CN101076735B - 安装在通电高压电力导线和从该导线拆下的电气仪器平台 - Google Patents

安装在通电高压电力导线和从该导线拆下的电气仪器平台 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种用于监控和测量高压电力导线的电、热和机械运行参数的装置。可以安装在通电导线上的环形外壳包括所有所需的电气仪器，以监控与导线相关联的参数。而且，该外壳包括处理能力，以基于这些参数分析扰动和故障事件。

Description

安装在通电高压电力导线和从该导线拆下的电气仪器平台
相关申请的交叉引用
本申请要求2004年11月1日提交的美国临时专利申请60/623,900的优先权。
技术领域
本发明通常涉及用于监控和测量高压电力导线的电、热和机械运行参数的装置。更具体地说，该装置可以安装在高架电力传输线上以监控电力系统的运行。
背景技术
在现有技术中已经公开了许多用于测量电力导线的运行参数的仪器。例如，美国专利No.3,428,896；No.3,633,191；No.4,158,810；No.4,268,818；No.4,384,298以及No.4,794,327(这些专利的公开内容以引用的方式并入本文)各自描述了用于测量和分析高架电力导线的特殊参数的性能的仪器。应注意，在本文中，术语“电力线”、“传输线”以及“导线”可以交换地使用。一般而言，这些仪器只测量全面分析电力系统所需的许多参数的子集。例如，现有技术的仪器可以单独测量但不监控在导线中流动的电流、导线温度、环境温度、导线相对于支架塔的张力，和/或导线的垂度。至今，还没有现有技术的仪器可以测量或者监控全面描述电力导线的运行状态所需的参数的全集。而且，现有技术的仪器不能在类似的仪器或者多个地面接收站之间提供数据共享。相反，上述现有技术的参考文献提出：单独的仪器收集数据以通过专用的本地地面接收站传输至中心控制站，以进行对比和分析。这些仪器显然不能同时监控和分析传输线的许多运行参数。
在具有多个各自向地面接收器传输数据的测量仪器的系统中，应该提供一种方法以确保在任意给定时间内不超过一个以上的仪器传输数据。为了避免由在任意时间内一个以上的仪器传输数据所导致的干扰和数据丢失，已经提出应当以随机次数在有限的脉冲串中传输数据。但是，在这种方法中，仍然存在多个仪器同时传输数据的可能性。
因此，需要这样一种电气仪器平台：其可以直接安装在通电电力导线上，并且可以同时测量和监控电力导线的参数的全集，同时将这些参数传输至其它类似的仪器，并且也传输至本地或者远程地面处理器。
发明内容
因此，本发明通过提供这样一种用于直接安装于通电电力导线上的装置来满足该需要：其能够同时地测量和监控导线的电、热和机械参数的全集，同时将这些参数传送至其它类似仪器和本地或者远程地面基地处理器。本发明可以处理和分析其本身的仪器所产生的数据，以及从其它这样的装置接收的数据。
本发明具有监控所有所需参数的能力，包括可能在整个电力传输系统的运行中出现的扰动事件和故障事件。本发明通过使用安装在电力导线上的仪器提供完全监控，每个所述仪器都能够同时地检测相关联导线的电压、电流、相位角和其它参数，并且在这些仪器之间传送所测量的参数，以及向地面处理器传送这些所测量的参数。
根据本发明的另一个方面，装置将所有所需的仪器部件结合于其外壳之中。装置可以在不关闭电力传输电路的情况下安装在导线上。装置可以通过将所测量的参数与预设水平相比较，并且通过存储用于之后检索和分析的数据，来监控这些所测量的参数。所测量的数据可以使用无线电收发器进行实时传送。从仪器向接收处理器(无论是本地的还是远程的)传送的数据已处于处理的状态。这样就不需要现有技术的变电站监控系统所需的信号调节和处理的辅助装置(诸如辅助变压器、变换器等等)。本发明依次询问各个仪器，这样在装置中就不会有两个仪器同时传输。相对于现有技术的方法，本发明的方法降低了数据丢失的可能性。装置可以由流经其所安装的电力导线中的电流产生的电磁场供电。可以提供能量存储装置(例如，电池)，以在导线中的电流不足或者没有电流流经导线时向装置供电。
本发明的优点包括：长时间监控导线运行的能力，而不是简单地进行单脉冲测量；在单板上(on-board)并且实时分析所测量的数据的能力；以及通过导线的电磁感应来获得其电力的能力。另外，本发明提供在可以进行的测量中的灵活性。因此，本发明在处理、监控、灵活性、通信以及安装等领域比现有技术的装置具有显著的改进。
本发明的其它目的和优点通过说明书和附图将变得更加明显和清楚。
附图说明
参照下述说明和附图可以更为完全地理解本发明，其中：
图1示出安装于传输线上的本发明的装置；
图2为示出处于打开位置并准备安装于传输线上的装置的顶视图；
图3示出安装在根据本发明的装置外壳的下半个外壳的磁芯的顶视图；
图4为示出装置处于打开位置时磁芯的端部的侧视图；
图5为示出安装在装置外壳的上半个外壳的电池组的顶视图；
图6为示出安装在装置外壳的上半个外壳的用于测量电流的Rogowski线圈的顶视图；
图7示出安装在装置外壳内用于测量电压的拾取导线；
图8示出安装在装置外壳内用于测量温度的两个温度传感器中的一个；
图9为示出安装在装置外壳上用于无线和蜂窝通信的无线电天线的顶视图；以及
图10为常规的传输线模式的示意图。
具体实施方式
将参照附图对根据本发明的装置和方法的优选实施例进行描述。
I.物理描述
本发明提供用于监控和测量高压电力导线的电、热以及机械的运行参数的装置。更具体地说，该装置用于安装在高架电力传输线上并且测量监控单相电路、三相电路以及整个电力系统的运行所需的参数。
本发明具有带有金属外表面的环形外壳。图1示出安装于传输线上的根据本发明的一个实施例。该外壳结合有测量这些参数所需的所有部件/仪器。本发明不仅包括监控各种参数的方法(装置)，而且还包括本地记录这些参数以进行之后的检索，将这些参数与预设水平相比较，以及基于这些参数分析扰动和故障事件的方法(装置)。如下面将更全面描述的，外壳包括嵌入的信息处理能力以对传输线进行全面分析。
环形外壳具有以这样方式铰接的两半部分，即：该外壳可以分开以使装置安装在导线上，并且随后当装置处于安装位置时在导线上闭合。图2为示出处于打开位置并准备安装于传输线上的本发明实施例的顶视图。外壳的轴向中心包括中心支撑构件(例如，“毂件”)，其将导线与外壳热隔离。该毂件将外壳固定到导线上，以使外壳不会围绕导线旋转或者沿着导线移动。
外壳一般包括用于测量流过导线的电流、测量导线相对于接地的电势(电压)、确定所测量的电流和电压之间的相位关系、测量导线温度、检测导线俯仰角和/或检测垂直于导线的纵向轴线的运动的电气仪器。例如，图6示出安装在外壳的上半个外壳的用于测量电流的“Rogowski”线圈610的顶视图。图7示出安装在装置外壳内的用于测量电压的拾取导线710。电流与电压之间的相位关系可以通过比较每个波形上的类似点(例如波峰)之间的相位而容易地确定。本装置可以使用倾斜仪来检测俯仰角，用加速计检测沿着和/或垂直于导线的轴线的运动。
