CN105182165A - 一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统 - Google Patents

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CN105182165A CN201510618711.XA CN201510618711A CN105182165A CN 105182165 A CN105182165 A CN 105182165A CN 201510618711 A CN201510618711 A CN 201510618711A CN 105182165 A CN105182165 A CN 105182165A
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Abstract

本发明属于远距离供电系统线路连接状态监测及故障定位系统技术领域,具体涉及一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统。本发明主要解决了现有电阻桥检测地线连接故障的方法存在故障误报率高和无法快速进行故障点定位的技术问题。本发明采用的技术方案为:一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统,包括安装在移动变电站中的主监控装置和数个安装在移动开关柜中的地线检测控制装置。本发明具有能准确的对故障进行报警和定位的优点。

Description

-种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统
技术领域
[0001] 本发明属于远距离供电系统线路连接状态监测及故障定位系统技术领域,具体设 及一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统。
背景技术
[0002] 在类似露天煤矿运样的大区域作业现场,给大型移动用电设备提供几千伏的高压 动力电,通常需要通过移动变电站和若干个移动开关柜一级一级串联地将=相高压电从总 变电站连接到用电设备上,从移动变电站到用电设备间的距离往往有几公里。如果地线连 接不良或断开,可能会造成施工现场人员伤亡和设备损毁的危险。目前一般采用电阻桥的 方法进行故障检测,出现故障时工作人员需要对几公里甚至几十公里范围内的开关柜间的 地线逐一进行排查,十分费时费力,一旦出现故障可能会导致长时间停工,并且故障误报率 局。
发明内容
[0003] 本发明的目的是解决现有电阻桥检测地线连接故障的方法存在故障误报率高和 无法快速进行故障点定位的技术问题,提供一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定 位的系统。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
[0005] 一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统,包括安装在移动变电站 中的主监控装置和数个安装在移动开关柜中的地线检测控制装置,移动变电站中的主监控 装置与数个移动开关柜中的地线检测控制装置通过地线和检测控制线连接;所述数个地线 检测控制装置将实时检测到的其所在区域线路中地线连接状态、开关柜口闭锁状态及开关 柜在线路中位置的信息通过电力载波方式反馈给主监控装置,主监控装置接收各地线检测 控制装置发送的信息并对信息进行分析和实时显示,对有故障的线路进行报警。
