CN104678256A - 一种配电线路故障在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于配电线路技术领域，尤其涉及一种配电线路故障在线监测系统，包括主控单元、故障监测单元、放大单元、无线射频单元，所述故障检测单元连接放大单元，所述放大单元连接主控单元，所述主控单元连接无线射频单元。本发明的电流互感器可以快速准确的在线检测接地故障、短路故障、线路负荷、谐波等情况，并将所采集到的特征信号通过天线发射给系统主站进行处理，实现远距离传输，整个过程无需人工检测，就可以实时监测配电线路故障的情况，对于野外、距离远、环境复杂的地方也可以实现实时监测，快速定位故障点，便于线路检修人员有针对的维修，大大提高工作人员的工作效率，减少人员劳动强度，减少人力成本。
Description
技术领域
本发明属于配电线路技术领域，尤其涉及一种配电线路故障在线监测系统。
背景技术
电力系统是国民经济的基础产业，随着经济的发展，电力系统的规模不断扩大，人们对供电服务、电能质量的要求越来越高。为此我国提出了建设智能电网的总体目标，智能电网由智能输电网和智能配电网组成，十二五规划对智能配电网提出了安全可靠、优质高效、灵活互动的三大目标，其核心内容之一是使配电网具有更高的供电可靠性，具有自愈(重构)功能，最大限度减少供电故障对用户的影响。国家电网和南方电网招标花在配电网上的产品超百亿元。这其中架空线路配电网智能化产品占有相当大的比例。然而，目前的故障监测方式是检修人员人工监测，由于一些架空线路在野外，距离远，环境复杂，产生故障(短路和接地)难于迅速定位故障点，给线路检修人员带来较大困难，导致工作人员的工作效率低、人员劳动强度大。
发明内容
本发明提供一种配电线路故障在线监测系统，以解决上述背景技术中目前的故障监测方式是检修人员人工监测，工作效率低、人员劳动强度大的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：本发明提供一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：包括主控单元、故障监测单元、放大单元、无线射频单元，所述故障检测单元连接放大单元，所述放大单元连接主控单元，所述主控单元连接无线射频单元。
所述主控单元包括芯片U1、接收器J2，所述芯片U1的引脚4接接收器J2的引脚3，其引脚5接接收器J2的引脚2，其引脚6接接收器J2的引脚1，其引脚19接地。
所述芯片U1选用AT89C52型号的单片机。
所述故障监测单元包括串行电流互感器J1、光电耦合器U2、三极管Q1，所述串行电流互感器J1的引脚1接地，其引脚2接三极管Q1的基极，其引脚3接光电耦合器U2的引脚2，其引脚4接电压+12V，所述光电耦合器U2的引脚1接三极管Q1的集电极且都接电压+12V，其引脚3接三极管Q1的发射极。
所述放大单元包括放大器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2，所述放大器U3的引脚1接电阻R3的一端、电容C1的一端且都接芯片U1的引脚11，其引脚2接电阻R1的一端、电阻R2的一端，其引脚3接电阻R4的一端、电容C2的一端，所述电阻R2的另一端接电阻R3的另一端、电容C1的另一端，所述电阻R4的另一端接电容C2的另一端且都接地，所述电阻R1的另一端接光电耦合器U2的引脚4。
所述放大器U3选用运算放大器。
所述无线射频单元包括稳压管D1、电阻R5、三极管Q2、电容C3、天线E1，所述稳压管D1的阴极接三极管Q2的基极、电阻R5的一端且都接芯片U1的引脚25,所述三极管Q2的集电极接电容C3的一端，其发射极接稳压管D1的阳极且都接地，所述电容C3的另一端接电阻R5的另一端且接天线E1。
所述三极管Q2选用NPN型晶体三极管。
本发明的有益效果为：
1本发明的电流互感器J1检测配电线路的检测点两侧的电压、电流信号，经过光电耦合器U2隔离以后，在经过放大单元放大，转换成电压信号传送至单片机，再由单片机将采集到的信号由天线将信号无线传输出去，实现远距离传输，整个过程无需人工检测，就可以实时监测配电线路故障的情况，对于野外、距离远、环境复杂的地方也可以实现实时监测，快速定位故障点，便于线路检修人员有针对的维修，大大提高工作人员的工作效率，减少人员劳动强度，减少人力成本。
2本发明通过光电耦合器来将电流互感器检测到的调制信号耦合至电力电缆屏蔽层，避免信号受外界干扰，导致检测信号不准确的情况发生。
3本发明的电流互感器可以快速准确的在线检测接地故障、短路故障、线路负荷、谐波等情况，并将所采集到的特征信号通过天线发射给系统主站进行处理，能够有效提高配电线路故障检测的自动化和现代水平。
4本发明的接收器，可以接收来自系统主站的对时命令实现远程受控信号采集、处理、传输功能。
5本发明结构简单，各元器件相对比较便宜，制造成本低，易集成化，可以大范围推广使用。
附图说明
图1是本发明的结构图；
图2是本发明的主控单元的电路原理图；
图3是本发明的故障监测单元的电路原理图；
图4是本发明的放大单元的电路原理图；
图5是本发明的无线射频单元的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步描述：
实施例：
本实施例包括：主控单元、故障监测单元、放大单元、无线射频单元。
图1中，故障检测单元连接放大单元，放大单元连接主控单元，主控单元连接无线射频单元。