在外壳的毂件区域安装一个或多个温度传感器以测量导线温度和/或环境温度。图8示出用于测量导线温度的温度传感器810。温度传感器是热隔离的，这样使得外壳不会影响温度的测量。
可以在2005年7月20日提交的标题为“Dynamic Line RatingSystem with Real-Time Tracking of Conductor Creep to Establish theMaximum Allowable Conductor Loading as Limited by Clearance”的共同拥有的国际申请No.PCT/US2005/025670中找到对该仪器和该装置所进行的测量的进一步的描述，该国际申请以引用的方式并入本文中。
更具体地，该装置可以提供下列数据：
a)电压；
b)电流；
c)电压和电流之间的相位角；
d)由电压和电流所导致的所需的功率通量；
e)由电压和电流所导致的所需的无功功率通量；
f)由电压和电流所导致的由于流经导线的电流而产生的能量率；
g)由电压和电流所导致的由于流经导线的电流而产生的无功能量率；
h)环绕在导线周围的一个或多个位置处导线的温度；
i)导线在垂直于导线方向上的振动；即，电力线驰振和微风振动(Aeolian vibration)；
j)导线相对于水平面的俯仰角；以及
k)其它可以表征电力导线的实时运行状态并且可以向远程地面系统传送实时报告的参数。
在装置中的处理器可以分析电压和电流波形以得到更多的信息，例如：扰动事件、故障事件以及检测和减轻在电压和电流测量中的电晕效应。本文所公开的大部分的计算、处理和分析可以通过在位于装置外壳内的一个或多个处理器中运行的软件来执行。这些处理器可以是处理单元530的一部分，该处理单元530可以装配在如图5所示的外壳中。用于进行这些计算的分析软件可以驻留于处理器中和/或存储于存储器中。示例性的存储器(例如存储单元)540可以装配在如图5所示的外壳中。如上所述，这样的存储单元可以用于记录由装置中的仪器所收集的数据。
数据传送和通信
装置包括用于向位于导线的不同位置的其它类似的装置发送和接收各种测量参数和分析参数的通信单元。通信可以实时进行，例如使用无线收发器，和/或可以根据需要使用例如移动电话技术。图9为示出安装在根据本发明的装置外壳上的用于无线和蜂窝通信的通信收发器910的顶视图。
如上所述，现有技术的电力线仪器需要本地的地面装置以协调数据的收集，并且将该数据传送至远程处理单元。这种地面装置可以安装在塔架或者放置于在地平面上的发射台上。本发明因为配备有通信收发器，所以可以不用地面设备。
此外，作为分析能力的一部分，本发明可以接收全球定位信号(GPS)。一般地，从GPS中提取时标并且用于确保精确的计算。GPS单元可以包括在图9所示的通信收发器910之中。
本发明的另一方面是使用时分多路传输方法的数据传送。本发明使用改进的时分多址(TDMA)数据传送协议在系统中的装置之间传输数据。从装置中输出的数据(包括向地面处理器传输的数据和来自地面处理器的数据)按照所规定的数据通信协议封装(cast)。装置所产生的各种数据值以及与装置相关联的通信管理参数(例如其地址)都包括在数据通信协议中。将一个装置选作数据传送控制器，即，主装置。所有其它装置从属于该主装置以传输任何数据。一般地，可以将地面处理器指定为数据传送控制器。
数据通信协议定义信息帧、信息地址以及信息体。系统中的各个装置分配有唯一的系统地址。信息体可以包含命令或者响应该命令的数据。控制器向所有其它装置同时发送询问轮询命令，而只有其地址包含于该信息中的装置响应。这种方法可以防止数据冲突而减少数据的丢失。下面将描述数据通信协议所使用的格式和命令。
系统中的所有装置都可以对符合该协议的数字信息进行解码。另外，各个装置都可以作为控制器和从属装置运行。这允许系统可以在直接无线电通信范围之外的装置之间转播信息。
本发明还使用符合IEEE C37.111-1992″Standard Common Formatfor Transient Data Exchange(COMTRADE)for Power Systems.″的文件和数据格式以及文件命名约定。
另外，本发明允许其仪器和/或分析软件在不从电力导线上拆下装置的情况下进行更新。这种软件更新可以通过通信收发器上传至外壳，并且存储于单板存储器和/或由处理器使用。
电力系统
本发明从外壳所安装的通电导线上得到其主电力。外壳包含磁芯，该磁芯与电流流入电力导线时所产生的电磁场的感应电流相耦合。图3为示出安装于外壳的下半个外壳的磁芯310的顶视图。磁芯环绕外壳的内部延伸以围绕导线。该磁芯以这样的方式分成两个磁化部分，即：当外壳“打开”时，相对的磁极面分开，当外壳“闭合”并且安装在导线上时，相对的磁极面彼此接触。图4为示出本装置处于打开位置时磁芯的两个端部410、420的侧视图。磁芯具有用于向外壳中的部件供电的最小一组的次级电力传感器线圈以及电力调节器。
装置包括作为次级电源的可充电电池，该可充电电池在电流不足或者没有电流流经导线时向外壳中的部件供电。图5为示出安装于本装置外壳的上半个外壳中的电池组510的顶视图。
通过外壳中的检测电路来监控导线中的电流水平，以判断电流是否大于预定的最小阈值。当线路电流低于第一阈值时，装置由电池供电。如果流动的电流大于该第一阈值，那么装置可以通过导线的电磁感应产生的电流来供电。当电流大于第二阈值时，额外的感应电流由电池组510中的充电器使用，以给电池充电。如果电流不足的状态(即，低于第一阈值)在导线中持续超过预定的时间间隔，那么装置可以降低数据传送频率以保存电池的电力。如果电池电压降至低于第二阈值水平，那么将停止所有由电池供电的传输直到电池再充电。
因为装置直接安装于电力导线上，并且从环绕导线的电场和磁场测量电流和电压，所以本发明不需要在先前的电力监控系统中所需的很多辅助的地面变压器、变换器、测试开关、接线盒、故障监控器以及硬连线。
II.数据处理
A.扰动事件处理
本发明所进行的处理能够分析仪器的输入以至少产生下列类型的扰动报告：
a.基于从传输线一端测量的60Hz的电压(V)和电流(I)的扰动位置报告；
b.基于使用传输线一端的数据的Takagi算法的扰动位置报告；
c.基于传输线两端的相量数据的扰动位置报告；
d.基于传输线两端的电流之比的扰动位置报告；以及
e.基于传输线两端所捕获的行波的扰动位置报告。
在本文中，术语“扰动”和“故障”可以交换地使用。但是，扰动记录一般需要至少五分钟的数据采集，而故障记录通常可以在小于一秒钟的间隔内捕获数据。从而，可以将故障记录看作是扰动记录的子集。
