CN103792464A - 一种输电线路故障监控系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种输电线路故障监控系统,包括:设置于输电线路供电端的监控主机、设于输电线路用电端的监控从机和设于输电线路供电端与监控主机信号连接的第一故障行波定位装置,所述监控主机与监控从机网络连接;所述监控从机在预定时间内没接收到电信号,则发出报警信号;所述监控主机通过网络接收报警信号,当监控主机接收到报警信号后进行报警并发送第一控制指令给第一故障行波定位装置;所述第一故障行波定位装置根据第一控制指令向输电线路发送行波信号;以及所述预定时间为所述电信号从监控主机传输到监控从机的时间的两倍;所述监控系统能完成输电线路故障监控也完成输电线路的定位。

Description

一种输电线路故障监控系统
技术领域
本发明涉及输电线路的监控领域,尤其涉及一种输电线路故障监控系统。
背景技术
近年来,由于有色金属涨价,城市规模扩大,外来流动人口增加,电力电缆被盗的情况加速恶化,除了直接经济损失外,电缆被盗还给城市安全带来了极大的社会危害。因此电缆的防盗成为一个艰巨的任务,现有技术中利用电缆防盗报警系统对输电线路进行检查,当出现异常情况时,电缆防盗报警系统进行报警,降低甚至防止线缆被盗所造成的损失,但是现有的电缆防盗报警系统只完成报警任务,对电缆的故障的具体情况不能有效掌握。
发明内容
为了解决现有技术中电缆防盗报警系统只完成报警任务,对电缆的故障的具体情况不能有效掌握的问题,从而本发明提出了一种输电线路故障监控系统,该系统包括:设置于输电线路供电端的监控主机、设于输电线路用电端的监控从机和设于输电线路供电端与监控主机信号连接的第一故障行波定位装置,所述监控主机与监控从机网络连接;
所述监控从机在预定时间内没接收到电信号,则发出报警信号;所述监控主机通过网络接收报警信号,当监控主机接收到报警信号后进行报警并发送第一控制指令给第一故障行波定位装置; 
 所述第一故障行波定位装置根据第一控制指令向输电线路发送行波信号,所述第一故障行波定位装置根据发送的行波信号与反射回来的行波信号计算出行波信号所经过的路程;以及
所述预定时间为所述电信号从监控主机传输到监控从机的时间的两倍。
    本发明所述监控主机和监控从机相互配合能够判断输电线路是否故障,当发生故障时,监控主机发送第一控制指令给第一故障行波定位装置,第一故障行波定位装置根据第一控制指令完成对输电线路故障点的定位;本发明的其它有益效果将在实施例中结合附图进行阐述。
附图说明
图1 本发明输电线路故障监控系统实施例一结构示意图。
图2本发明输电线路故障监控系统实施例二结构示意图。
图3本发明输电线路故障监控系统实施例三结构示意图。
图4本发明输电线路故障监控系统实施例三结构示意图。
图5本发明输电线路故障监控系统实施例四结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明,并不用于限制本发明。
本文中所使用的术语“控制器”指的是特定用途集成电路、电子电路执行一种或多种软件或硬件程序的处理器和储存器、组合逻辑电路和/或提供所述功能的其它合适器件。 
本文中所述的“电信号”为输电线路上传输的电流信号。
图1所示为本发明输电线路故障监控系统实施例一,从图中可以看出所述输电线路故障监控系统包括:设置于输电线路供电端的监控主机1、设于输电线路用电端的监控从机2和设于输电线路供电端与监控主机信号连接的第一故障行波定位装置3,所述监控主机1与监控从机2网络连接;所述监控从机在预定时间内没接收到电信号,则发出报警信号;所述监控主机2通过网络接收报警信号,所述监控主机1接收到报警信号后进行报警并发送第一控制指令给第一故障行波定位装置3;所述第一故障行波定位装置3根据第一控制指令向输电线路发送行波信号,所述第一故障行波定位装置根据发送的行波信号与反射回来的行波信号计算出行波信号所经过的路程;所述预定时间为所述电信号从监控主机传输到监控从机的时间的两倍。
