RU238930U1 - RECEIVING DEVICE FOR CONTACTLESS LOCATION OF DAMAGE TO OVERHEAD POWER LINES - Google Patents
RECEIVING DEVICE FOR CONTACTLESS LOCATION OF DAMAGE TO OVERHEAD POWER LINESInfo
- Publication number
- RU238930U1 RU238930U1 RU2025115763U RU2025115763U RU238930U1 RU 238930 U1 RU238930 U1 RU 238930U1 RU 2025115763 U RU2025115763 U RU 2025115763U RU 2025115763 U RU2025115763 U RU 2025115763U RU 238930 U1 RU238930 U1 RU 238930U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- signal
- fault
- analog
- receiving device
- computing terminal
- Prior art date
Links
Abstract
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электроэнергетике, и может быть использована для бесконтактного дистанционного определения места повреждения в разветвленных воздушных линиях электропередачи. Приемное устройство, содержащее две ортогонально направленных рамочных антенны 1, средство предварительной фильтрации и усиления 2, аналого-цифровой преобразователь 3, вычислительный терминал 4, источник питания 5, средство обработки сигналов 6, средство синхронизации 7, средство передачи информации 8, опору линии электропередачи 9, фазный проводник 10, место повреждения линии электропередачи 11. Приемное устройство работает следующим образом. При исправной ЛЭП 12 электромагнитный фон на контролируемой территории стабилен и отслеживается программными средствами вычислительного терминала 4. После произошедшей аварии в месте повреждения 11 излучается повышенный и кратковременный аварийный электромагнитный спектр, который попадает на рамочные направленные антенны 1, после чего электрический сигнал в аналоговом виде поступает на двухканальное средство предварительной фильтрации и усиления 2, где обработанный сигнал повреждения, одновременно с сигналом синхронизации от системы обеспечения единого времени, поступает на входы аналого-цифрового преобразователя 3, из которых два канала - это обработанный сигнал от антенны, а третий канал - сигнал синхронизации, после чего осуществляется их перевод в цифровой вид. В вычислительном терминале 4 программными алгоритмами анализируется частотный диапазон 1-25 кГц и происходит идентификация повреждения. Определение направления на источник сигнала о повреждении основано на методе преобразования Фурье, которое включает представление входящего сигнала в частотной области, и вычисление фазовых сдвигов между сигналами, принимаемыми каждой антенной. Результирующая информация из вычислительного терминала 4 передается на средство передачи информации и далее транслируется по каналу связи для визуализации места повреждения на схеме электрической сети. Сигнал 7 средства синхронизации, поступающий от системы обеспечения единого времени, соединен с третьим каналом аналого-цифрового преобразователя 3 и необходим для синхронизации поступающего на антенны электромагнитного спектра повреждения с другими приемными устройствами при их совместной работе. Это позволяет обеспечить определение местоположения неисправности методом синхронной многопунктовой радиопеленгации. Технический результат приемного устройства заключается в обеспечении возможности одновременного контроля большого количество воздушных линий электропередачи сложной структуры на заданной территории с точным выявлением местоположения повреждений линии, с возможностью построения на его основе масштабируемой системы мониторинга повреждений воздушных ЛЭП. 1 ил. The utility model relates to electrical engineering, in particular to the electric power industry, and can be used for contactless remote fault location in branched overhead power lines. The receiving device comprises two orthogonally directional loop antennas 1, a preliminary filtering and amplification means 2, an analog-to-digital converter 3, a computing terminal 4, a power source 5, a signal processing means 6, a synchronization means 7, a data transmission means 8, a power line support 9, a phase conductor 10, and a fault location of the power line 11. The receiving device operates as follows. When power transmission line 12 is operational, the electromagnetic background in the monitored area is stable and monitored by the software of computing terminal 4. After an accident, an elevated and short-term emergency electromagnetic spectrum is emitted at fault location 11, which hits directional loop antennas 1. The analog electrical signal is then fed to a two-channel pre-filtering and amplification unit 2. The processed fault signal, along with the synchronization signal from the universal time system, is fed to the inputs of analog-to-digital converter 3. Two channels of the processed signal from the antenna, and the third channel, the synchronization signal, are then converted to digital form. Software algorithms in computing terminal 4 analyze the frequency range of 1-25 kHz and identify the fault. Determining the direction of the fault signal source is based on the Fourier transform method, which includes representing the incoming signal in the frequency domain and calculating the phase shifts between the signals received by each antenna. The resulting information from computing terminal 4 is transmitted to the data transmission facility and then relayed via a communication channel to visualize the fault location on the electrical network diagram. Signal 7 of the synchronization facility, received from the universal time system, is connected to the third channel of analog-to-digital converter 3 and is necessary for synchronizing the electromagnetic spectrum of the fault received by the antennas with other receiving devices during their combined operation. This enables fault location determination using synchronous multi-point radio direction finding. The technical result of the receiving device is the ability to simultaneously monitor a large number of complex overhead power lines in a given area, accurately identifying the location of line faults, and enabling the development of a scalable overhead power line fault monitoring system based on this signal. Fig. 1.