因为大部分故障是临时性的，并且故障的位置并不总是能够容易地找到，所以这不利于获得精确的故障位置信息。然而，公用事业仍然通过直升机定期检查传输线硬件以定位故障。这通常要花费很长时间来找到故障的位置，即使是为了诸如由于雷击的电弧放电而造成的绝缘体破裂等普通问题。
沿着传输线至故障的距离可以通过测量传输线一端的电压和电流计算得到。故障电压和电流数据用于计算从测量位置到故障的电抗，并且基于传输线上每英里的电抗来确定距离。使用电抗而不是阻抗以使故障电阻的影响达到最小。但是，由于从传输线的另一端流入故障电阻的电流所导致的电压降，这种技术并不能完全消除故障电阻的影响。这种类型的计算误差可以高达5到10个百分点。例如，±5％的误差在100英里的传输线上将是±5英里。尽管这限制了搜索范围，但是仍然需要更精确的计算。
Takagi算法是在1980年首次公开的，并且被证实为十分精确。该算法在美国首次应用于Schweitzer Distance Relay，并且至今仍是优选的用于基于传输线一端的电压和电流测量而定位故障位置的算法。但是，这仍要取决于从传输线一端输入的电压和电流的精确度。
故障位置还可以用传输线两端的相量信息来精确地计算。在这种情况下，位置计算不依赖于故障电阻，因此不受供给到故障位置的异相电源的影响。在这样的计算中，在双端算法(double-ended algorithm)中远程的相量在分析上是同步的，因此就不需要相量同步化。这是通过将传输线一端的电压角表示成已知的测量角加上未知的同步误差来实现的。在如图10所示的通常的传输线上应用这种方法，产生三个未知参数：同步角(误差)、故障位置(m)以及故障电阻(Rfault)。图10示出：故障电压(Vfault)可以表示为按照从传输线的各终端流过的故障电流(IFrom)fault和(ITo)fault而写出的两个方程。通过令两个表达式中的故障电压相等，可以从这些方程中数学地消去故障电阻。将该复数方程的实部和虚部分离，而得到两个方程，该方程带有两个未知参数：远程测量之间的同步误差以及故障位置。这两个未知参数可以使用这两个方程计算。
另一种用于计算故障位置的方法(特别是对于较长传输线(超过300英里))基于从传输线两端测量的供给至故障位置的电流比。在传输线中心的故障会在两端产生相同的电流。这种计算必须考虑对传输线各端的发电源的阻抗，并且电流测量必须作偏移量校正。
还可以通过在传输线的两端捕获行波来确定至故障的距离。雷击是在传输线上产生行波的通常原因。一般地，在高压电力传输线上的雷电浪涌电压的波形随着电压浪涌沿着传输线进一步传播时变平坦。通常拾取行波的方法是使用与电力线和测量仪器的外壳之间的电压连接点串联的感应器或者高频变压器。但是，在本发明中，是通过电容耦合的方法来监控电压波形。该装置可以包括感应器以短路(或者，电容器以耦合)外壳处的电力线。电流将与外壳的表面积成比例地从外壳流至接地。电压可以根据该流过的电流来测量。
B.数据获取触发方案
需要触发机制来捕获故障电流和电压波形。触发机制应基于从零态至某些值的变化(称作全有或全无)而不是基于特殊的信号电平，这是因为传输线的运行状态要求对于不同运行状态具有不同的电平设定的缘故。
本发明使用的一个方法是在与电流方向反向的电流供给至故障处时触发远端故障数据捕获。该方法需要相位比较器，以在滚动半周期(rolling half cycle)的基础将上一个周期与当前周期相比较。在该状态下，仅在传输线的一端需要故障数据，因此不需要向传输线的另一端发送触发脉冲。但是，触发必须在60Hz的5个周期之内在所有三相之间接替(relay)，以在故障前(pre-fault)的至少5个周期内捕获电压和电流波形；假设检测相位具有故障前的10个周期。
应以1200Hz(或者更高)的频率响应捕获故障前数据和故障数据，从而捕获断路器再触发。任何抗混叠滤波器应为线性相位响应类型，以消除过冲和在阶跃输入上的振荡(ringing)。相应的带限(带宽)在6db点。故障后的六十周期的数据也应捕获以包括重新闭合(re-closing)和功率波动(power swing)的潜在起点，但是，只有60Hz的分量需要记录。如果故障在重新闭合后仍然存在，那么响应应在故障后时期降至60Hz之前，在故障前和故障期间返回至1200Hz。
如果在传输线的两端都检测到电流反向，那么所捕获的那段线路段的故障记录应在捕获到故障记录之后大约一秒钟之内删除。应删除那些故障记录的原因是：因为故障不在那些两端都具有电流反向的线路段内。故障应在只有一端具有电流反向的线路段内。这是对在每个故障记录器位置上捕获数据的标准故障记录器的明确的改进。随后需要找到与故障最接近的记录来进行分析。
本发明可以附加地、或者可选地使用下列触发方法中的一种或者多种：
·捕获伴随故障的数据，以获得关于不稳定性的数据；
·使用用于功率波动的定时阻抗轨迹仪器；
·用于欠频状态下的欠频触发；
·用于电压骤降的定时正序欠压触发；以及
·60Hz波形的周期性跳跃触发，以在故障或发电量损失或输电损失之后，捕获伴随系统重新配置的电力重新分配的数据。系统配置的变化导致系统中每个节点的电压角的变化，以与功率通量的新状态一致。
C.实时电压相位角测量
本发明每一秒钟测量一次电压相位角，并且实时地将电压相位角发送至运行中心。通过记录当前准确时间与下一个电压波形的正零交叉点(positive zero crossing)测量的准确时间[分辨率为10微秒(60Hz的0.22度)]之间的时间差以确定该电压相位角。应对传输线两端同时进行测量，以确定从传输线一端到另一端的相位角。
电压相位角M可以通过求解下面的方程从功率通量P计算：
P＝VSVRsin(M)/X
其中，VS和VR为发送端电压和接收端电压，X为这两个电压之间的电抗，M为VS超前VR的相位角。
D.功率波动测量
理想地，扰动记录器应安装于美国的10个NERC(北美电气可靠性协会)地区之间的每个中枢互联，以快速分析扰动并且提高可靠性。在过去的二十年中，这种需要在很大的程度上被忽略了，因为公共事业没有提高系统可靠性的动机，并且一直面临着新传输线和发电厂的障碍。系统扰动可以描述为：功率波动、失步状态、减载或者电压骤降。
输电系统的冲击可能是由故障、发电量损失或者线路断开而导致的。这种冲击可能导致功率波动(振荡)，由此电力在传输线中往复流动。功率波动可以短时期“不稳定”的波动，该波动在母线电压和线路电流中快速地正常化或者持续地“振荡”。与功率波动的特性、持续时间和周期有关的数据对于防止未来的功率波动是有价值的。功率波动通常为相对缓慢的事件，周期一般地为60Hz的15至20个周期。例如，功率波动可以向一个方向传播15个周期，然后向相反的方向传播15个周期。只需要记录60Hz的各周期的电流值的RMS(均方根)。记录应持续一分钟或两分钟，或者直到功率波动停止。
