一侧。故障点为A点与B点之间的一段，Ac-Bc段包含在了A-B段之间；

若Ac+Bc＜L，则A点位于变电站A的一侧；B点位于变电站B的一侧。故障点判定为A点与B点之间的线路段，Ac-Bc段仍然包含在了A-B段之间。

本发明的数据维护模块可以是后台管理***管理员账户登录后台管理***后，依次录入各座变电站和各线路杆塔的经纬度后，场景展示模块中自动生成“三跨”线路地理接线图，实现输电线路跨域区域和路径走向的地理位置显示、线路故障点的自动精确定位、线路运行环境工况的立体化展示功能。本发明的***可以通过电脑客户端和智能手机访问。

在后台管理***将某条“三跨”线路所包含的各座变电站和各个线路杆塔的经纬度地理坐标数据导入后台管理***后，即可在场景展示模块按实际地理位置生成该线路图形。线路图形中，各座变电站以方框图标表示，线路各个杆塔以圆点图标表示，变电站图标颜色、杆塔图标颜色、线路颜色均可由人工在后台管理***自行编辑设定。变电站名称和杆塔编号可由人工自行设定。各侧变电站的线路开关编号、保护型号及配置、额定电流、线路型号、投运时间等信息均可进行备注。

在后台管理***中将供电公司各运行维护单位的经纬度地理坐标数据导入***后，即可在地图上按实际地理位置以图形的方式显示该运维单位，包括变电运维室、输电运检室、变电运维班、县公司等。运维管理单位名称、图标样式等均可由人工自行编辑设定。

在后台管理***，可由人工自行设定各运维管理部门与各变电站、各条线路之间的责任范围和隶属关系。

场景展示模块正常界面时满屏独立显示行政区域图。地图画面可按比例自由缩放，各比例图形中均能够清晰行政区域的高铁、高速和和重要输电通道的输电线路。线路图形与实际输电线路的空间布局、路径走向完全一致；各段线路、各杆塔的地理位置情况一目了然；线路跨铁路、跨高速等情况可以全面掌握；画面正常大小界面时，可清晰显示线路名称和变电站名称，画面放大后可显示杆塔编号；每一图标均可加备注内容，备注内容正常情况下不在图形上显示，将鼠标放置该图标处时可自动显示备注内容(鼠标移到杆塔处，可显示该杆塔的编号、地理位置、海拔高度、距各站距离、投运日期等信息；鼠标移到变电站处，可显示该变电站的线路开关编号、保护型号及配置、额定电流、线路型号、投运时间等信息)；正常情况下，画面不显示线路。需要显示时，可由人工一键调阅全部线路，或由人工逐条添加线路在画面显示。有多条线路在画面上同时显示时，各条线路的颜色能够明显区分。不需显示输电线路图形时，可由人工在画面上一键清除全部线路，或根据需要逐条选择隐藏或显示某条输电线路。

当线路发生故障后，故障定位模块可以自动获取故障录波测距，通过杆塔经纬度自动计算两杆间线路长度，从而故障定位模块能够自动确定该线路具体的故障范围，并在场景展示模块上动态区别显示(能够利用图形显示出故障点位于哪两个杆塔之间、处于什么地理位置、是否位于跨越点；能够利用与本线路颜色不同的颜色来显示故障段)，这样就可以消除调度指挥的盲目性，能够快速精准的通知相关运维单位启动应急响应。

场景展示模块上能够实时显示线路运行空间环境工况，包括村庄、树木、森林、河流、水塘、建筑物、路况等信息，有助于对事故原因的分析判断和处理处置工作的高效开展。场景展示模块上能够正确显示和明显识别供电公司各运维管理单位所处地理位置。发生故障后，故障定位模块能够针对故障设备及故障点位置，根据在后台管理***设定好的各部门负责维护的电气设备范围和隶属关系，结合实时路况信息，自动提供出有关运维单位人员赶赴变电站和线路故障段的各条路径，并提升出最佳路径、所需时间等信息。另外，若各单位抢修车辆装有卫星定位***，与本平台进行人工连接设置后，图形展示界面可以实时动态显示车辆行进状态和当前实时位置。***能够自动记录各运维管理部门应急响应启动时间(以车辆启动为准)，能够自动统计应急响应到位时间，为事后考核监督工作提供数据支撑。

Claims (1)

1.一种输电线路故障定位及显示***，其特征在于：包括数据维护模块、故障定位模块和存储有输电线路途经区域内的电子地图的操作抽象模块，

用户通过数据维护模块向操作抽象模块中导入输电线路数据，操作抽象模块将该输电线路数据映射到电子地图中形成至少包括高铁、高速和重要输电通道的电子地图；故障定位模块用于获取输电线路录波数据，当输电线路发生故障时，故障定位模块通过获取的录波数据计算出输电线路故障点距离某变电站的线路长度，操作抽象模块根据故障定位模块的计算结果在包含有输电线路数据的电子地图上显示故障点位置和故障点周围的环境；

所述输电线路数据包括至少包含各座变电站经纬度位置和各个杆塔经纬度位置的输电线路装置数据；

所述输电线路装置数据还包括各座变电站图标、各座变电站名称、各座变电站图标颜色、各个杆塔图标及颜色、各个杆塔编号、各条输电线路颜色、各座变电站的开关编号、保护型号及配置、额定电流、输电线路型号、投运时间；

所述输电线路数据还包括输电线路管理数据，所述输电线路管理数据至少包括供电公司各运行维护单位的经纬度位置坐标数据；

操作抽象模块中还设置有能够展现或隐藏输电线路装置数据或输电线路管理数据的场景展示模块；

故障定位模块获取的录波数据时可以从输电线路的一端的一座变电站开始计算输电线路故障点距离该变电站的线路长度，也可以从输电线路两端的变电站开始分别计算输电线路故障点距离该变电站的线路长度；

当从输电线路两端的变电站分别计算故障点位置时，操作抽象模块根据如下公式显示故障点，

A=Ac+K(Ac+Bc-L)，B=Bc+K(Ac+Bc-L), 其中，

A：是指自变电站A获取录波数据计算出的线路故障点位置；

B：是指自变电站B获取录波数据计算出的线路故障点位置；

Ac：是指从变电站A获取的故障点距离变电站A的录波数据值，单位为千米；

Bc：是指从变电站B获取的故障点距离变电站B的录波数据值，单位为千米；

L：是指变电站A和变电站B之间的输电线路的总长度，单位为千米；

K：是指偏差校正系数，取值为0.5；

所述输电线路管理数据还包括各供电公司运行维护单位数据，各供电公司运行维护单位数据包括运行维护单位名称或图标样式、运行维护单位与各变电站、各条输电线路之间的责任范围和隶属关系，其中所述运行维护单位名称包括变电运维室、输电运检室、变电运维班、行政区域公司；

所述数据维护模块设置有用户名和密码，用户通过所述用户名和密码登录验证身份；

当从一座变电站计算故障点距离时，优先选用电源侧变电站提供的录波数据来计算故障点位置；

当两座变电站之间的输电线路上接有其它变电站的分支输电线路时，操作抽象模块的电子地图中显示的故障点位置包括该分支输电线路上的故障点位置。

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