Description
Полезная модель относится к электротехнике, в частности к электроэнергетике, и может быть использована для бесконтактного дистанционного определения места повреждения в разветвленных воздушных линиях электропередачи.The utility model relates to electrical engineering, in particular to the electric power industry, and can be used for contactless remote detection of fault locations in branched overhead power lines.
Наиболее близким к заявленному техническому решению, принятым за прототип, является устройство для диагностики однофазных замыканий на землю (патент РФ № 160906, «Устройство для диагностики однофазных замыканий на землю на воздушных линиях в распределительных электрических сетях с изолированным режимом работы нейтрали напряжением 6-10-35 кВ», класс G01R 31/08(2006.01), опубл. 10.04.2016), содержащее соединенные последовательно средство для снятия первичной информации (антенна), средство обработки сигналов состоящий из аналого-цифрового преобразователя (АЦП), преобразователя быстрого преобразования Фурье и идентификатора высших гармонических составляющих, средство обработки информации и средство передачи информации, содержит интерфейс, соединенный с модемом для передачи данных для удаленной отправки собранной информации оператору системы энергоснабжения.The closest to the claimed technical solution, adopted as a prototype, is a device for diagnosing single-phase ground faults (RU Patent No. 160906, "Device for diagnosing single-phase ground faults on overhead lines in distribution electric networks with an isolated neutral operating mode with a voltage of 6-10-35 kV", class G01R 31/08 (2006.01), published on 10.04.2016), containing a series-connected means for removing primary information (antenna), a signal processing means consisting of an analog-to-digital converter (ADC), a fast Fourier transform converter and an identifier of higher harmonic components, an information processing means and an information transmission means, contains an interface connected to a modem for transmitting data for remotely sending the collected information to the operator of the power supply system.
К недостатку данного технического решения относится ограниченная функциональность, выражающаяся в невозможности одновременного контроля нескольких воздушных линий электропередачи, в связи с использованием антенны емкостного типа, которая предполагает близость с контролируемым проводником и требует установки таких устройств-прототипов на каждую контролируемую линию, что снижает эффективность мониторинга. Это увеличивает экономические и трудовые затраты на оснащение сильно разветвленных сетей, осложняет обслуживание и эксплуатацию устройства-прототипа. Другим недостатком известного устройства-прототипа является невозможность точного определения местоположения повреждения воздушной ЛЭП, что затрудняет своевременное выявление неисправности и проведение ремонтных работ, снижая надежность, а также безопасность функционирования электрической сети.A disadvantage of this technical solution is its limited functionality, which is reflected in the inability to simultaneously monitor multiple overhead power lines. This is due to the use of a capacitive antenna, which requires proximity to the monitored conductor and requires the installation of prototype devices on each line, reducing monitoring efficiency. This increases the economic and labor costs of equipping highly branched networks and complicates the maintenance and operation of the prototype device. Another drawback of the known prototype device is the inability to accurately locate faults in overhead power lines, which complicates timely fault detection and repairs, reducing the reliability and safety of the electrical network.