图2中，主控单元包括芯片U1、接收器J2，芯片U1的引脚4接接收器J2的引脚3，其引脚5接接收器J2的引脚2，其引脚6接接收器J2的引脚1，其引脚19接地。
图3中，故障监测单元包括串行电流互感器J1、光电耦合器U2、三极管Q1，串行电流互感器J1的引脚1接地，其引脚2接三极管Q1的基极，其引脚3接光电耦合器U2的引脚2，其引脚4接电压+12V，光电耦合器U2的引脚1接三极管Q1的集电极且都接电压+12V，其引脚3接三极管Q1的发射极。
图4中，放大单元包括放大器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2，放大器U3的引脚1接电阻R3的一端、电容C1的一端且都接芯片U1的引脚11，其引脚2接电阻R1的一端、电阻R2的一端，其引脚3接电阻R4的一端、电容C2的一端，电阻R2的另一端接电阻R3的另一端、电容C1的另一端，电阻R4的另一端接电容C2的另一端且都接地，电阻R1的另一端接光电耦合器U2的引脚4。
图5中，无线射频单元包括稳压管D1、电阻R5、三极管Q2、电容C3、天线E1，稳压管D1的阴极接三极管Q2的基极、电阻R5的一端且都接芯片U1的引脚25,三极管Q2的集电极接电容C3的一端，其发射极接稳压管D1的阳极且都接地，电容C3的另一端接电阻R5的另一端且接天线E1。
本发明的电流互感器J1检测配电线路的检测点两侧的电压、电流信号，经过光电耦合器U2隔离以后，在经过放大单元放大，转换成电压信号传送至单片机，再由单片机将采集到的信号由天线将信号无线传输出去，实现远距离传输，整个过程无需人工检测，就可以实时监测配电线路故障的情况，对于野外、距离远、环境复杂的地方也可以实现实时监测，快速定位故障点，便于线路检修人员有针对的维修，大大提高工作人员的工作效率，减少人员劳动强度，减少人力成本。
本发明的电流互感器可以快速准确的在线检测接地故障、短路故障、线路负荷、谐波等情况，并将所采集到的特征信号通过天线发射给系统主站进行处理，引导工作人员迅速准确的找到故障点，提高工作效率，减轻工作人员的劳动强度，有效提高配电线路故障检测的自动化和现代水平。
本发明当架空线路发生故障时，电流互感器检测到线路故障以后，通过天线无线射频方式，将故障信号上传到数据通讯终端；准实时在线的数据通讯终端通过无线网络将故障信号发送给监控中心，监控中心的工作人员将该故障的相关信息传达给指定的管理人员，确保在线路运行正常的情况下，配电线路故障在线监测系统定时采集电网运行的数据，通过无线射频方式实时上传至监控中心。
利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：包括主控单元、故障监测单元、放大单元、无线射频单元，所述故障检测单元连接放大单元，所述放大单元连接主控单元，所述主控单元连接无线射频单元。
2.根据权利要求1所述的一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：所述主控单元包括芯片U1、接收器J2，所述芯片U1的引脚4接接收器J2的引脚3，其引脚5接接收器J2的引脚2，其引脚6接接收器J2的引脚1，其引脚19接地。
3.根据权利要求2所述的一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：所述芯片U1选用AT89C52型号的单片机。
4.根据权利要求1所述的一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：所述故障监测单元包括串行电流互感器J1、光电耦合器U2、三极管Q1，所述串行电流互感器J1的引脚1接地，其引脚2接三极管Q1的基极，其引脚3接光电耦合器U2的引脚2，其引脚4接电压+12V，所述光电耦合器U2的引脚1接三极管Q1的集电极且都接电压+12V，其引脚3接三极管Q1的发射极。
5.根据权利要求1所述的一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：所述放大单元包括放大器U3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2，所述放大器U3的引脚1接电阻R3的一端、电容C1的一端且都接芯片U1的引脚11，其引脚2接电阻R1的一端、电阻R2的一端，其引脚3接电阻R4的一端、电容C2的一端，所述电阻R2的另一端接电阻R3的另一端、电容C1的另一端，所述电阻R4的另一端接电容C2的另一端且都接地，所述电阻R1的另一端接光电耦合器U2的引脚4。
6.根据权利要求5所述的一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：所述放大器U3选用运算放大器。
7.根据权利要求1所述的一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：所述无线射频单元包括稳压管D1、电阻R5、三极管Q2、电容C3、天线E1，所述稳压管D1的阴极接三极管Q2的基极、电阻R5的一端且都接芯片U1的引脚25,所述三极管Q2的集电极接电容C3的一端，其发射极接稳压管D1的阳极且都接地，所述电容C3的另一端接电阻R5的另一端且接天线E1。
8.根据权利要求7所述的一种配电线路故障在线监测系统，其特征在于：所述三极管Q2选用NPN型晶体三极管。
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