CN106383457A - 一种可监测线路分支状态的分界开关控制器 - Google Patents

一种可监测线路分支状态的分界开关控制器 Download PDF

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CN106383457A CN201610726038.6A CN201610726038A CN106383457A CN 106383457 A CN106383457 A CN 106383457A CN 201610726038 A CN201610726038 A CN 201610726038A CN 106383457 A CN106383457 A CN 106383457A
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明涉及一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，包括：用于采集电流故障信号、线路类型及位置信息的故障指示器及用于采集线路故障信号的分界开关；接收前述电流故障信号、线路类型及位置信息、线路故障信号的分界开关控制器，所述分界开关控制器通过无线通道向系统主站发送所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号；所述系统主站接收所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号并存储。而本申请不仅可实现分界开关本身，所在线路及负荷的运行状态和参数的实时在线检测。

Description

一种可监测线路分支状态的分界开关控制器
【技术领域】
本发明涉及电力设备领域，尤其涉及一种可监测线路分支状态的分界开关控制器。
【背景技术】
随着经济建设的快速发展，配网线路工程及改造也随之发展增速，配网线路的故障监测及隔离对电网的安全运行具有重大的意义，而故障指示器的应用虽然在一定程度上加快了配网线路的检修时间，但在实际配网自动化应用中，难于与分界开关进行配合使用，无法及时掌握分界开关的分合状态和所带负荷的停带电状态。
【发明内容】
为解决前述问题，本发明提出一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，以实时在线检测分界开关故障及故障电流等数据。
为达到前述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明具备如下技术效果：一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，包括：
用于采集电流故障信号、线路类型及位置信息的故障指示器及用于采集线路故障信号的分界开关；
接收前述电流故障信号、线路类型及位置信息、线路故障信号的分界开关控制器，所述分界开关控制器通过无线通道向系统主站发送所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号；
所述系统主站接收所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号并存储。
可选的，所述故障指示器包括：
用于采集线路上电流信号的电流电压信号采集单元及用于采集线路类型及位置信息的注入信号检测单元；
以及耦接所述电流电压信号采集单元及注入信号检测单元的第一主处理器，所述第一主处理器接收所述电力信号及线路类型及位置信息，并判断所述电力信号是否超过额定阈值，当所述电力信号超过所述额定阈值时，所述第一处理器生成所述电流故障信号；
及，与所述第一主处理器连接的第一本地通信单元，所述第一主处理器通过所述第一本地通信单元向所述分界开关控制器发送所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
可选的，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的时钟单元，向所述第一主处理器提供时钟信号。
可选的，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的第一供电单元，用于向所述第一主处理器提供工作电源。
可选的，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的第一存储单元，用于存储所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
可选的，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的第一状态显示单元，所述第一主处理器发送所述电流故障信号和线路类型及位置信息给第一状态显示单元，所述第一状态显示单元显示所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
可选的，所述分界开关控制器包括：
接收所述电流故障信号和线路类型及位置信息的第二本地通信单元及接收所述线路故障信号的分界开关数据接口单元；
与所述第二本地通信单元及分界开关数据接口单元连接的第二主处理器及与所述第二主处理器连接的远程通信单元；
所述第二主处理器接收所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号，并控制所述远程通信单元向所述系统主站发送所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号。
可选的，所述分界开关控制器还包括：与所述第二主处理器连接的第二状态显示单元，用于显示所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号。
可选的，所述分界开关控制器还包括：与所述第二主处理器连接的第二数据存储单元，用于存储所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号。
可选的，所述分界开关控制器还包括：与所述第二主处理器连接的第二供电单元，用于向所述第二主处理器提供工作电源。
采用前述方案，本发明具有如下技术效果：
由于现有的各类分界开关均不具备与故障指示器的配合应用，线路的运行维护人员不能及时掌握分界开关和线路的运行状态，因此无法评估分界开关的配置的合理性，也无法准确及时控制分界开关的分合状态和线路停带电状态。
而本专利不仅可实现分界开关本身，所在线路及负荷的运行状态和参数的实时在线检测，而且由于终指示器结构简单、成本低、安装方便、通信组网灵活，该分界开关控制器的研发可实现分界开关的智能化低成本改造，及故障指示器的整合应用，有助于提高设备的状态检修水平，还可通过及时获取故障停电位置，可有效缩短故障查找时间，提高供电可靠率。