Задачей, на решение которой направлено заявляемая полезная модель является, расширение функциональности прототипа для обеспечения эффективного мониторинга воздушных линий электропередачи с возможностью точного определения мест повреждений, при сокращении капиталовложений и трудовых затрат на монтаж, а также обслуживания оборудования.The objective of the claimed utility model is to expand the functionality of the prototype to ensure effective monitoring of overhead power lines with the ability to accurately determine fault locations, while reducing capital investment and labor costs for installation and equipment maintenance.
Технический результат предложенного приемного устройства заключается в обеспечении возможности одновременного контроля большого количество воздушных линий электропередачи сложной структуры на заданной территории с точным выявлением местоположения повреждений линии, с возможностью построения на его основе масштабируемой системы мониторинга повреждений воздушных ЛЭП.The technical result of the proposed receiving device is to enable the simultaneous monitoring of a large number of overhead power lines of complex structure in a given area with precise detection of the location of line faults, with the possibility of constructing a scalable overhead power line fault monitoring system based on it.
Поставленная задача достигается тем, что приемное устройство для бесконтактного определения места повреждения воздушных линий электропередачи содержит последовательно соединенные приемную антенну, средство обработки сигналов и средство передачи информации, отличающееся тем, что приемная антенна выполнена в виде двух идентичных ортогонально направленных широкополосных рамочных антенн, сигналы с которых поступают на двухканальное средство предварительной фильтрации и усиления, средство обработки сигналов содержит последовательно соединенные трехканальный аналого-цифровой преобразователь и вычислительный терминал обработки сигналов, информация с которого поступает на средство передачи информации, причем третий канал аналого-цифрового преобразователя задействован для преобразования сигнала от средства синхронизации, поступающего от системы обеспечения единого времени, в свою очередь, АЦП соединен с вычислительным терминалом.The stated task is achieved in that the receiving device for contactless determination of the location of damage to overhead power lines contains a series-connected receiving antenna, a signal processing means and an information transmission means, characterized in that the receiving antenna is made in the form of two identical orthogonally directional broadband loop antennas, the signals from which are fed to a two-channel preliminary filtering and amplification means, the signal processing means contains a series-connected three-channel analog-to-digital converter and a signal processing computing terminal, the information from which is fed to the information transmission means, wherein the third channel of the analog-to-digital converter is used to convert the signal from the synchronization means, coming from the unified time provision system, in turn, the ADC is connected to the computing terminal.
Сущность полезной модели поясняется рисунком, где The essence of the utility model is explained by the drawing, where
на фиг. 1 представлен общий вид приемного устройства для бесконтактного определения места повреждения воздушных линий электропередачи.Fig. 1 shows a general view of a receiving device for contactless detection of damage locations on overhead power lines.
Приемное устройство содержитThe receiving device contains
1 - две ортогонально направленных рамочных антенны;1 - two orthogonally directional loop antennas;
2 - средство предварительной фильтрации и усиления;2 - preliminary filtration and amplification means;
3 - аналогово-цифровой преобразователь;3 - analog-to-digital converter;
4 - вычислительный терминал;4 - computing terminal;
5 - источник питания;5 - power source;
6 - средство обработки сигналов;6 - signal processing means;
7 - средство синхронизации;7 - synchronization tool;
8 - средство передачи информации;8 - means of transmitting information;
9 - опора линии электропередачи;9 - power transmission line support;
10 - фазный проводник;10 - phase conductor;
11 - место повреждения линии электропередачи.11 - location of damage to the power line.