如果允许功率波动持续进行，当一个或多个发电机滞后一个极时，功率波动可能导致失步状态。该失步状态会猛烈地使发电机轴受到扭曲，受影响的机器必须作损坏检查。发电机一般包括阻尼以防止这种振荡，但是，所需的阻尼因数不能很确定地得知。所收集的功率波动的数据将指示所施加的阻尼程度。
当没有足够的电力以供应现有的负载时会出现欠频状态。当失去主电源时会出现这种情况；例如当主线路断开或者主发电机掉线。在这种状态下，实行减载以保持系统的平衡。在频率降低时，使用频率继电器来断开特殊频率下的负载部分。例如，第一继电器在59.8Hz断开，第二继电器在59.4Hz断开，第三继电器在59.2Hz断开。减载持续至频率回升至60.0Hz。一般以0.01Hz的精度记录频率以验证减载继电器的性能。
当线路断开时，操作人员重新配置系统并且在新的系统配置上重新布线。为增加系统的传输能力，在传输线上安装了许多电容器。但是，这些线路对于过载更加敏感，而过载会使系统更容易受到电压骤降的影响。因此监控整个电力系统的线路负载和电压水平是非常重要的，这可以了解和防止诸如电压骤降等级联事件。
E.用于故障定位的数据获取
如以上所述，本发明可以根据捕获线路段两端的行波的到达时间(取整至微秒)的方法来获得扰动/故障定位的数据。该方法的关键因素是提供端点与端点间通信之间的精确时间同步。可以使用GPS接收器通过将“时刻”序列信息与GPS信号中的1脉冲/秒(pps)时间选通脉冲结合，以实现时间同步。端点间通信可以用任何方便的方法实现，并且不需要实时进行。
故障距线路段两端的距离通过下列方程给出：
距端点A的距离＝(线路长度/2)+(T1A-T1B)*V/2
距端点B的距离＝(线路长度/2)+(T1B-T1A)*V/2
其中，以英里为单位计算距离；线路长度为以英里为单位的线路段的长度；A和B表示线路段的各端点；T1A和T1B代表行波的第一个波形到达各端点的各自的到达时间；V是光速(186,280英里每秒)。
本发明使用Rogowski线圈来拾取线路段中的电流信号。使用电流而不是电压来检测行波。电流信号的大小为电压波除以电力线的特性阻抗(大约500欧姆)而得到的值。
电流信号被转换为电压信号然后通过30kHz单极高通滤波器。随后修剪该信号以防止系统的电子装置过激励。信号通过350kHz单极低通滤波器以限制改进的信噪比的带宽。应注意，350kHz滤波器用于通过一微秒上升时间脉冲，该脉冲大致上对应于输电塔之间的距离。
脉冲检测电路应包括可调阈值检测器，以允许触发对于行波的最小期望输入电流。在345kv传输线(对于接地为200kv)上的主电流脉冲的大小应在56至400安培之间的范围，其取决于故障位置距传输线端点的距离；假设线路段长度为100英里。电压脉冲的大小与距离的比值由下列方程给出：
E＝E0/(KSE0+1)
其中，E0为以千伏为单位的初始电压，S是以英里为单位的传输距离，K为经验常数。
一旦检测到脉冲，脉冲检测电路必须锁定一秒钟，以防止检测随后的反射和运行断路器。应注意，行波可以通过监控段之外的开关操作和故障产生。因此必须提供一种方法以验证所检测的行波是来自所监控的线路段中的故障。
为验证故障确实是出现在所监控的线路段之内，建议使用相位比较电路。该相位比较技术比较在收到行波之后传输线各端的电流波形的第一正零交叉点的到达时间。如果故障在所监控的线路段之内，该到达时间名义上将相差60Hz的180(+/-90)度。该180度的差异源于从传输线两端供应的电流流入了故障位置。否则，两端的电流应当同相。可以预期，相位信息可以在一秒钟之内从传输线的一端传送至另一端。这允许在脉冲检测器的大约一秒钟锁定间隔结束的时间内对故障进行验证。
III.扰动报告
理想地，系统操作人员将在故障出现后收到完整的扰动报告，以通知和派遣维修人员。不幸的是，现有技术的故障记录装置只能向继电器工程师提供包括60Hz波形轨迹的记录以进行分析。在继电器工程师分析这些轨迹之前，通常不能提供诸如下面所列出的清楚定义的故障信息集。
有利地，本发明可以捕获故障数据波形并且根据数据进行自动分析，以提取故障报告所需的信息。如以上所讨论的，该分析是通过装置的一个或多个处理器中运行的软件执行的。本发明可以提供包括下列故障数据的扰动报告：
1.故障的数据和时间(例如，取整至秒)
2.故障的性质(例如，临时性的或者永久性的)
3.故障的类型：
a.三相
b.相位对相位(例如，1-2，2-3，3-1)
c.两相对地(例如，1-2-G，2-3-G，3-1-G)
d.相位对地(例如，1-G，2-G，3-G)
4.最大故障安培数
5.清除故障的时间(例如，在60Hz的周期中)
6.损失评估(例如，低、中、高)
如果重新闭合线路之后故障仍然存在，那么可以认为该故障是永久性的。如果重新闭合之后故障不存在，那么可以认为该故障是临时性的。重新闭合可以自动或者手动进行。手动重新闭合对于极高电压线是优选的，对于极高压线在故障位置重新闭合可能导致重大的损失。如本文中所使用的，重新闭合是指：在诸如出现使传输线上的断路器/继电器断开的故障等线路被断开的情况之后，使线路复位、重新连接和/或重新供电的动作。
可以通过指出哪个相位具有故障电流来确定故障的类型。在故障中存在零序分量说明该故障与接地有关。零序的计算如下：
E0＝(Ea+Eb+Ec)/3其中a，b，c各自代表相位
在故障中的最大故障安培数由具有最大电流的相位确定。清除故障的时间为从故障开始到故障不存在(即，断路器断开)的时间间隔。可以通过计算KA2的值而作出损失评估，其中K为清除故障的周期数，A为故障安培数的值(在1,000s内)。该值与损失的期望程度相关，该损失的期望程度允许调度员告知维修人员故障地点所需的处理。
IV.数据通信协议
介绍
本段描述本发明所使用的数据通信协议。数据交换可以发生在：两个装置之间(电器仪器平台)；装置和地面站之间；以及在装置内的处理器之间(微控制器)。例如，供电处理器可以与主板的处理器通信。
装置一般用无线电通信系统进行通信。出于配置和维护的目的，经由“配置和测试”端口设置有线连接。该端口使用三线形式的RS232信号格式(见表1A和表1B)来连接便携式计算机。当电气仪器平台中的无线系统为蜂窝式远程通信系统时使用该端口。
表1A：带有DB25连接器的计算机
RS232引脚分配(DB25PC信号集)
  引脚1   保护接地
  引脚2   发送数据
  引脚3  接收数据
  引脚4  请求发送-不是必需的
  引脚5  清除发送-不是必需的
  引脚6  数据设备就绪-不是必需的
  引脚7  信号地线
引脚8  接收的线路信号检测(数据载波检测)-不是必需的
  引脚20  数据终端就绪-不是必需的
  引脚22  振铃指示-不是必需的
表1B：带有DB9连接器的计算机
RS232引脚分配(DB9PC信号集)
