CN110706434A - 人机交互式的输电线路故障监测和预警*** - Google Patents

人机交互式的输电线路故障监测和预警*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了人机交互式的输电线路故障监测和预警***，包括本地单元、供电单元和上位机单元；所述的本地单元包括故障检测单元、主要控制单元、无线传输单元、继电保护装置，所述的故障检测单元、继电保护装置与主要控制单元相连接，所述主要控制单元通过无线传输单元与上位机单元通信连接；所述供电单元与本地单元连接。本发明通过故障检测单元收集了输电线路的电量信息与非电量信息,能快速准确地判断此刻输电线路的状态变化，从而做出预警和保护动作，通过获取气象预测信息、输电线路以往的状态信息和当前状态信息经过模糊算法处理分为小概率、大概率、极大概率三种类别向线路运维人员发出线路产生永久性故障的预警信息，便于进行检修。

Description

人机交互式的输电线路故障监测和预警***
技术领域
本发明涉及电网监控***相关技术领域，具体为人机交互式的输电线路故障监测和预警***。
背景技术
在现代社会的生活中，国家经济的建设以及人民的稳定生活都与高质量电能的输送密不可分；为保证输电线路能够安全、稳定、高效的运行，继电保护装置会被安置在线路两端；根据电力***运行方式的分类，输电线路故障总体上可分为由强风触及线路，鸟类和枝条等物体落在线路上引起的瞬时性故障以及塔的倒置、断线造成的永久性故障两大类，继电保护装置在面对线路产生的瞬时性故障时可以在切断线路后重新将线路恢复运行，但是面对永久性故障时继电保护装置的合闸功能反而会对输电线路造成二次损坏。
但是，现有采用人工巡视检查输电线路状态的方法存在着效率低下、危险系数高、准确率不高等问题；并且人工巡视方式无法结合以前的输电线路状态信息和未来的气象情况，无法及时在线做出预防措施，需要进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供人机交互式的输电线路故障监测和预警***，以解决上述背景技术中提到的现有采用人工巡视检查输电线路状态的方法存在着效率低下、危险系数高、准确率不高等问题；并且人工巡视方式无法结合以前的输电线路状态信息和未来的气象情况，无法及时在线做出预防措施的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：人机交互式的输电线路故障监测和预警***，包括本地单元、供电单元和上位机单元；
所述的本地单元包括故障检测单元、主要控制单元、无线传输单元、继电保护装置，所述的故障检测单元、继电保护装置与主要控制单元相连接，所述主要控制单元通过无线传输单元与上位机单元通信连接；
所述供电单元与本地单元连接；
所述故障检测单元连接于线路两端及线路中间点；
所述继电保护装置连接于线路两端；
所述供电单元包括蓄电池、感应取能设备、直流双电流开关；
所述上位机单元包括包括PC机、三色声光报警器、气象信息预测装置、语音转换装置。
优选的，所述的故障检测单元包括电流互感器、电压互感器、倾角传感器、重力传感器、电弧传感器、滤波模块，所述的电流互感器、电压互感器、倾角传感器、重力传感器、电弧传感器均与滤波模块连接，所述滤波模块的输出端与主要控制单元的输入端连接。
优选的，所述主要控制单元包括主要控制电路、存储器1、存储器2，所述存储器1、存储器2均与主要控制电路连接，所述主要控制电路通过无线传输单元与上位机单元通信连接。
优选的，所述继电保护装置包括开关控制电路与重合闸装置，所述开关控制电路的输入端与主要控制电路的输出端连接，所述的重合闸装置与开关控制电路连接。
优选的，所述重合闸装置包括断路器与接地刀闸，所述断路器与接地刀闸并联连接于线路两端。
优选的，所述的蓄电池与感应取能设备均与直流双电流开关连接；所述直流双电流开关的与本地单元连接。
优选的，所述的感应取能设备包括取能互感器、整流滤波电路、充放电管理电路、保护电路，所述取能互感器、整流滤波电路与保护电路串联连接；所述的蓄电池通过充放电管理电路与感应取能设备并联连接。
优选的，所述PC机通过无线传输单元与主要控制电路连通信接，所述的三色声光报警器的输入端与PC机的输出端连接，所述气象信息预测装置、语音转换装置与PC机的输入端连接。