实施例一中所述预定时间的设置是为了防止意外情况,导致判断失误,例如监控从机瞬间死机没有接收到电信号,而不是线路故障造成,根据操作员的经验得出,预定时间设为所述电信号从监控主机传输到监控从机的时间的两倍,判断会更加准确。
 实施例一中所述监控主机1包括控制器、第一通讯模块、报警信号接收模块、报警器和线性放大器;所述控制器分别与第一通讯模块和线性放大器连接;所述第一通讯模块用于实现控制器与监控从机网络通信;所述报警信号接收模块用于接收第一通讯模块传输的、监控从机发送的报警信号;所述线性放大器用于将报警信号放大后发送给控制器,所述报警器用于报警,当然报警器也可以单独设置,当控制主机与报警器单独设置时,它们之间进行信号连接。
上述所述的控制器接收报警信号并能发送第一控制指令,控制器上可以设置人工操作平台,在上电后,可以通过人工操作平台使控制器发送第一控制指令给第一故障行波定位装置3,控制器接收到报警信号后还驱动报警器报警,本实施例一中控制器为智能型控制器,当控制器接收到报警信号后自动发送第一控制指令以及驱动报警器报警,所述监控主机1与第一故障行波定位装置3之间的信号传递可以是无线传递或有线传递,本实施例选用有线传递,因为监控主机1与第一故障行波定位装置3之间的距离较近,有线连接成本较低且传递指令质量较好;所述第一通讯模块为硬件与软件的结合,第一通讯模块与监控从机中的第二通讯模块具有通信协议,用于完成报警信号传递;报警信号接收模块主要包括存储器,它将第一通讯模块接收到的报警信号进行存储,线性放大器主要对报警信号接收模块存储的报警信号进行放大然后传输给控制器,线性放大器可以与报警信号接收模块集成于一体,也可以与控制器集成于一体,线性放大器可以选用一般的放大器,根据需要,放大器可以由多个放大器级联而成,报警信号传输过程中会受到外部噪声的干扰,以及传输过程中信号会衰减,因此对报警信号进行放大,便于处理。
所述监控从机2包括控制器、第二通讯模块和报警信号发送器;所述控制器分别与报警信号发送器和第二通讯模块连接;所述第二通讯模块用于将报警信号传输给监控主机。
监控从机中的控制器主要控制报警信号发送器发送报警信号,报警信号发送器能根据控制器的控制指令发送报警信号,报警信号可以为正弦波、方波等信号;第二通讯模块与第一通讯模块具有通信协议,第二通讯模块将报警信号发送给监控主机。
所述监控主机1与监控从机2之间的网络连接可以为有线,也可以为无线,本实施例选用无线网络连接,无线网络为GPRS,GPRS网络的带宽8.77KHz,通信速率为通2400bps,GPRS网络方便、覆盖范围广并且传输质量好,报警信号通过加载在过零载波上传输,过零载波的中心频率为127KHz,通过过零载波信号传输报警信号可以避开电力干扰。
本实施例监控主机可以同时监控1-16根输电线路,并且可以在同一根输电线路上的不同段都安装监控从机,多个监控从机与一个监控主机相对应,完成对不同线路段的故障监控。
当监控从机接收不到输电线路上的电信号时,可能造成这样的原因为线路发生故障而断开,这时为了方便检修,需要准确定位故障点,因此本实施例一中增加所述第一故障行波定位装置3,该定位装置包括计时电路、控制器、信号耦合器、行波信号发射器和行波信号接收器,所述控制器根据第一控制指令控制行波信号发射器向输电线路发送行波信号,所述信号耦合器用于将第一控制指令控制行波信号发射器向输电线路发送行波信号耦合到输电线路上,所述行波信号接收器用于接收输电线路反射回来的行波信号,所述计时器用于记录行波信号发送器发送行波信号的时间以及行波信号接收到输电线路反射回来的时间;本实施例中信号耦合器为电感耦合器,耦合器将行波信号耦合到输电线路上,所述计时电路为普通计时器,当发送行波信号时开始计时,接收到反射行波后计时停止,行波信号发射器能产生各种波形的信号,所述行波信号接收器完成对接收的行波信号进行存储并告知控制器,本实施例中采用单端定位原理检测线路故障点,所述行波信号可以为方波信号、正弦波信号等,行波信号在输电线路中传输遇到故障点会反射行波信号回来,因此通过计时电路记录发射行波时间以及反射回来行波的时间就能知道这段时间差,再结合行波信号在输电线路中的传输速度,可以计算出行波信号走过的路程,行波走过路程为监控主机到输电线路故障点距离的两倍,因此可以得出具体故障点,便于检修,本实施例第一故障行波定位装置与监控主机相结合,只有在监控主机发出第一控制指令时才进行故障定位,既节约了电能,又根据需要完成了定位任务。