引脚1  接收的线路信号检测(数据载波检测)-不是必需的
  引脚2  接收数据
  引脚3  发送数据
  引脚4  数据终端就绪-不是必需的
  引脚5  信号地线
  引脚6  数据设备就绪-不是必需的
  引脚7  请求发送-不是必需的
  引脚8  清除发送-不是必需的
  引脚9  振铃指示-不是必需的
约定和术语
在整个说明书中使用下列约定：
1.单个ASCII字符用单引号标引；
2.ASCII字符串(两个或多个字符)用双引号标引；以及
3.HEX值之前加0x。
诸如主控制器、供电控制器等通信装置、维护便携式计算机、地面站或者“主站”在本文中都称作通信“单元”。当“外部”单元向“接收”单元传输信息时发生通信。信息可以是对数据的“请求”，或者是使接收单元采取某些动作的“命令”，诸如改变配置参数、复位内部时钟等等。
数据传送链接格式
设备标识符
电气仪器平台的各“单元”分配有下载到装置固件中的唯一基地址。该地址为15位数，以四个ASCII字符字节传输。将地址设定值选为从1(一)开始到7FFF的HEX数(表示32,767个可能的地址)。高位留给装置内的数据路由选择。
数据链接格式
该协议使用10位字符帧。默认的通信设定为：
波特率：达到115千波特
起始位：1
数据位：8
停止位：1
奇偶性：无
数据传送会话控制
该电气仪器平台采用点对多点通信协议。该系统设计将一个主控制器假设为“外部”单元。一个主控制器可以与多个接收器进行通信。
当外部单元对接收单元进行轮询时开始数据传送会话。当在轮询信息中检测到所轮询的装置的唯一地址时，该装置做出响应。该响应包括接收器的地址。这里假设只有一个外部装置接收信息。
电气仪器平台的微控制器一次处理一个命令。如果便携式计算机与字段测试端口连接，那么命令可能同时到达无线端口和字段测试端口。在这种情况下，处理器会处理来自第一端口的信息，在处理来自第二端口的信息之前完成对该来自第一端口的信息的处理。并且对这些端口进行顺次地扫描。
数据交换格式
数据以逗号分隔的ASCII编码的HEX字符串格式记录进行传输。ASCII字符串以在字符之间没有额外空格、回车或者换页的连续字符串进行传输。
数据格式-通用
数据信息由下面的表2所示的包格式定义。允许各装置在其信息的各字段中保持具体的信息。
表2：协议格式一般结构
  分隔符
  2   CS   ″00″-″FF″   0x03030-0x4646   8位校验和计算
  1   <EOT>   Cntl D   0x04   正文结束符
备注：
1.校验和为信息中的字符(包括第一字节<STX>)之和取MOD 256而得到的值。
2.地址字段包括HEX地址的序列值。例如，当唯一的地址为HEX′1′，那么从IED返回的地址字段将包括代表HEX值′1′的ASCII，该ASCII为“1”或者0x31。
信息格式
电气仪器平台将多个彼此通信的微控制器结合。通信会话包括请求和命令。请求是使接收器发送特殊数据块的信息码。命令是指示接收器执行具体动作的信息。表3是有效信息码的列表。
信息路由选择
信息寻址
供电控制器面板具有三个端口：
·一般用于外部通信的“无线电”端口。扩频无线电设备以及移动电话无线电设备使用该无线电端口。
·“字段测试和维护”端口用于外部通信。该字段测试端口允许便携式计算机与电气仪器平台相连接，以进行字段设定和测试。
该字段测试端口可以与无线电端口同时被激活。
·处理器间通信端口。该端口连接供电控制器和主控制器。
通过供电和通信扩充控制器来控制信息路由选择。该控制器和主控制器都同样具有16位地址。当地址的第16位被置位时，信息发送至供电控制器。当清除第16位时，信息发送至主控制器。
信息排序
顺次地处理信息事务，一次处理一个信息事务。当信息到达供电控制器时，无论该信息发送至主控制器还是其本身，该信息的完全处理应在可处理第二个信息之前完成。如果第二个信息在针对第一个信息的响应被发送之前到达，那么该第二个信息应保持在等待缓冲器中直到第一个事务完成。
表3：有效信息码
Figure G05838151520070510D000201
  2   轮询类型   “CA”   0x43 0x41   偏移量校准命令
  2   轮询类型   “DC”   0x44 0x43   离散配置请求/命令
  2   轮询类型   “DI”   0x44 0x49   报告离散输入状态
  2   轮询类型   “EN”   0x45 0x4E   能量数据请求(kW/kVar)
  2   轮询类型   “FT”   0x46 0x54   发送FFT系数
  2   轮询类型   “GP”   0x47 0x50   向配电板发送供电数据主体
  2   轮询类型   “GS”   0x47 0x53   从主控制器获得离散警报状态
  2   轮询类型   “HD”   0x48 0x44   清除历史数据命令
  2   轮询类型   “LO”   0x4C 0x4F   开始装入程序命令
  2   轮询类型   “MA”   0x4D 0x41   计量警报配置命令
  2   轮询类型   “MC”   0x4D 0x43   计量配置请求/命令
  2   轮询类型   “MH”   0x4D 0x48   计量历史数据请求
  2   轮询类型   “MS”   0x4D 0x53   计量来自主控制器的模拟警报状态
  2   轮询类型   “OL”   0x4F 0x47   在线状态报告的通信
  2   轮询类型   “PC”   0x50 0x43   串行端口配置
  请求/命令
  2   轮询类型   “RS”   0x52 0x53   复位所有蓄积的kWhr等
  2   轮询类型   “SA”   0x53 0x41   保存配置命令
  2   轮询类型   “SC”   0x53 0x43   位置具体配置请求/命令
  2   轮询类型   “SN”   0x53 0x4E   单元序列号请求
  2   轮询类型   “SP”   0x53 0x50   向主控制器发送供电数据
  2   轮询类型   “TS”   0x54 0x53   时间同步
  2   轮询类型   “WA”   0x57 0x41   发送安培波形
  2   轮询类型   “WC”   0x57 0x43   波形配置请求/命令
  2   轮询类型   “WV”   0x57 0x56   发送电压波形
  1-m   可选字段   分隔符前后的附加字段
  2   校验和   ″00″-″FF″   0x3030-0x4646   8位校验和计算
  1   <EOT>   Cntl D   0x04   正文结束符