[0006] 所述主监控装置包括电源模块、恒流源模块、写有监控程序的微控制器模块、高压 电加电检测模块、液晶显示器模块、指示灯模块、蜂鸣器报警模块和电力载波通讯模块;所 述电源模块中的5V电源输出端分别与微控制器模块、高压电加电检测模块、液晶显示器模 块、指示灯模块、蜂鸣器报警模块和电力载波通讯模块的5V电源输入端连接,电源模块中 的12V电源输出端与电力载波通讯模块的12V电源输入端连接,为主监控装置提供电源; 所述恒流源模块的电源输入端与220V电源连接,恒流源模块的输出端与各地线检测控制 装置的电源输入端AC1连接为各个地线检测控制装置提供30V/2A的恒流源;所述微控制 器模块分别与高压电加电检测模块、液晶显示器模块、指示灯模块、蜂鸣器报警模块和电力 载波通讯模块连接并通过主监控程序对高压电加电检测模块、液晶显示器模块、指示灯模 块、蜂鸣器报警模块和电力载波通讯模块进行检测或控制;其中,所述高压电加电检测模块 的RB4脚与微控制器模块的44脚连接,用于检测移动变电站是否输送了高压电,同时也控 制移动变电站高压电输送开关的断开和闭合;所述液晶显示器模块的RH)~RF7、RW、RS和 RS(C巧脚分别与微控制器模块中的18~11、6、8和3脚连接,用于显示供电线路中各个 开关柜之间的地线连接状态、开关柜口关闭状态、故障及故障地点信息;所述指示灯模块的 RC3~RC5脚分别与微控制器模块中的34~36脚连接,用于根据线路连接状态显示不同 颜色的灯;所述蜂鸣器报警模块的RD3脚与微控制器模块的53脚连接,用于线路故障报警; 所述电力载波通讯模块的TX和RX脚与微控制器模块的31和32脚连接,用于实现主监控 装置与各检测控制装置的通信。
[0007] 所述地线检测控制装置包括电源模块、写有监控程序的微控制器模块、开关柜箱 体编码检测模块、n闭锁开关检测控制模块和电力载波通讯模块;所述电源模块为地线检 测控制装置提供电源;微控制器模块与开关柜箱体编码检测模块、n闭锁开关检测控制模 块和电力载波通讯模块连接并通过监控程序对开关柜箱体编码检测模块、n闭锁开关检测 控制模块和电力载波通讯模块进行检测或控制;其中,所述的开关柜箱体编码检测模块的 RF0~R巧脚与微控制器模块的18~11脚连接,用于通过拨码开关或采用数字方式将编码 设置为与该地线检测控制装置所在移动开关柜箱体编号一致的编码,并将该编码反馈给微 控制器模块,W便于微控制器模块将该编码反馈给主监控装置;所述口闭锁开关检测控制 模块的RD0脚与微控制器模块的58脚连接,n闭锁开关检测控制模块的RE0-RE3脚与微控 制器模块的2、1、64和63脚连接,用于检测移动开关柜的柜口是否已经闭锁到位,并将检测 结果反馈给主监控装置;所述电力载波通讯模块的TX和RX脚与微控制器模块的31和32 脚连接,用于实现与主监控装置和其它检测控制装置的通信。
[0008] 本发明采用W上技术方案,采用安装在移动变电站中的主监控装置和数个安装在 移动开关柜中的地线检测控制装置进行线连接状态的实时监测及故障定,能够实时监测地 线的连接状态,并在地线连接出现故障时及时报警和定位故障区域,极大地节省了工作人 员的查找故障点的时间,使线路的检修时间大大缩短,对于露天矿的安全生产和提高生产 效率,节省人力、物力都将起到重要的作用,并且能准确的对故障进行报警和定位;闭锁装 置可W确保生产过程中移动开关柜的柜口锁闭,能有效的制止带电状态下打开柜口的安全 隐患的发生。因此,与背景技术相比,本发明具有能准确的对故障进行报警和定位的优点。
附图说明
[0009] 图1是本发明线路连接示意图;
[0010] 图2是本发明中主监控装置的电路组成框图;
[0011] 图3是主监控装置电路中的电源模块电路原理图;
[0012] 图4是主监控装置中的恒流源模块图;
[0013] 图5是主监控装置电路中的微控制器模块电路原理图;
[0014] 图6是主监控装置电路中的电力载波通讯模块电路原理图;
[0015] 图7是主监控装置电路中的液晶显示器模块电路的接口电路原理图;
[0016] 图8是主监控装置电路中的高压电加电检测模块电路原理图;
[0017] 图9是主监控装置电路中的指示灯模块电路原理图;
[0018] 图10是主监控装置电路中的蜂鸣器报警模块电路原理图;
[0019] 图11是本发明中地线检测装置的电路组成框图;
[0020] 图12是地线检测控制装置电路中的电源模块电路原理图;
[0021] 图13是地线检测控制装置电路中的微控制器模块电路原理图;
[0022] 图14是地线检测控制装置电路中的开关柜箱体编码检测模块电路原理图;
