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专利号: 2023116257749
申请人: 淮阴工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于电力线路信号的检测装置,其特征在于,包括:

信号处理模块,用于对检测电力线路信号进行处理;

评估模块,用于对电力线路的使用状况进行评估,并确定电力线路的阈值调节等级;具体步骤如下:首先对电力线路的外部环境参数进行检测,外部环境参数包括:电力线路检测段长度、周边电磁干扰因素、温度变化及人为干扰因素;

通过电力线路检测段长度、周边电磁干扰因素、温度变化及人为干扰因素分别分析计算得到电长值DCZ、磁扰值CGZ、季平差值GPC及人扰值RRZ,归一化处理后代入以下公式:以得到评估值PGZ,

式中 分别为分析电长值预设权重系数、季平差值预设权重系数、人扰值预设权重系数及磁扰值预设权重系数;

再将计算得到的评估值与预设的五个评估值区间进行比对,其中五个评估值区间为连续区间,五个连续的评估值区间分别对应着五个阈值调节等级,当确定所计算的评估值所属评估值区间后,则确定相对应的阈值调节等级,并将阈值调节等级向阈值调节模块中发送;

阈值调节模块,用于接收评估模块中传输的阈值调节等级进行接收,并按照阈值调节等级对电力线路的信号异常判定的阈值进行调节。

2.根据权利要求1所述的一种用于电力线路信号的检测装置,其特征在于,还包括信号采集模块,用于对电力线路的信号进行检测;通过针对电力线路检测的传感器采集电力线路中的信号,通过电流互感器及电压传感器将电力线路中的信号转换为相对应的电流及电压信号。

3.根据权利要求1所述的一种用于电力线路信号的检测装置,其特征在于,所述信号处理模块对检测电力线路信号进行处理的具体操作步骤如下:首先对信号进行滤波、放大和模数转换;

其中信号滤波的步骤如下:先确定合适的滤波类型适配电力线路信号中的电流电压信号;根据设计滤波器的参数,包括截止频率及阶数,对滤波器的参数进行确定,再将滤波器应用于信号处理模块中,对检测到的信号进行实时滤波处理;

信号放大的步骤如下:根据电力线路信号中的电流电压信号幅度范围和精度要求,确定放大器类型,并确定放大倍数;再对放大器输入阻抗匹配及增益控制,使放大器对信号稳定放大,将放大器应用至信号处理模块中,对信号进行放大;

模数转换的步骤如下:根据的电流电压信号动态范围和采样率需求,选择合适的ADC器件,包括位数及采样速率,设计ADC接口电路,包括防止采样混叠的抗混叠滤波器及时序控制,再将模拟信号输入ADC,并通过ADC将其转换为数字信号;

再通过微处理器或数字信号处理器,对检测到的数字信号进行进一步处理,包括时域分析及频谱分析,判断电力线路中电流及电压信号是否存在异常;

时域分析的步骤如下:对经过滤波、放大和模数转换电流和电压信号进行时域分析,观察信号的波形特征和变化规律,对信号的振幅、频率及周期参数进行自检,确定是否存在异常情况;其中异常情况包括:电压或电流突变、波形畸变及频率偏移;再计算信号的均值、方差、峰值及谷值统计参数,并通过图表的方式向检测人员进行展示;最后通过检测信号的时域波形,判断是否存在异常的瞬态或周期性变化;

频谱分析的步骤如下:通过快速傅立叶变换分析算法,将时域信号转换为频域信号,对得到频谱图进行分析,判断是否存在异常频率成分或谐波;

在对异常情况中的电压或电流突变、波形畸变及频率偏移自检过程中,预设规范标准,包括电压和电流突变的规范时间、电流和电压波形畸变规范占比及电流和电压规范频率偏移值。

4.根据权利要求1所述的一种用于电力线路信号的检测装置,其特征在于,所述阈值调节模块按照阈值调节等级对电力线路的信号异常判定的阈值进行调节的具体操作步骤如下:首先对接收的阈值调节等级进行确定,其中五个阈值调节等级分别对应着五个不同的阈值调节百分比;

确定阈值调节等级后则得到阈值调节百分比,则对信号处理模块中对电力线路的信号异常情况的预设规范标准按照阈值调节百分比进行调节,将电压和电流突变的规范时间、电流和电压波形畸变规范占比及电流和电压规范频率偏移值按照分析得到的阈值调节百分比进行相对应的扩大,增加电力线路的信号异常判定的阈值。

5.根据权利要求1所述的一种用于电力线路信号的检测装置,其特征在于,所述评估模块通过电力线路检测段长度及周边电磁干扰因素分别分析计算得到电长值及磁扰值的具体操作步骤如下:其中电力线路检测段长度分别为两点直线距离和检测电力线路长度,将两点直线距离和检测电力线路长度通过均值计算式进行求均值以得到电长值;

周边电磁干扰因素包括电力线路布局沿途的干扰因素数量,具体为将电力线路布局线分别向两侧按照预设距离进行扩张,形成一个干扰区域,对干扰区域内的高压输电线路的并行长度、雷电每月放电平均次数、大功率设备数量及电气设备和变压器总数量进行检测,再将获取的高压输电线路的并行长度、雷电每月放电平均次数、大功率设备数量、电气设备及变压器总数量分别标定为BX、LF、GS及DB,归一化处理后代入以下公式:以得到磁扰值CGZ。

6.根据权利要求1所述的一种用于电力线路信号的检测装置,其特征在于,所述评估模块通过温度变化及人为干扰因素分别分析计算得到季平差值及人扰值的具体操作步骤如下:温度变化包括对电力线路所在区域的每天温度进行随机时刻的检测,计算若干组温度的方差值,再对一个季度的每天温度方差值再次求平方差,再将一年中四个季度的平方差求均值以得到季平差值,并以此年的季平差值作为温度变化的评价标准;

人为干扰因素包括对电力线路区域范围内人为非法用电案件数量、电力设备损坏事件数量及电力线路中断次数进行统计,并将得到的非法用电案件数量作为半径建立底圆,电力设备损坏事件数量为高配合底圆建立圆柱体,再将电力线路中断次数作为球形体半径,球心为建立的圆柱体质心位置建立球形体,再计算球形体与圆柱体合成的异形体的体积,并将此异形体体积作为评价人为干扰因素的标准,并将此异形体体积标定为人扰值。