Приемное устройство работает следующим образом. При исправной ЛЭП 12 электромагнитный фон на контролируемой территории стабилен и отслеживается программными средствами вычислительного терминала 4. После произошедшей аварии в месте повреждения 11 излучается повышенный и кратковременный аварийный электромагнитный спектр, который попадает на рамочные направленные антенны 1, после чего электрический сигнал в аналоговом виде поступает на двухканальное средство предварительной фильтрации и усиления 2, где обработанный сигнал повреждения, одновременно с сигналом синхронизации от системы обеспечения единого времени, поступает на входы аналогово-цифрового преобразователя 3, из которых два канала это обработанный сигнал от антенны, а третий канал сигнал синхронизации, после чего осуществляется их перевод в цифровой вид. В вычислительном терминале 4, программными алгоритмами анализируется частотный диапазон 1-25 кГц и происходит идентификация повреждения. The receiving device operates as follows. When power transmission line 12 is operational, the electromagnetic background in the monitored area is stable and monitored by the software of computing terminal 4. After an accident, an elevated and short-term emergency electromagnetic spectrum is emitted at fault location 11. This is received by directional loop antennas 1. The analog electrical signal is then fed to a two-channel pre-filtering and amplification unit 2. The processed fault signal, along with the synchronization signal from the universal time system, is fed to the inputs of analog-to-digital converter 3. Two channels of this converter receive the processed signal from the antenna, and the third channel receives the synchronization signal. These channels are then converted to digital form. In computing terminal 4, software algorithms analyze the frequency range of 1-25 kHz and identify the fault.
Определение направления на источник сигнала о повреждении основано на методе преобразования Фурье, которое включает представление входящего сигнала в частотной области и вычисление фазовых сдвигов между сигналами, принимаемыми каждой антенной.Determining the direction of the source of a fault signal is based on the Fourier transform method, which involves representing the incoming signal in the frequency domain and calculating the phase shifts between the signals received by each antenna.
Результирующая информация из вычислительного терминала 4 передается на средство передачи информации и далее транслируется по каналу связи для визуализации места повреждения на схеме электрической сети.The resulting information from the computing terminal 4 is transmitted to the information transmission facility and then transmitted via a communication channel to visualize the location of the fault on the electrical network diagram.
Сигнал 7 средства синхронизации, поступающего от системы обеспечения единого времени, соединен с третьим каналом аналого-цифрового преобразователя 3 и необходим для синхронизации, поступающего на антенны электромагнитного спектра повреждения, с другими приемными устройствами при их совместной работе. Это позволяет обеспечить определение местоположения неисправности методом синхронной многопунктовой радиопеленгации.Signal 7 of the synchronization device, received from the universal time system, is connected to the third channel of the analog-to-digital converter 3 and is necessary for synchronizing the electromagnetic spectrum of the fault, received by the antennas, with other receiving devices during their combined operation. This enables fault location determination using synchronous multi-point radio direction finding.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU238930U1 true RU238930U1 (en) | 2025-11-18 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU160906U1 (en) * | 2015-10-27 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | DEVICE FOR DIAGNOSIS OF SINGLE-PHASE EARTH CLOSES ON AIR LINES IN DISTRIBUTION ELECTRIC NETWORKS WITH THE ISOLATED OPERATING MODE OF NEUTRAL WITH VOLTAGE 6-10-35 kV |
| CN105717417B (en) * | 2015-06-17 | 2018-11-20 | 珠海市阿普顿电气有限公司 | A kind of overhead transmission line fault monitoring device |
| CN112557829A (en) * | 2020-12-17 | 2021-03-26 | 安徽昊沃电力科技有限公司 | Instantaneous grounding current injection method line selection device for medium-voltage power grid |
| EP3820008A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-12 | PGE Dystrybucja S.A. | Method and system for locating failures in a medium voltage power grid |
| US20210382103A1 (en) * | 2018-11-01 | 2021-12-09 | University Of Manitoba | Method for Determining Conductors Involved in a Fault on a Power Transmission Line and Fault Location Using Local Current Measurements |