[0023] 图15是地线检测控制装置电路中的口闭锁开关检测控制模块电路原理图;
[0024] 图16是地线检测控制装置电路中的电力载波通讯模块电路原理图;
[00巧]图17是主监控装置的主监控程序流程图;
[0026] 图18是地线检测控制装置的子监控程序流程图。
具体实施方式
[0027] 如图1所示,本实施例中的一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系 统,包括安装在移动变电站中的主监控装置1和数个安装在移动开关柜中的地线检测控制 装置2,移动变电站中的主监控装置1与数个移动开关柜中的地线检测控制装置2通过地线 和检测控制线连接;所述数个地线检测控制装置2将实时检测到的其所在区域线路中地线 连接状态、开关柜口闭锁状态及开关柜在线路中位置的信息通过电力载波方式反馈给主监 控装置1,主监控装置1接收各地线检测控制装置2发送的信息并对信息进行分析和实时显 示,对有故障的线路进行报警。
[0028] 如图2所示,所述主监控装置包括电源模块4、恒流源模块(RXN-305D) 3、写有监控 程序的微控制器模块8、高压电加电检测模块9、液晶显示器模块7、指示灯模块6、蜂鸣器报 警模块5和电力载波通讯模块化Q132F+) 10 ;所述电源模块4中的5V电源输出端分别与微 控制器模块8、高压电加电检测模块9、液晶显示器模块7、指示灯模块6、蜂鸣器报警模块5 和电力载波通讯模块10的5V电源输入端连接,电源模块4中的12V电源输出端与电力载波 通讯模块10的12V电源输入端连接,为主监控装置提供电源;所述恒流源模块3的电源输 入端与220V电源连接,恒流源模块3的输出端AC1连接电力载波通讯模块10电路的1脚, 恒流源模块3的输出端AC2连接电力载波通讯模块10电路的2脚,恒流源模块3的输出端 AC1和AC2还分别与地线检测装置电路中的电源输入端ACUAC2连接为各个地线检测控制 装置提供30V/2A的恒流源;所述微控制器模块8分别与高压电加电检测模块9、液晶显示 器模块7、指示灯模块6、蜂鸣器报警模块5和电力载波通讯模块10连接并通过主监控程序 对高压电加电检测模块9、液晶显示器模块7、指示灯模块6、蜂鸣器报警模块5和电力载波 通讯模块10进行检测或控制;其中,所述高压电加电检测模块9的RB4脚与微控制器模块 的44脚连接,用于检测移动变电站是否了输送了高压电,同时也控制移动变电站高压电输 送开关的断开和闭合;所述液晶显示器模块7的RF0~RF7、RW、RS和RS(C巧脚分别与微 控制器模块8中的18~11、6、8和3脚连接,用于显示供电线路中各个开关柜之间的地线 连接状态、开关柜口关闭状态、故障及故障地点信息;所述指示灯模块6的RC3~RC5脚分 别与微控制器模块8中的34~36脚连接,用于根据线路连接状态显示不同颜色的灯;所述 蜂鸣器报警模块5的RD3脚与微控制器模块8的53脚连接,用于线路故障报警;所述电力 载波通讯模块10的TX和RX脚与微控制器模块8的31和32脚连接,用于实现主监控装置 与各检测控制装置的通信。
[0029] 如图3所示,所述电源模块4由二极管D2~D4构成的桥式整流电路、二极管D16、 2个电感13、L4、6个电阻R7、R9、R13~R16、2个电容C11、C12、4个电解电容E1~E4、集 成电路忍片(MC33063)IC1 0C/DC变换器忍片)和稳压忍片(MC7化05)IC3组成;所述桥式 整流电路的负极输出端与电感L3的一端连接,电感L3的另一端与电阻R9的一端、集成电 路忍片IC1的6脚、电容C12的一端和电解电容E1的正极连接,电阻R9的另一端与集成电 路忍片IC1的8脚、7脚和1脚连接,集成电路忍片IC1的5脚与电阻R13~R16的一端连 接,电阻R13和R14的另一端并联后与电解电容E2的正极、电感L4的一端和电阻R7的一 端连接,集成电路忍片IC1的2脚与电感L4的另一端和二极管D16的负极连接,集成电路 忍片IC1的3脚与电容C11的一端连接,电阻R7的另一端与稳压忍片IC3的3脚和电解电 容E3的正极连接,稳压忍片IC3的1脚与电解电容E4的正极连接,电容C12的另一端、电解 电容E1的负极、电阻R15~R16的另一端、集成电路忍片IC1的4脚、电容C11的另一端、 二极管D16的负极、电解电容E2~E4的负极和稳压忍片IC3的2脚与桥式整流电路的正 极输出端连接后接地;在电感L4与电阻R7和电解电容E2的连接端设有一 +12V电源输出 端,在稳压忍片IC3的1脚与电解电容E4的正极连接端设有一巧V电源输出端。