输出信息总是从其进入的端口发送。这意味着当供电控制器接收到“无线电”端口信息时，响应从同一个端口发送。当字段测试和维护端口接收到信息时，响应从该端口发送。当信息到达无线电端口和正在经由字段测试和维护端口处理信息同时发生时，无线电端口信息将保持在等待缓冲器中直到当前的处理信息事务完成。
误差处理
如果所接收的信息有错误，那么接收器因数据字符串不符合规范而拒绝该数据字符串。这可能是因为如下两个原因之一：
1.两个装置设置有相同的地址；
校正动作：改变其中一个装置的地址。
2.由地面站发出的轮询信息在第一个装置接收后出现错误；
校正动作：重发轮询信息。
具体信息格式
数据信息描述
电气仪器平台信息(除了其16位设备地址之外)还在其响应唯一地址轮询的信息包中提供下列数据：
AN-模拟数据请求
模拟数据请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器对信息进行解码，并且以有效数据块响应。
轮询→<STX>地址，AN，{开始信道}，{结束信道}，CS<ETX>
-有效信道为0到26(见io_chan.h的信道分配列表)
-开始信道必须小于结束信道
-如果开始信道字段为空，那么开始信道为第一模拟输入信道，
信道0
-如果结束信道字段为空，那么结束信道为最后模拟输入信道，
信道25
响应→<STX>地址，AN，开始信道，结束信道，第一请求信道值，……，最后请求信道值，CS<ETX>
-值为浮点数
-在配置中任意未激活的信道为空
ME-计量数据请求
计量数据请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器对信息进行解码，并且以有效数据块响应。
轮询→<STX>地址，ME，CS<ETX>
响应→<STX>地址，ME，电压，电流，瓦特，乏，相位角，CS<ETX>
EN-能量数据请求
能量数据请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器对信息进行解码，并且以有效数据块响应。
轮询→<STX>地址，EN，CS<ETX>
响应→<STX>地址，EN，输入瓦特小时，输入乏小时，输出瓦特小时，输出乏小时，CS<ETX>
-任意未激活的信道为空
DI-离散输入数据请求
离散输入数据请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器对信息进行解码，并且以有效数据块响应。
轮询→<STX>地址，DI，{开始信道}，{结束信道}，CS<ETX>
-有效信道数为0到27(0～26为实际数字输入，27为电池充电器错误状态)
-开始信道必须小于结束信道
-如果开始信道为空，那么开始信道为0
-如果结束信道为空，那么结束信道为27
响应→<STX>地址，DI，第一请求信道值，……，最后请求信道值，CS<ETX>
-值为0或者1
-配置中未激活的信道为空
TS-时间同步命令
时间同步命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器用信息中的数据来复位实时时钟，并且以ACK(确认)或者NAK(不确认)响应。
轮询→<STX>地址，TS，年，月，日，时，分，秒，毫秒，CS<ETX>
-年为2位数字
响应→ACK或者NAK
RS-蓄能器复位命令
蓄能器复位命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器复位其蓄能器，并且以ACK或者NAK响应。
轮询→<STX>地址，RS，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
FT-FFT系数请求
未编程
WV-电压波形请求
未编程
WA-电流波形请求
未编程
AH-模拟历史数据请求
模拟历史数据请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
轮询→<STX>地址，AH，信道，值的数量，开始年，开始月，开始日，开始时，开始分，CS<ETX>
-有效信道数为0到26；
-请求开始于开始时间(包括开始时间)并且以时间形式(颠倒的年月日次序)返回的X个值；例如，<STX>地址，AH，0，3，4，4，E，2，2D，CS<ETX>将以2004年4月14日的2:45、2:30和2:15这样的顺序返回(以15分钟的记录间隔)信道0的三个值；
-时间是可选的(全有或全无—填入所有时间字段或者全部为空)—如果为空，那么开始时间为信道的最近记录值；
-返回值的最大数量为50(其接受更多的请求，但只返回50)响应→<STX>地址，AH，信道，记录间隔，值的数量，开始年，开始月，开始日，开始时，开始分，最近值，……，最不接近的值，CS<ETX>
-无论请求数是多少，响应的值最大为50；
-如果请求值的数量比可用值的数量少(例如，要求比装置中存储的数据更旧的数据)，那么值的数量可能比请求的数量少。
MH-计量历史数据请求
计量历史数据请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
轮询→<STX>地址，MH，信道，值的数量，开始年，开始月，开始日，开始时，开始分，CS<ETX>
-信道为：电压＝0，电流＝1，瓦特＝2，乏＝3，相位角＝4。
响应→<STX>地址，MH，信道，记录间隔，值的数量，开始年，开始月，开始日，开始时，开始分，CS<ETX>
HD-删除历史数据命令
删除历史数据命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以表示成功的ACK或者表示失败的NAK响应，以执行该命令。主控制器删除指定的历史数据。
轮询→<STX>地址，HD，CS<ETX>
响应→ACK(如果成功)
SN-序列号请求
序列号请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
轮询→<STX>地址，SN，CS<ETX>
响应→<STX>地址，SN，序列号，CS<ETX>
AD-地址配置命令
地址配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以表示成功的ACK或者表示失败的NAK响应，以执行该命令。主控制器和电流供应控制器改变其通信地址以响应该命令。
轮询→<STX>地址，AD，新地址，CS<ETX>
响应→ACK
-应注意，在ACK信息中的地址为旧地址。
AC-模拟配置请求
模拟配置请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
请求→模拟配置
轮询→<STX>地址，AC，信道，CS<ETX>
-信道为0到26。