优选的，所述语音转换装置包括语音采集模块、交互模块、数据库模块、数据输出模块，所述语音采集模块、数据库模块、数据输出模块均与交互模块连接。
优选的，所述交互模块包括语音滤波处理模块、关键词提取模块、编译模块，所述的语音采集模块的输出端与语音滤波处理模块的输入端连接；所述的关键词提取模块的输入端与语音滤波处理模块的输出端连接；所述数据库模块的输入端与关键词提取模块的输出端连接，所述数据库模块的输出端与编译模块的输入端连接，所述的编译模块的输出端与数据输出模块的输入端连接。
本发明提供了人机交互式的输电线路故障监测和预警***，具备以下有益效果：
（1）本发明通过故障检测单元收集了输电线路的电量信息与非电量信息,能快速准确地判断此刻输电线路的状态变化，从而做出预警和保护动作。
（2）本发明通过获取气象预测信息、输电线路以往的状态信息和当前状态信息经过模糊算法处理分为小概率、大概率、极大概率三种类别向线路运维人员发出线路产生永久性故障的预警信息，线路运维人员可以根据得到的预警信息快速便捷地修改输电线路的保护策略。
（3）本发明使用的供电单元能够不受天气情况影响持续稳定地供电并在紧急情况下为装置***供电，便于使用。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图；
图2为本发明的语音转换装置结构框图；
图3为本发明的人机交互流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-3所示，本发明提供一种技术方案：人机交互式的输电线路故障监测和预警***，包括本地单元、供电单元和上位机单元，所述的本地单元包括故障检测单元、主要控制单元、无线传输单元、继电保护装置；
故障检测单元包括电流互感器、电压互感器、倾角传感器、重力传感器、电弧传感器、滤波模块并连接于线路两端及线路中间点；电流互感器、电压互感器、倾角传感器、重力传感器、电弧传感器采集输电线路的电量信息与非电量信息并将信息传输至滤波模块，滤波模块将处理后的信息量传输至主要控制电路。
主要控制单元包括主要控制电路，存储器1，存储器2；主要控制电路由stm32系列的单片机构成，主要控制电路接收到故障处理单元传输的线路状态信息，经过内置程序判断当时发生是否发生故障以及故障的准确类别，并将线路状态信息发送至存储器1和上位机单元中，当发生故障时根据内置程序中的继电保护策略驱动继电保护单位动作以保护输电线路；
继电保护装置包括开关控制电路与重合闸装置，开关控制电路可以根据主控制电路发出的动作信号驱动重合闸动作；
供电单元包括蓄电池、感应取能设备与直流双电流开关；感应取能设备包括取能互感器、整流滤波电路、充放电管理电路、保护电路；取能互感器通过感应输电线路上的交流电，在二次侧产生交流电流，再通过整流滤波电路转换为直流电，为本地单元供电；蓄电池通过充放电管理电路进行储能；当感应取能设备出现故障无法正常供电时，直流双电流开关会自动切换为蓄电池供电，保证装置***能维持一段时间地正常运行；
上位机单元包括PC机、三色声光报警器、气象信息预测装置、语音转换装置；PC机通过无线通信装置与主要控制单元连接，调取主要控制单元中输电线路现在和过去的输电线路状态信息量，再结合气象信息预测装置得到的气象信息通过模糊计算处理为小概率、大概率、极大概率发生永久性故障三种类别，通过三色声光报警器向运维人员预警；运维人员可以根据不同类别的预警先使用语音转换装置设置大致的保护策略，再通过PC机根据输电线路当前的状态信息进行针对性的修改，修改后的控制策略通过PC机、无线传输单元传送到主要控制单元，主要控制单元将策略接收至存储器2中并更新内置控制程序。
在本实例中，如图2所示，所述的语音转换装置包括语音采集模块、交互模块、数据库模块、数据输出模块；所述的交互模块包括语音滤波处理模块、关键词提取模块、编译模块；语音滤波处理模块将语音采集模块中的信息进行滤波处理后送入关键词提取模块进行信息提取，再将提取的信息送入数据库模块进行对比搜索，得到相应的控制策略后输入到编译模块，通过数据输出模块输入到PC机中；
如图3所示，本发明根据上述人机交互式的输电线路故障监测和预警装置***，提供基于输电线路故障检测和预警的人机交互方式，包括以下步骤：
(1).PC机调取输电线路当前和过去的状态信息量、气象预测信息；
(2).将得到的信息进行模糊处理分类为小概率、大概率、极大概率发生永久性故障三种类别；