[0030] 如图4所示,所述恒流源模块(RXN-30抓)3是一个0-30V和0-5A可调的直流稳压 电源,它与交流220V电源连接,它的输出端AC1连接主监控装置中电力载波通讯模块电路 的1脚,输出端AC2连接主监控装置中电力载波通讯模块电路的2脚。同时,它的输出端 AC1和AC2也分别和地线检测装置电路中相同名称的脚相连接。
[0031] 如图5所示,所述微控制器模块8由微控制器忍片(PIC18F6620)U2和5个电容 C1~巧组成,电容C1的一端与微控制器忍片肥的10脚和巧V电源连接,电容C1的另一 端与微控制器忍片U2的9脚连接后接地;电容C2的一端与微控制器忍片U2的57脚和巧V 电源连接,电容C2的另一端与微控制器忍片U2的56脚连接后接地;电容C3的一端与微控 制器忍片肥的19脚和巧V电源连接,电容C3的另一端与微控制器忍片U2的20脚连接后 接地;电容C4的一端与微控制器忍片U2的26脚和巧V电源连接,电容C4的另一端与微控 制器忍片肥的25脚连接后接地;电容巧的一端与微控制器忍片U2的38脚和巧V电源连 接,电容巧的另一端与微控制器忍片U2的41脚连接后接地;微控制器中装有主监控程序, 上电后自动运行主监控程序读取引脚上的电平信息或者控制引脚上的电平变化,达到检测 和控制其他电路的功能。 阳0巧如图6所示,所述的电力载波通讯模块化Q132F+) 10是一款单列9针、小体积、高 性能的载波数据收发模块,该电力载波通讯模块的1脚与恒流源模块3的输出端AC1连接, 电力载波通讯模块的2脚与恒流源模块3的输出端AC2连接并接地,电力载波通讯模块的3 脚与+12V电源连接,电力载波通讯模块的4脚接地,电力载波通讯模块的5脚与巧V电源连 接,电力载波通讯模块的6脚与微控制器忍片U2的31脚连接,电力载波通讯模块的7脚与 微控制器忍片U2的32脚连接;它可在强干扰、强衰减、远距离环境下可靠的传送数据。本 系统中的电力载波通讯模块可W使用一般的载波模块,也可W使用电力线网络载波模块。
[0033] 如图7所示,所述液晶显示器模块7由液晶显示器化CD12864)和滑动电阻R41组 成,液晶显示器接口P8中的4脚与微控制器忍片U2的3脚连接用来识别液晶屏接收到的 是指令还是数据;液晶显示器接口P8中的5脚与微控制器忍片U2的6脚连接,用作读写控 审IJ;液晶显示器接口P8中的6脚与微控制器忍片U2的8脚连接;液晶显示器接口P8中的 7-14脚分别与微控制器忍片肥的RF0-R巧脚相连,用作数据的传输;液晶显示器接口P8中 的15脚与巧V电源连接,液晶显示器接口P8中的1脚接地,液晶显示器接口P8中的2脚 与滑动电阻R41的一固定端连接后再与巧V电源连接,液晶显示器接口P8中的3脚与滑动 电阻R41的活动端连接,滑动电阻R41的另一固定端接地。
[0034] 如图8所示,所述高压电加电检测模块由两个电阻R42、R43、S极管Q15和光电二 极管D18组成,所述电阻R42的一端与光电二极管D18的正极连接后与巧V电源连接,电阻 R42的另一端与=极管Q15的集电极连接后与微控制器忍片U2的44脚连接,=极管Q15的 发射极与电阻R43的一端连接后接地,=极管Q15的基极与电阻R43的另一端和光电二极 管D18的负极连接。
[0035] 如图9所示,所述指示灯模块由红、黄、绿3个并联的指示灯电路组成即由电阻 R35~R40、发光二极管D13~D15和=极管Q12~Q14组成,所述每个指示灯电路由两个 电阻、一个发光二极管和一个立极管组成,第一个电阻的一端与发光二极管的正极连接,发 光二极管的负极与=极管的集电极连接,第二个电阻的一端设有接线端,第二个电阻的另 一端与=极管的基极连接,第一个电阻的另一端与巧V电源连接,=极管的发射极接地;其 中D13是红灯,D14是黄灯,D15是绿灯。电路中的RC3、RC4、RC5S个接线端分别和微控制 器忍片U2的34、35、36脚相连。当线路连接正常、需要警示和需要报警的情况时,微控制器 分别控制绿灯、黄灯和红灯亮。