| RU2776589C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-07-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Device for remote monitoring of electric power facilities |
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105717417B (en) * | 2015-06-17 | 2018-11-20 | 珠海市阿普顿电气有限公司 | A kind of overhead transmission line fault monitoring device |
| RU160906U1 (en) * | 2015-10-27 | 2016-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный энергетический университет" (ФГБОУ ВПО "КГЭУ") | DEVICE FOR DIAGNOSIS OF SINGLE-PHASE EARTH CLOSES ON AIR LINES IN DISTRIBUTION ELECTRIC NETWORKS WITH THE ISOLATED OPERATING MODE OF NEUTRAL WITH VOLTAGE 6-10-35 kV |
| US20210382103A1 (en) * | 2018-11-01 | 2021-12-09 | University Of Manitoba | Method for Determining Conductors Involved in a Fault on a Power Transmission Line and Fault Location Using Local Current Measurements |
| EP3820008A1 (en) * | 2019-11-05 | 2021-05-12 | PGE Dystrybucja S.A. | Method and system for locating failures in a medium voltage power grid |
| CN112557829A (en) * | 2020-12-17 | 2021-03-26 | 安徽昊沃电力科技有限公司 | Instantaneous grounding current injection method line selection device for medium-voltage power grid |
| RU2776589C1 (en) * | 2021-10-25 | 2022-07-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский горный университет» | Device for remote monitoring of electric power facilities |
| RU2799980C1 (en) * | 2022-06-30 | 2023-07-14 | Публичное акционерное общество "Россети Сибирь" | DEVICE FOR SELECTIVE DETERMINATION OF DAMAGED CONNECTION AND DISTANCE FROM THE SUBSTATION TO THE PLACE OF A SINGLE-PHASE EARTH FAULT IN DISTRIBUTION NETWORKS OF 6-35 kV |
| RU2791417C1 (en) * | 2022-10-07 | 2023-03-07 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Софт Энерджи" | System for remote detection of damaged section of power line of branched electric network |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110988600B (en) | Power distribution network line break fault section positioning method | |
| CN103293443B (en) | A kind of distribution network overhead line Earth design method | |
| CN2932404Y (en) | Distribution network fault automatic location system device | |
| CN111856204A (en) | A 10kV Line Fault Detection System Based on Carrier Output Impedance | |
| CN213402564U (en) | A distribution network operation monitoring system based on edge computing | |
| CN119471189A (en) | Hybrid transmission line fault rapid location and diagnosis system based on segmented multi-sensor detection | |
| CN104375005A (en) | Networked wind power plant harmonic wave monitoring system and method | |
| RU238930U1 (en) | RECEIVING DEVICE FOR CONTACTLESS LOCATION OF DAMAGE TO OVERHEAD POWER LINES | |
| CN103675569B (en) | The detection Apparatus and system of aerial line ground fault | |
| CN222689862U (en) | A multi-terminal positioning device for abnormal discharge of distribution network overhead lines | |
| CN205691715U (en) | Power distribution network distributed on line monitoring based on radio communication and fault location system | |
| CN203745592U (en) | Distributed power grid intelligent monitoring system | |
| CN103311911A (en) | Network type differential protection device for boat and differential protection output determining method | |
| CN110488147A (en) | On-line Monitoring Method for Partial Discharge of Cables in Operation Based on Wireless Synchronization of GPS Clock | |
| CN202929145U (en) | Detection device and system for overhead line ground fault | |
| CN212905232U (en) | A chip DTU link fault detection device | |
| CN203037772U (en) | Distributed online grid operation equipment insulation monitoring device based on ZigBee networking technology | |
| CN110672979B (en) | Power distribution network line fault diagnosis system and method | |
| RU2809032C1 (en) | NODE CONTROL UNIT FOR SELECTIVE IDENTIFICATION OF DAMAGED CONNECTION AND DISTANCE FROM SUBSTATION TO PLACE OF SINGLE-PHASE EARTH FAULT IN 6-35 kV DISTRIBUTION NETWORKS | |
| RU2799980C1 (en) | DEVICE FOR SELECTIVE DETERMINATION OF DAMAGED CONNECTION AND DISTANCE FROM THE SUBSTATION TO THE PLACE OF A SINGLE-PHASE EARTH FAULT IN DISTRIBUTION NETWORKS OF 6-35 kV | |
| CN114019316A (en) | Low-voltage alternating-current distribution network line ground fault positioning detection system and method | |
| CN223502631U (en) | A Traction Return Current Acquisition System for Electrified Railways | |
| CN201562026U (en) | A new type of small current grounding line selection device | |
| CN221686617U (en) | Electric energy meter calibration device based on dual-mode switching circuit | |
| CN120559336B (en) | A smart distribution network phase verification method and system based on GPS clock synchronization |