响应→<STX>地址，AC，信道，记录间隔，激活的信道，乘法器，偏移量，上界设计值(engineering)，下界设计值，
CS<ETX>
-激活的信道值：0为未激活，1为激活；
-记录间隔为整数，所有转换字段为浮点数；
-转换字段可以为空，例如，如果该转换使用乘法器和偏移量，那么上界字段和下界字段将为空，如果该转换使用上界和下界，那么乘法器字段和偏移量字段将为空；
-如果所有的转换字段为空，那么假设乘法器为1，偏移量为0(没有上界和下界)；
-记录间隔以分钟为单位。字段中的0或者空字段意味着该信道没有记录；
-有效记录间隔为1、5、10、15、30、和60分钟。
AC-设定模拟配置命令
模拟配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，AC，信道，记录间隔，激活的信道，乘法器，偏移量，上界设定，下界设定，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
MC-计量配置请求
计量配置请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
请求→计量配置
轮询→<STX>地址，MC，CS<ETX>
响应→<STX>地址，MC，伏特记录间隔，伏特乘法器，伏特偏移量，伏特上界设定，伏特下界设定，电流记录间隔，电流乘法器，电流偏移量，电流上界设定，电流下界设定，瓦特记录间隔，瓦特乘法器，瓦特偏移量，瓦特上界设定，瓦特下界设定，乏记录间隔，乏乘法器，乏偏移量，乏上界设定，乏下界设定，相位角记录间隔，电压增益，电流增益，满标值输入，行频，相位角误差，CS<ETX>
-电压增益，电流增益，满标值输入和行频为整数，其它的所有数据与模拟配置信息相同。
MC-设定计量配置命令
计量配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，MC，伏特记录间隔，伏特乘法器，伏特偏移量，伏特上界设定，伏特下界设定，电流记录间隔，电流乘法器，电流偏移量，电流上界设定，电流下界设定，瓦特记录间隔，瓦特乘法器，瓦特偏移量，瓦特上界设定，瓦特下界设定，乏记录间隔，乏乘法器，乏偏移量，乏上界设定，乏下界设定，相位角记录间隔，电压增益，电流增益，满标值输入，行频，相位角误差，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
EC-能量配置请求
能量配置请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
请求→能量配置
轮询→<STX>地址，EC，CS<ETX>
响应→<STX>地址，EC，记录间隔，激活的瓦小时输入，激活的乏小时输入，激活的瓦小时输出，激活的乏小时输出，复位时间年，复位时间月，复位时间日，复位时间时，复位时间分，复位时间秒，CS<ETX>
-0为未激活，1为激活；
-记录间隔为将来使用；
-复位时间用于所有累加值，并且通过填入适当的字段来限定；
-填入月、日、时、分和秒将使累加器每年在给定的日和时间复位；
-填入日、时、分和秒将使累加器每月在给定的日和时间复位；
-填入时、分和秒将使累加器每日在给定的时间复位；
-填入所有的时间字段(包括年)将使累加器只复位一次。
EC-设定能量配置命令
设定能量配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，EC，记录间隔，激活的瓦小时输入，激活的乏小时输入，激活的瓦小时输出，激活的乏小时输出，复位时间年，复位时间月，复位时间日，复位时间时，复位时间分，复位时间秒，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
DC-离散配置请求
离散配置请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
请求→离散配置
轮询→<STX>地址，DC，CS<ETX>
响应→<STX>地址，DC，信道0记录，信道1记录，……，信道27记录，CS<ETX>
-0为未记录，1为已记录；
DC-设定离散配置命令
设定离散配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，DC，信道0记录，信道1记录，……，信道27记录，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
WC-波形捕获配置请求
未编程
WC-波形捕获配置命令
未编程
PC-串行端口配置请求
串行端口配置请求(对于额外端口，而不是无线电端口)可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
请求→串行端口配置
轮询→<STX>地址，PC，端口，CS<ETX>
响应→<STX>地址，PC，端口，波特率，奇偶性，数据位，停止位，CS<ETX>
-端口总是为1；
-如果端口不使用，那么所有的设定字段为空；
-奇偶性：0为偶数，1为奇数，2为没有；
-数据位为7或者8；
-停止位为1或者2。
PC-设定串行端口配置命令
设定串行端口配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，PC，端口，波特率，奇偶性，数据位，停止位，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
SC-位置具体配置请求
位置具体配置请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
请求→位置具体配置
轮询→<STX>地址，SC，CS<ETX>
响应→<STX>地址，SC，电压乘法器，相位角偏移量，CS<ETX>
-浮点数设计值。
SC-设定位置具体配置命令
设定位置具体配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，SC，电压乘法器，相位角偏移量，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
BC-电池充电器阈值配置请求
电池充电器阈值配置请求可以由系统中的任意微控制器启动。接收器以所请求的数据块响应。
请求→电池充电器配置
轮询→<STX>地址，BC，CS<ETX>
响应→<STX>地址，BC，电池充电器阈值，CS<ETX>
-浮点数设计值。
BC-设定电池充电器配置命令
设定电池充电器配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，BC，电池充电器阈值，CS<ETX>
响应→ACK或者NAK
CA-偏移量校准命令