[0036] 如图10所示,所述蜂鸣器报警模块电路由电阻R5、S极管Q16、二极管D10和蜂鸣 器BP组成,所述电阻R5的一端设有RD3脚,用于连接微控制器忍片U2的53脚,电阻R5的 另一端与=极管Q16的基极连接,=极管Q16的发射极接地,=极管Q16的集电极与二极管 D10的正极和蜂鸣器BP的一个端口连接,二极管D10的负极与蜂鸣器BP的另一端口连接后 与巧V电源连接;在微控制器的控制下,当出现警示的情况时蜂鸣器发出缓和的鸣叫声,当 发生需要报警的情况时发出急促的警笛声。
[0037] 如图11所示,所述地线检测控制装置包括电源模块15、写有监控程序的微控制器 模块11、开关柜箱体编码检测模块12、n闭锁开关检测控制模块13和电力载波通讯模块 14 ;所述电源模块15为地线检测控制装置提供电源;微控制器模块11与开关柜箱体编码 检测模块12、n闭锁开关检测控制模块13和电力载波通讯模块14连接并通过监控程序对 开关柜箱体编码检测模块12、n闭锁开关检测控制模块13和电力载波通讯模块14进行检 测或控制;其中,所述的开关柜箱体编码检测模块12的RF0~RF7脚和RG4脚分别与微控 制器模块11的18~11脚和8脚连接,用于通过拨码开关或采用数字方式将编码设置为与 该地线检测控制装置所在移动开关柜箱体编号一致的编码,并将该编码反馈给微控制器模 块11,W便于微控制器模块11将该编码反馈给主监控装置;所述口闭锁开关检测控制模块 13的RD0脚与微控制器模块11的58脚连接,n闭锁开关检测控制模块13的RE0-RE3脚与 微控制器模块11的2、1、64和63脚连接,用于检测移动开关柜的柜口是否已经闭锁到位, 并将检测结果反馈给主监控装置;所述电力载波通讯模块14的TX和RX脚与微控制器模块 11的31和32脚连接,用于实现与主监控装置和其它检测控制装置的通信。
[0038] 如图12所示,所述的电源模块15由继电器Jl(虚线框中电路)、两个二极管D6、 D7、肖特基整流二极管(MBR3045)D1、S极管Ql、9个电阻R8、R10、R11、R12、R17~R21、两个 电感L1、L2、3个电容C8、C13、C14、4个电解电容E5~E8、集成电路忍片(MC33063)IC4值C/ DC变换器忍片)和S端稳压集成电路忍片(7化05)1巧组成,所述AC1的输入端与电容C8 的一端、继电器J1的1脚、电阻R11的一端和肖特基整流二极管D1的1脚连接,电容C8的 另一端与继电器J1的2脚和肖特基整流二极管D1的3脚连接,AC1的输出端与电容C8的 另一端和继电器J1的2脚连接,继电器J1的5脚与二极管D6的正极和=极管Q1的集电 极连接,=极管Q1的基极与电阻R17的一端连接,电阻R17的另一端为RD1端口,二极管 D6的负极与继电器J1的4脚连接且引出+12V端口,电阻R11的另一端与电阻R12的一端 连接,电阻R11与电阻R12的连接线之间设有RAO端口,电感L1的一端与肖特基整流二极 管D1的2脚连接,电感L1的另一端与电阻R10的一端、集成电路忍片IC4的6脚、电容C14 的一端和电解电容E5的正极连接,电阻R10的另一端与集成电路忍片IC4的1脚、8脚和7 脚连接,集成电路忍片IC4的5脚与电阻R18~R21的一端连接,电阻R19的另一端与电阻 R20的另一端、电感L2的一端、电解电容E7的正极和电阻R8的一端连接,在电感L2的一端 设有+12V端口,集成电路忍片IC4的2脚与电感L2的另一端和二极管D7的负极连接,集 成电路忍片IC4的3脚与电容C13的一端连接,电阻R8的另一端与=端稳压集成电路忍片 I巧的3脚和电解电容E8的正极连接,S端稳压集成电路忍片I巧的1脚与电解电容E6的 正极连接,且在连接线上设有一 +5V端口,电解电容E5~E8的负极、=端稳压集成电路忍 片I巧的2脚、二极管D7的正极、电容C13~C14的另一端、集成电路忍片IC4的4脚、电 阻R18、R21及R12的另一端和=极管Q1的发射极接地。