图2所示为本发明实施例二,从图中可以看出实施例相对于实施一增加了电压和电流采集单元4,电压和电流采集单元一端与输电线路连接,另一端与监控主机连接,电压和电流采集模块对输电线路的电压和电流进行采集并发送给监控主机控制器;若所述监控主机1接收到报警信号且所述电压和电流采集单元采集到电压和电流,则监控主机不发送第一控制指令,因为电路有电流信号则说明线路未断,应该是监控从机出现了问题,增加电压和电流采集单元避免误操作;电压和电流采集单元由电压传感器和电流传感器组成,当然也可以为其中之一,电流传感器完成电流采集,电压传感器完成电压采集,若所述监控主机在预定时间内接收到报警波信号且所述电压和电流采集单元未采集到电压和电流,则监控主机向第一故障行波定位装置发送第一控制指令。
图3和图4所示为本发明实施例三,从图中可以看出实施例三相对实施例二增加了电源模块5和远程控制终端6;所述电源模块5一端与输电线路连接,另一端分别与监控主机1、第一故障行波定位装置3和监控从机2连接,所述电源模块5包括电压变换器、稳压模块和储能电池,所述电压变换器的输入端与输电线路连接,电压变换器的输出端与稳压模块输入端连接,稳压模块的输出端分别与监控主机、第一故障行波定位装置、监控从机和储能电池连接;电压变换器完成对输电线路上的电压进行转换,转换为监控主机、监控从机以及第一故障行波定位装置所需要的电压,稳压模块对转换后的电压进行稳压,使输出电信号变得平稳,储能电池在平时完成电能的存储,在断电时进行供电,监控从机单独用一个电源模块,监控主机和第一故障行波定位装置可以共用一个电源模块,也可以各用一个。
所述远程控制终端6与监控主机1网络连接,远程控制终端可以是手机、远程监控室,远程控制终端可以接收到监控主机接收的报警新号以及监控主机的各种操作。
为了在断电时能判断输电线路是否发生故障,因此增加了实施例四,如图5所示,从图中可以看出,实施四相对实施例三增加了第二故障行波定位装置7,第二故障行波定位装置设置于输电线路用电端,所述第二行波定位装置7与监控从机信号连接,就算在断电时,如果线路没有故障,所述第二故障行波定位装置7也可以接收第一故障行波定位装置3传输的行波信号;当第二故障行波定位装置7未接收到行波信号且监控从机未接收到电信号时,说明输电线路断电且线路断开,第二故障行波定位装置发送第二控制指令控制监控从机发送报警信号;当第二故障行波定位装置接收到行波信号且监控从机未接收到电信号时,说明输电线路完好,则第二故障行波定位装置7发送第三控制指令控制监控从机不发送报警信号;所述第二故障行波定位装置与第一故障行波定位装置内部结构相同,可以完成行波信号接收且可以发送控制指令控制监控从机是否发送报警信号。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种输电线路故障监控系统,其特征在于,包括:设置于输电线路供电端的监控主机、设于输电线路用电端的监控从机和设于输电线路供电端与监控主机信号连接的第一故障行波定位装置,所述监控主机与监控从机网络连接;
所述监控从机在预定时间内没接收到电信号,则发出报警信号;所述监控主机通过网络接收报警信号,当监控主机接收到报警信号后进行报警并发送第一控制指令给第一故障行波定位装置; 
 所述第一故障行波定位装置根据第一控制指令向输电线路发送行波信号,所述第一故障行波定位装置根据发送的行波信号与反射回来的行波信号计算出行波信号所经过的路程;以及
所述预定时间为所述电信号从监控主机传输到监控从机的时间的两倍。