设定偏移量校准命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，CA，CS<ETX>
-执行校准。
响应→ACK或者NAK
或者，
轮询→<STX>地址，CA，0，CS<ETX>
-将电压偏移量和电流偏移量复位至0。
响应→ACK或者NAK
LO-开始装入程序命令
开始装入程序命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，LO，CS<ETX>
响应→发送ACK然后开始装入程序
SA-保存配置命令
保存配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，SA，CS<ETX>
-将配置保存至EEPROM。
响应→ACK或者NAK
AS-自动定标配置命令
自动定标配置命令可以由系统中的任意微控制器启动。接收器接受输入的数据块以替换当前配置信息。
轮询→<STX>地址，AS，伏特设计值，电流设计值，CS<ETX>
-执行自动定标。
响应→ACK或者NAK
SP-发送供电数据命令
发送供电数据命令由供电控制器启动并且将该命令发送到主控制器。
轮询→<STX>地址，SP，供电电压，供电温度，分路电压，CS<ETX>
-从供电控制器到主控制器；
响应→<STX>地址，SP，CS<ETX>
-从主控制器到供电控制器；
-所有的值均为16位整数“原始”读数。
GP-获得供电数据命令
从主控制器接收供电数据(用于验证)。
命令：“GP”
数据：无
响应：“GP”
数据：供电电压(16位原始读数)
供电温度(16位原始读数)
分路电压(16位原始读数)
GS-获得主控制器状态请求
从主控制器返回警报和其它状态信息。供电控制器对主控制器进行轮询，该主控制器向供电控制器返回数据：
轮询→<STX>地址，GS，CS<ETX>
-从供电控制器到主控制器；
响应→<STX>地址，GS，X，CS<ETX>
-其中，X为0表示无警报，如果有警报X为1。供电控制器只需要根据警报的存在与否来进行“自动通报”或者不进行自动通报。
OL-在线状态报告
供电控制器在其与地面站连接时需要向主控制器发送信息。
轮询→<STX>地址，OL，CS<ETX>
-从供电控制器到地面站；
响应→ACK信息
AA-模拟警报配置命令
从外部处理器发送模拟警报配置命令，以向主控制器提供警报设定参数。
轮询→<STX>地址，AA，信道，低警报等级，高警报等级1，高警报等级2，高警报等级3，警报死区，CS<ETX>
响应→ACK信息
MA-计量警报配置命令
从外部处理器发送计量警报配置命令，以向主控制器提供警报设定参数。
轮询→<STX>地址，MA，信道，低警报等级，高警报等级1，高警报等级2，高警报等级3，警报死区，CS<ETX>
响应→ACK信息
AR-模拟警报报告状态
发送模拟警报报告状态以响应来自供电控制器的轮询。
轮询→<STX>地址，AR，CS<ETX>
响应→<STX>地址，AR，第一信道警报类型，第一信道警报值，……，最后信道警报类型，最后信道警报值，CS<ETX>
-其中，“警报类型”：1为低警报等级，2为高警报等级1，3为高警报等级2，4为高警报等级3，“警报值”为导致警报的值。
MS-模拟警报状态
发送模拟警报状态以响应来自供电控制器的轮询。计量警报不需要像模拟警报那样经常轮询。
轮询→<STX>地址，MS，CS<ETX>
响应→<STX>地址，MS，第一信道警报类型，第一信道警报值，……，最后信道警报类型，最后信道警报值，CS<ETX>
-其中，“警报类型”：1为低警报等级，2为高警报等级1，3为高警报等级2，4为高警报等级3，“警报值”为导致警报的值。
可以看出，这样可以有效地实现以上所述的目的以及通过前述的描述而变得明显的目的，因为在不背离本发明的精神和范围的情况下，在执行以上方法的过程中和在所提出的结构(多个)中可以做出某些改变，其旨在说明以上描述所包含的和附图中所示的所有内容应解释为示意性的而非限制性的。
还应理解，下列权利要求旨在覆盖本文所描述的本发明的所有普遍和具体特征，以及本发明范围内的所有内容，该权利要求在语言上也应该落入上述范围之内。

Claims (10)

1.一种用于监控电力导线运行的装置，包括：
外壳，其具有环形形状以及安装在所述电力导线上的装置；
多个电气仪器，其位于所述外壳中，用于监控与所述电力导线相关联的各种参数；
记录装置，其位于所述外壳中，用于记录所监控的各种参数；
分析装置，其位于所述外壳中，用于基于所监控的各种参数分析扰动和故障事件；以及
用于向位于所述电力导线上不同位置的另一个用于监控电力导线运行的装置发送和接收所监控的各种参数的装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述多个电气仪器包括：
用于测量流经所述电力导线的电流的装置；
用于测量所述电力导线相对于接地电势的电势的装置；以及
用于确定所测量的电流和电压之间的相位关系的装置。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述分析装置基于从所述电力导线一端监控的各种参数而生成故障位置报告。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述分析装置基于从所述电力导线上不同位置监控的各种参数而生成故障位置报告。
5.根据权利要求1所述的装置，还包括：
用于接收所述分析装置所使用的全球定位信号(GPS)的装置。
6.根据权利要求1所述的装置，还包括：
位于所述外壳中的供电装置，其用于通过由通电的电力导线所产生的电磁场而导致的电磁感应来给所述用于监控电力导线运行的装置供电。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，
所述供电装置包括：
能量存储装置，其用于当所述通电的电力导线所产生的电磁场低于第一阈值水平时，给所述用于监控电力导线运行的装置供电；以及
充电装置，其用于当所述电磁场超过第二阈值水平时，通过电磁感应给所述能量存储装置充电。
8.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述多个电气仪器包括：
用于测量所述电力导线的温度的装置；
用于检测所述电力导线的俯仰角的装置；
用于检测与所述电力导线的纵向轴线垂直的运动的装置。
9.根据权利要求1所述的装置，还包括：
更新装置，其用于在不将所述用于监控电力导线运行的装置从所述电力导线上去除的情况下，更新所述分析装置的程序。
10.根据权利要求1所述的装置，其中，
所述外壳可以在所述电力导线通电时安装。
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