[0039] 如图13所示,所述微控制器模块11由微控制器忍片(PIC18F6620)U1和5个电容 C15~C19组成,电容C15的一端与微控制器忍片U1的10脚和巧V电源连接,电容C15的 另一端与微控制器忍片U1的9脚连接后接地;电容C16的一端与微控制器忍片U1的57脚 和巧V电源连接,电容C16的另一端与微控制器忍片U1的56脚连接后接地;电容C17的一 端与微控制器忍片U1的19脚和巧V电源连接,电容C17的另一端与微控制器忍片U1的20 脚连接后接地;电容C18的一端与微控制器忍片U1的26脚和巧V电源连接,电容C18的另 一端与微控制器忍片U1的25脚连接后接地;电容C19的一端与微控制器忍片U1的38脚 和巧V电源连接,电容C19的另一端与微控制器忍片U1的41脚连接后接地;微控制器忍片 U1中装有子监控程序,上电后自动运行子监控程序读取微控制器引脚上的电平信息或者控 制微控制器引脚上的电平变化,从而达到检测和控制其他电路的功能。微控制器忍片U1的 55脚与电源模块15中的RD1端口连接,微控制器忍片U1的24脚与电源模块15中的RA0 端口连接。
[0040] 如图14所示,所述开关柜箱体编码检测模块12由1个9位的拨位开关值IP-9)SP 和9个电阻R51~R59组成,所述拨位开关SP的1~9脚接地,拨位开关SP的10~18脚 分别与微控制器忍片U1的RF0~R巧和RG4引脚连接,拨位开关SP的10~18脚还分别 与电阻R51~R59的一端连接,电阻R51~R59的另一端与巧V电源连接;开关柜箱体上的 编号将图中的拨位开关SP的每一位拨到对应的编码位置,地线检测装置的微控制器模块 根据每一位开关上的位置读取出箱体的编码值。
[0041] 如图15所示,所述口闭锁开关检测控制模块13由11个电阻R61~R68和R22~ R24、2个二极管D8和D9、2个S极管Q3和Q4和1个航空插座C0N1组成,所述电阻R24的 一端为RD0端口,电阻R24的另一端与=极管Q3的基极连接,=极管Q3的发射极接地,= 极管Q3的集电极与电阻R22和R23的一端连接,电阻R22的另一端与+12V电源和二极管 D8的正极连接,二极管D8的负极与二极管D9的正极连接,二极管D9的负极与=极管Q4 的集电极连接,电阻R23的另一端与=极管Q4的基极连接,=极管Q4的发射极与航空插座 C0N1的8脚连接,航空插座C0N1的1脚接地,航空插座C0N1的2脚与电阻R61的一端和 电阻R65的一端连接,电阻R65的另一端为RE3接口;航空插座CONI的3脚与电阻R62的 一端和电阻R66的一端连接,电阻R66的另一端为RE2接口;航空插座C0N1的4脚与电阻 R63的一端和电阻R67的一端连接,电阻R67的另一端为RE1接口;航空插座C0N1的5脚 与电阻R64的一端和电阻R68的一端连接,电阻R67的另一端为RE0接口;电阻R61~R64 的另一端连接在一起与巧V电源连接。RD0端口与微控制器忍片U1的58脚连接,控制开关 柜口上的开关和闭锁装置,RD0端的控制信号经过Q3、Q4两级放大后驱动开关柜口上的开 关和闭锁装置动作。图右半部分是口闭锁开关的检测电路,电路中的RE0~RE3接口与微 控制器忍片U1的2、1、64和63脚连接,微控制器读取2、1、64和63引脚上的电平信号W判 断连接在航空插头上的口闭锁开关的闭合情况。
[0042]如图16所示,所述电力载波通讯模块化Q132F+) 14是一款单列9针、小体积、高性 能的载波数据收发模块,该电力载波通讯模块的1脚与电源模块15的AC1(入)端连接,电 力载波通讯模块的2脚与电源模块15的AC2连接并接地,电力载波通讯模块的3脚与+12V 电源连接,电力载波通讯模块的4脚接地,电力载波通讯模块的5脚与巧V电源连接,电力 载波通讯模块的6脚与微控制器忍片U1的31脚连接,电力载波通讯模块的7脚与微控制 器忍片U1的32脚连接;它可在强干扰、强衰减、远距离环境下可靠的传送数据。