1)分界开关控制与开关、故障指示器进行完整统一整合研究，从而触发主处理器进行故障分析和判决，实现开关状态变化及准确定位故障位置。
2)终端装置采用多数据接口，实现指示器的数据双向通道，同时与开关进行数据交互，从而及时获取分界开关状态变化，判断分界开关的分合状态，获取线路的停带电状态。
3)采用无线或有线通信方式，建立分界开关在线监测系统，实现故障指示器故障位置判别，分界开关故障信息、运行数据、状态数据的实时采集，实现故障指示器和分界开关的智能化控制。
4)分界开关控制器安装于就近电杆上，且结构简单、功能强大，整体功耗低，可实现终端装置小型化、安装简单方便等要求；控制器和指示器之间可采用短距离无线通信，满足了线路和设备的绝缘要求，与分界开关采用短距离有线通信交互，满足开关状态及检测信息的及时通信。
本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。
【附图说明】
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
图1为本发明实施例1的一种可监测线路分支状态的分界开关控制器的系统框图。
图2为本发明实施例1的故障指示器的原理框图。
图3为本发明实施例1的分界开关控制器的原理框图。
【具体实施方式】
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1。
参看图1，一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，包括：用于采集电流故障信号、线路类型及位置信息的故障指示器及用于采集线路故障信号的分界开关；接收前述电流故障信号、线路类型及位置信息、线路故障信号的分界开关控制器，所述分界开关控制器通过无线通道向系统主站发送所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号；所述系统主站接收所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号并存储。
故障指示器可以为多个，优选为3个，3只故障指示器构成一组，采用压簧固定安装在导线的三相上，分别测量同一组导线A相、B相和C相的电流故障信号和线路类型及位置信息，将电流故障信号和线路类型及位置信息通过短距离的本地通信单元(无线通信或者光纤通信)传送给本地的分界开关控制器。
参看图2，故障指示器包括：用于采集线路上电流信号的电流电压信号采集单元及用于采集线路类型及位置信息的注入信号检测单元；以及耦接所述电流电压信号采集单元及注入信号检测单元的第一主处理器，所述第一主处理器接收所述电力信号及线路类型及位置信息，并判断所述电力信号是否超过额定阈值，当所述电力信号超过所述额定阈值时，所述第一处理器生成所述电流故障信号；及，与所述第一主处理器连接的第一本地通信单元，所述第一主处理器通过所述第一本地通信单元向所述分界开关控制器发送所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
前述电流电压信号采集单元通过大电流突变判决电路，自动检测流经分支线路的电流信号。
注入信号检测单元通过检测使故障线路上产生的不对称电流信号的特征来实现故障选线和故障点定位，获取线路类型及位置信息。
故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的时钟单元，向所述第一主处理器提供时钟信号；与所述第一主处理器连接的第一供电单元，用于向所述第一主处理器提供工作电源；与所述第一主处理器连接的第一存储单元，用于存储所述电流故障信号和线路类型及位置信息；与所述第一主处理器连接的第一状态显示单元，所述第一主处理器发送所述电流故障信号和线路类型及位置信息给第一状态显示单元，所述第一状态显示单元显示所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
前述第一状态显示单元包括具有LED灯或者颜色显示窗口。
参看图3，分界开关控制器包括：接收所述电流故障信号和线路类型及位置信息的第二本地通信单元及接收所述线路故障信号的分界开关数据接口单元；与所述第二本地通信单元及分界开关数据接口单元连接的第二主处理器及与所述第二主处理器连接的远程通信单元；所述第二主处理器接收所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号，并控制所述远程通信单元向所述系统主站发送所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号。
分界开关控制器还包括：与所述第二主处理器连接的第二状态显示单元，用于显示所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号；与所述第二主处理器连接的第二数据存储单元，用于存储所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号；与所述第二主处理器连接的第二供电单元，用于向所述第二主处理器提供工作电源。
前述分界开关接口单元：具有Ethernet、RS232/485等接口，支持设备的本地维护、外部设备数据接入和本地数据输出等功能。
前述第二供电单元：采用太阳能取电、电池或者外部市电等方式获取电能，并为各个功能单元提供电源。
前述第二数据存储单元：存储从检测终端(故障指示器、分界开关)接收到的各种数据，如远程通信中断时，可支持断点续传或者重发。
前述远程通信单元：可支持短信、GPRS、3G、光纤通信等方式，实现与系统主站之间的双向通信。
注入信号检测单元的原理为采用了信号注入法。信号注入法是在发生单相接地故障后向系统注入特殊频率的信号，通过跟踪、检测注入信号的路径和特征来实现故障选线。系统正常运行时，三相对称，系统中没有零序分量；线路发生金属性单相接地故障后，故障相对地电压降为零，两非故障相电压升高为线电压，零序电压升高为相电压。此时TV的故障相一次绕组被短接，其二次绕组中也无感应电压，使TV的故障相在故障期间处于“闲置”状态。利用这一特点，可以通过TV的故障相二次侧将信号电流注入到故障系统中[1]。注入信号仅在故障线路中流通，且越过接地点后注入信号不再存在，只要检测各出线中有无注入信号电流，便可找出故障线路[2]，这就是信号注入法选线的基本原理。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (10)