(3).根据不同的类别通过不同的声色向运维人员报警；
(4).运维人员根据类型进行保护策略的选择；
(5).通过语音转换装置快速制定大致保护策略；
(6).根据输电线路状态信息在PC机上进行针对性修改；
(7).无线传输至主要控制单元进行保护策略程序更新。
本发明通过人机交互的方式进行了输电线路故障的监测、预警以及线路保护，通过本发明实现了对输电线路故障的及时、准确预警，使得工作人员能够快速地做出有效的预防措施，使得输电线路能够更加安全地运行，从而减少因永久性类别的故障造成的经济损失。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于，包括本地单元、供电单元和上位机单元；
所述的本地单元包括故障检测单元、主要控制单元、无线传输单元、继电保护装置，所述的故障检测单元、继电保护装置与主要控制单元相连接，所述主要控制单元通过无线传输单元与上位机单元通信连接；
所述供电单元与本地单元连接；
所述故障检测单元连接于线路两端及线路中间点；
所述继电保护装置连接于线路两端；
所述供电单元包括蓄电池、感应取能设备、直流双电流开关；
所述上位机单元包括包括PC机、三色声光报警器、气象信息预测装置、语音转换装置。
2.根据权利要求1所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述的故障检测单元包括电流互感器、电压互感器、倾角传感器、重力传感器、电弧传感器、滤波模块，所述的电流互感器、电压互感器、倾角传感器、重力传感器、电弧传感器均与滤波模块连接，所述滤波模块的输出端与主要控制单元的输入端连接。
3.根据权利要求1所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述主要控制单元包括主要控制电路、存储器1、存储器2，所述存储器1、存储器2均与主要控制电路连接，所述主要控制电路通过无线传输单元与上位机单元通信连接。
4.根据权利要求1所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述继电保护装置包括开关控制电路与重合闸装置，所述开关控制电路的输入端与主要控制电路的输出端连接，所述的重合闸装置与开关控制电路连接。
5.根据权利要求1所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述重合闸装置包括断路器与接地刀闸，所述断路器与接地刀闸并联连接于线路两端。
6.根据权利要求1所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述的蓄电池与感应取能设备均与直流双电流开关连接；所述直流双电流开关的与本地单元连接。
7.根据权利要求6所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述的感应取能设备包括取能互感器、整流滤波电路、充放电管理电路、保护电路，所述取能互感器、整流滤波电路与保护电路串联连接；所述的蓄电池通过充放电管理电路与感应取能设备并联连接。
8.根据权利要求1所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述PC机通过无线传输单元与主要控制电路连通信接，所述的三色声光报警器的输入端与PC机的输出端连接，所述气象信息预测装置、语音转换装置与PC机的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述语音转换装置包括语音采集模块、交互模块、数据库模块、数据输出模块，所述语音采集模块、数据库模块、数据输出模块均与交互模块连接。
10.根据权利要求9所述的人机交互式的输电线路故障监测和预警***，其特征在于：所述交互模块包括语音滤波处理模块、关键词提取模块、编译模块，所述的语音采集模块的输出端与语音滤波处理模块的输入端连接；所述的关键词提取模块的输入端与语音滤波处理模块的输出端连接；所述数据库模块的输入端与关键词提取模块的输出端连接，所述数据库模块的输出端与编译模块的输入端连接，所述的编译模块的输出端与数据输出模块的输入端连接。
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