[00创如图17所示,主监测装置的电路在主监控程序的控制下按照图中流程工作。
[0044] 如图18所示,地线检测控制装置的电路在子监控程序控制下按照图中流程工作。
[0045]本发明的工作过程为:
[0046] 1 :根据需要将移动变电站、若干个移动开关柜及用电设备连接好。移动变电站中 的主监控装置和每一个串联的地线检测控制装置的检测控制线路也连接好。
[0047] 2:系统上电,主监控装置中的恒流源为连接于线路上的所有地线检测控制装置供 电;
[0048] 3:安装于移动开关柜中的地线检测控制装置在其中的嵌入式监控软件控制下,按 照移动开关柜在线路中的连接顺序依次进行上电初始化,确认自己在电路中的连接顺序, 连接顺序确认后,将检测到自己所在区域内的地线连接状态、所在移动开关柜的箱体编码、 在线路中的顺序编号、所在位置检测控制线与地线之间的电压和移动开关柜柜口闭锁状态 信息一并发送到主监控装置;
[0049]4:主监控装置根据地线检测控制装置上传的移动开关柜柜口闭锁状态,判断是否 所有移动开关柜柜口都关闭到位,如果都关闭到位就提示工作人员合闽输送高压电进行生 产;否则,显示情况异常、异常指示灯亮并蜂鸣器报警;
[0050] 主监控装置根据地线检测控制装置上传的所在区域内的地线连接状态信息、移动 开关柜的箱体编码和在线路中的顺序编号,判断地线检测装置所在位置的地线连接是否出 现故障,若有故障,根据上述编号确定故障所在区域,W便于及时维修;
[0051] 5 :主监控装置检测到高压电已输送后,控制移动变电站柜口锁销上的电磁铁加 电,将柜口牢牢锁住。同时,向各个地线检测控制装置发送命令,使每个地线检测控制装置 所在移动开关柜的柜口锁销上的电磁铁加电,将柜口牢牢锁住;
[0052] 6 :主监控装置和地线检测控制装置通过电路载波通讯方式进行实时通讯,当主监 控装置向地线检测控制装置发送检测指令时,每一个地线检测控制装置就上传其所在位置 的检测控制线与地线之间的电压、移动开关柜箱体编号、移动开关柜柜口闭锁状态信息;
[0053] 7 :主监控装置对地线检测控制装置上传的信息进行存储、分析。数据分析过程如 下:
[0054] (1)根据每一个地线检测控制装置上传的电压值,计算出相邻两个地线检测控制 装置间的电压差AU; 阳化5] (2)已知本发明采用恒流源为监测系统提供恒定的电流I,且每一个地线检测 控制装置都消耗相等的电流i,那么,线路中某相邻两个地线检测控制装置间的电流为I-nXi(n表示该地线检测控制装置前地线检测控制装置的个数);
[0056] (3)根据欧姆定律计算出相邻两个地线检测控制装置间线路上的电阻值R,R等于 All /…巧姆.
[0057] (4)根据主监测装置设置的电阻值上下限,判断相邻两个地线检测控制装置间的 地线是否可能发生连接故障;
[0058] 8 :若线路发生故障,主监控装置进行报警并提示故障发生区域位置;否则,主监 控装置向地线检测控制装置定时发送检测指令。
[0059] 上述的开关柜连接顺序编号的方法是: W60] 系统上电后,地线检测控制装置按照其在线路中的连接顺序依次上电进行顺序编 号确认,如:第一个移动开关柜(排在最前面,最靠近移动变电站端)中的地线检测控制装 置将其电路中的继电器断开,使串联在其后面所有开关柜中的地线检测控制装置断电,然 后检测在一个时间间隔内接收其他地线检测控制装置发送的顺序编号信息,如果在运个时 间间隔内未接收到任何编号信息,则将自己的顺序编号确定为1,然后将电路中的继电器闭 合,使串联在其后面的检测控制装置上电工作,经过一个延时后将其顺序编号发送出去,然 后开始接收其他检测控制器发出的顺序编号,如果在一定时间间隔内未接收到比自己顺序 编号大的顺序编号信息,则认为此地线检测控制装置为最后一个;第二个移动开关柜中的 地线检测控制装置上电后将其电路中的继电器断开,使串联在其后面所有开关柜中的地线 检测控制装置断电,然后在一个时间间隔内接收其他地线检测控制装置发送的顺序编号, 如果接收到则将自己的顺序编号确定为n+1 (第二个地线检测控制装置会接收到第一个地 线检测控制装置发来的顺序编号1,所W它的顺序编号为2),然后再检测自己是否为最后 一个检测控制装置。每一个地线检测控制装置就是运样进行初始化确认自己的顺序编号, 并且检测所在移动开关柜的箱体编号。