2.根据权利要求1所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,还包括输电新路的电压和电流采集单元,所述电压和电流采集单元一端与输电线路连接,另一端与监控主机连接;
若所述监控主机接收到报警信号且所述电压和电流采集单元采集到电压和电流,则监控主机不发送第一控制指令;
若所述监控主机在第二预定时间内接收到报警波信号且所述电压和电流采集单元未采集到电压和电流,则监控主机向第一故障行波定位装置发送第一控制指令。
3.根据权利要求1所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,所述监控主机和第一故障行波定位装置安装于变电站中。
4.根据权利要求1所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,所述监控主机包括控制器、第一通讯模块、报警信号接收模块、报警器和线性放大器;
所述控制器分别与第一通讯模块、报警器和线性放大器连接;
所述第一通讯模块用于实现控制器与监控从机网络通信;
所述报警信号接收模块用于接收第一通讯模块传输的监控从机发送的报警信号;
所述线性放大器用于将报警信号放大后发送给控制器。
5.根据权利要求1或4所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,所述监控从机包括控制器、第二通讯模块和报警信号发送器;
所述控制器分别与报警信号发送器和第二通讯模块连接;
所述第二通讯模块用于将报警信号传输给监控主机。
6.根据权利要求1或2所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,所述第一故障行波定位装置包括计时电路、控制器、信号耦合器、行波信号发射器和行波信号接收器,所述控制器根据第一控制指令控制行波信号发射器向输电线路发送行波信号,所述信号耦合器用于将第一控制指令控制行波信号发射器向输电线路发送行波信号耦合到输电线路,所述行波信号接收器用于接收输电线路反射回来的行波信号,所述计时器用于记录行波信号发送器发送行波信号的时间以及行波信号接收到输电线路反射回来的时间。
7.根据权利要求1或2所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,还包括电源模块,所述电源模块一端与输电线路连接,另一端分别与监控主机、第一故障行波定位装置和监控从机连接,所述电源模块包括电压变换器、稳压模块和储能电池,所述电压变换器的输入端与输电线路连接,电压变换器的输出端与稳压模块输入端连接,稳压模块的输出端分别与监控主机、第一故障行波定位装置、监控从机和储能电池连接。
8.根据权利要求1所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,还包括远程控制终端,所述远程控制终端与监控主机进行网络通信。
9.根据权利要求1所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,所述报警信号加载于过零载波信号上发送,载波信号的中心频率为127KHz。
10.根据权利要求1所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,所述网络为GPRS。
11.根据权利要求1所述的输电线路故障监控系统,其特征在于,还包括设置于输电线路用电端的第二故障行波定位装置,所述第二行波定位装置与监控从机信号连接,所述第二故障行波定位装置可以接收第一故障行波定位装置传输的行波信号;
当第二故障行波定位装置未接收到行波信号且监控从机未接收到电信号时,发送第二控制指令控制监控从机发送报警信号;
当第二故障行波定位装置接收到行波信号且监控从机未接收到电信号时,发送第三控制指令控制监控从机不发送报警信号。
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