1.一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，包括：
用于采集电流故障信号、线路类型及位置信息的故障指示器及用于采集线路故障信号的分界开关；
接收前述电流故障信号、线路类型及位置信息、线路故障信号的分界开关控制器，所述分界开关控制器通过无线通道向系统主站发送所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号；
所述系统主站接收所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号并存储。
2.根据权利要求1所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述故障指示器包括：
用于采集线路上电流信号的电流电压信号采集单元及用于采集线路类型及位置信息的注入信号检测单元；
以及耦接所述电流电压信号采集单元及注入信号检测单元的第一主处理器，所述第一主处理器接收所述电力信号及线路类型及位置信息，并判断所述电力信号是否超过额定阈值，当所述电力信号超过所述额定阈值时，所述第一处理器生成所述电流故障信号；
及，与所述第一主处理器连接的第一本地通信单元，所述第一主处理器通过所述第一本地通信单元向所述分界开关控制器发送所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
3.根据权利要求2所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的时钟单元，向所述第一主处理器提供时钟信号。
4.根据权利要求2所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的第一供电单元，用于向所述第一主处理器提供工作电源。
5.根据权利要求2所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的第一存储单元，用于存储所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
6.根据权利要求2所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述故障指示器还包括：与所述第一主处理器连接的第一状态显示单元，所述第一主处理器发送所述电流故障信号和线路类型及位置信息给第一状态显示单元，所述第一状态显示单元显示所述电流故障信号和线路类型及位置信息。
7.根据权利要求1所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述分界开关控制器包括：
接收所述电流故障信号和线路类型及位置信息的第二本地通信单元及接收所述线路故障信号的分界开关数据接口单元；
与所述第二本地通信单元及分界开关数据接口单元连接的第二主处理器及与所述第二主处理器连接的远程通信单元；
所述第二主处理器接收所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号，并控制所述远程通信单元向所述系统主站发送所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号。
8.根据权利要求7所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述分界开关控制器还包括：与所述第二主处理器连接的第二状态显示单元，用于显示所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号。
9.根据权利要求7所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述分界开关控制器还包括：与所述第二主处理器连接的第二数据存储单元，用于存储所述电流故障信号、线路类型及位置信息和线路故障信号。
10.根据权利要求7所述一种可监测线路分支状态的分界开关控制器，其特征在于，所述分界开关控制器还包括：与所述第二主处理器连接的第二供电单元，用于向所述第二主处理器提供工作电源。
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