Claims (3)

1. 一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统,其特征在于:包括安装在 移动变电站中的主监控装置和数个安装在移动开关柜中的地线检测控制装置,移动变电站 中的主监控装置与数个移动开关柜中的地线检测控制装置通过地线和检测控制线连接;所 述数个地线检测控制装置将实时检测到的其所在区域线路中地线连接状态、开关柜门闭锁 状态及开关柜在线路中位置的信息通过电力载波方式反馈给主监控装置,主监控装置接收 各地线检测控制装置发送的信息并对信息进行分析和实时显示,对有故障的线路进行报 警。
2. 根据权利要求1所述的一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统,其 特征在于:所述主监控装置包括电源模块、恒流源模块、写有监控程序的微控制器模块、高 压电加电检测模块、液晶显示器模块、指示灯模块、蜂鸣器报警模块和电力载波通讯模块; 所述电源模块中的5V电源输出端分别与微控制器模块、高压电加电检测模块、液晶显示器 模块、指示灯模块、蜂鸣器报警模块和电力载波通讯模块的5V电源输入端连接,电源模块 中的12V电源输出端与电力载波通讯模块的12V电源输入端连接,为主监控装置提供电源; 所述恒流源模块的电源输入端与220V电源连接,恒流源模块的输出端与各地线检测控制 装置的电源输入端ACl连接为各个地线检测控制装置提供30V/2A的恒流源;所述微控制 器模块分别与高压电加电检测模块、液晶显示器模块、指示灯模块、蜂鸣器报警模块和电力 载波通讯模块连接并通过主监控程序对高压电加电检测模块、液晶显示器模块、指示灯模 块、蜂鸣器报警模块和电力载波通讯模块进行检测或控制;其中,所述高压电加电检测模块 的RB4脚与微控制器模块的44脚连接,用于检测移动变电站是否输送了高压电,同时也控 制移动变电站高压电输送开关的断开和闭合;所述液晶显示器模块的RFO~RF7、RW、RS和 RS(CS)脚分别与微控制器模块中的18~11、6、8和3脚连接,用于显示供电线路中各个 开关柜之间的地线连接状态、开关柜门关闭状态、故障及故障地点信息;所述指示灯模块的 RC3~RC5脚分别与微控制器模块中的34~36脚连接,用于根据线路连接状态显示不同 颜色的灯;所述蜂鸣器报警模块的RD3脚与微控制器模块的53脚连接,用于线路故障报警; 所述电力载波通讯模块的TX和RX脚与微控制器模块的31和32脚连接,用于实现主监控 装置与各检测控制装置的通信。
3. 根据权利要求1所述的一种移动供电地线连接状态实时监测及故障定位的系统,其 特征在于:所述地线检测控制装置包括电源模块、写有监控程序的微控制器模块、开关柜箱 体编码检测模块、门闭锁开关检测控制模块和电力载波通讯模块;所述电源模块为地线检 测控制装置提供电源;微控制器模块与开关柜箱体编码检测模块、门闭锁开关检测控制模 块和电力载波通讯模块连接并通过监控程序对开关柜箱体编码检测模块、门闭锁开关检测 控制模块和电力载波通讯模块进行检测或控制;其中,所述的开关柜箱体编码检测模块的 RFO~RF7脚与微控制器模块的18~11脚连接,用于通过拨码开关或采用数字方式将编码 设置为与该地线检测控制装置所在移动开关柜箱体编号一致的编码,并将该编码反馈给微 控制器模块,以便于微控制器模块将该编码反馈给主监控装置;所述门闭锁开关检测控制 模块的RDO脚与微控制器模块的58脚连接,门闭锁开关检测控制模块的RE0-RE3脚与微控 制器模块的2、1、64和63脚连接,用于检测移动开关柜的柜门是否已经闭锁到位,并将检测 结果反馈给主监控装置;所述电力载波通讯模块的TX和RX脚与微控制器模块的31和32 脚连接,用于实现与主监控装置和其它检测控制装置的通信。
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