CN109375049A - 一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，所述监测定位系统包括信号采集终端、通讯主机和监控中心，所述信号采集终端包括信号采集单元、信号放大模块、信号滤波模块、A/D转换模块、取能单元、信号处理模块、存储模块、显示模块和通信模块；所述监测定位系统通过所述信号采集终端对所述电力线路进行信号采集分析，判断所述电力线路是否发生故障以及故障类型，并进行存储显示，再通过所述通讯主机将信号发送至所述监控中心，实现所述电力线路故障的监测和定位。本发明提供一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，无需铺设电源线路，使故障监测定位系统更加方便可靠。
Description
技术领域
本发明属于电力检测技术领域，特别涉及一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统。
背景技术
随着科学技术的不断进步和社会经济的不断发展，电力系统也得到很好的发展和应用。随着电力需求的增长和自动化水平的不断提高，人们对电能质量和供电可靠性的要求也越来越高，电力线路作为电力系统的重要组成部分之一，担负着输送和分配电能的任务，它的安全可靠运行也显得尤为重要。
由于电力线路铺设范围广，传统的定期巡检不能及时发现故障，因此需要对电力线路进行有效的监控，进而实现安全可靠的故障定位，以便及时采取处理措施减少损失。对电力线路进行监测需要在电力线路安装许多相应的设备，由于线路较长、工作环境影响，电源的供应难以经济性实现。因此，本发明提出太阳能供电和线路自取能的方式为故障监测定位系统提供电源，无需铺设电源线路，使故障监测定位系统更加方便可靠。另外，当电路线路发生故障时，采用无线通信技术及时将故障信息发送至监控中心，实现对故障的实时监控。
发明内容
本发明提供一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，无需铺设电源线路，使故障监测定位系统更加方便可靠。
本发明具体为一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，所述监测定位系统包括信号采集终端、通讯主机和监控中心，所述信号采集终端包括信号采集单元、信号放大模块、信号滤波模块、A/D转换模块、取能单元、信号处理模块、存储模块、显示模块和通信模块，所述信号采集单元与所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述A/D转换模块、所述信号处理模块顺序连接，所述信号处理模块还分别与所述存储模块、所述显示模块、所述通信模块相连接，所述取能单元分别与所述信号采集单元、所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述A/D转换模块、所述信号处理模块、所述存储模块、所述显示模块、所述通信模块相连接，所述信号采集终端通过所述通信模块与所述通讯主机无线连接，所述通讯主机与所述监控中心无线连接；所述监测定位系统通过所述信号采集终端对所述电力线路进行信号采集分析，判断所述电力线路是否发生故障以及故障类型，并进行存储显示，再通过所述通讯主机将信号发送至所述监控中心，实现所述电力线路故障的监测和定位。
所述信号采集终端安装在所述电力线路的主干线和分支线重要节点，采用电流互感器和电压互感器分别采集所述电力线路各相电流和电压信号，并经过所述信号放大模块和所述信号滤波模块进行放大滤波，再经过所述A/D转换模块进行A/D转换，并通过所述存储模块、所述显示模块进行存储显示，所述通信模块采用ZigBee无线通信技术将信号发送至所述通讯主机；
所述信号采集终端将采集的信号进行分析，进而判断所述电力线路是否发生故障并确定故障类型：
若三相电压值突然同时降为零，同时三相电流值突然增大，则所述电力线路发生了三相短路故障；
若其中两相的电压值突然下降至正常值的一半，同时这两相电流值突然变大，且相位相反，而另一相电压值保持不变，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了两相短路故障，且电流值变大的两相为故障相；
若其中两相的电压值突然降为零，同时这两相电流值突然变大，而另一相电压值与正常值相比有一定的上升，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了两相短路接地故障，且电流值变大的两相为故障相；
若其中某一相的电压值突然降为零，同时这一相的电流值突然变大，而另外两相电压值与之前相比有一定的上升，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了单相接地短路故障，电流值变大的一相为故障相。
所述取能单元为所述信号采集终端提供可靠的电源，采用开合式电流传感器，将所述开合式电流传感器套在所述电力线路上，从而获取电能；所述取能单元还包括第一蓄电池和电压调理单元，所述第一蓄电池将从所述电力线路上获取的电能进行存储，确保当所述电力线路电流较低时所述取能单元能够提供足够的电能；所述电压调理单元能够调理输出稳定的直流电输至所述信号采集终端。
所述通讯主机采用ZigBee无线通信技术接收所述信号采集终端发出的信号，采用GPRS无线通信技术将接收的信号发送至所述监控中心；所述通讯主机能够同时接收多个所述信号采集终端发出的信号，在所述电力线路状态没有发生变化时定期查询每个所述信号采集终端，同时每个所述信号采集终端也能够根据实际情况定期向所述监控中心主动上报信息。
所述通讯主机采用太阳能供电装置供电，所述太阳能供电装置包括太阳能电磁板、控制调节器、第二蓄电池和稳压模块，所述太阳能电磁板与所述控制调节器、所述稳压模块顺序连接，所述第二蓄蓄电池分别与所述控制调节器、所述稳压模块相连接，所述稳压模块输出稳定的电压值所述通讯主机，所述控制调节器通过所述通讯主机实现与所述监控中心的通信；白天有太阳光照时，所述控制调节器判断所述太阳能电磁板输出电能是否大于所述通讯主机所需电能：若大于，直接为所述通讯主机供电，再根据所述第二蓄蓄电池剩余电量判断是否需要充电；若不大于，所述控制调节器控制所述第二蓄蓄电池为所述通讯主机供电。
所述监控中心根据接收的信号初步确定所述电力线路故障情况和位置，进而及时采取措施进行维护。
附图说明
图1为本发明一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统的具体实施方式做详细阐述。
如图1所示，本发明的监测定位系统包括信号采集终端、通讯主机和监控中心，所述信号采集终端包括信号采集单元、信号放大模块、信号滤波模块、A/D转换模块、取能单元、信号处理模块、存储模块、显示模块和通信模块，所述信号采集单元与所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述A/D转换模块、所述信号处理模块顺序连接，所述信号处理模块还分别与所述存储模块、所述显示模块、所述通信模块相连接，所述取能单元分别与所述信号采集单元、所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述A/D转换模块、所述信号处理模块、所述存储模块、所述显示模块、所述通信模块相连接，所述信号采集终端通过所述通信模块与所述通讯主机无线连接，所述通讯主机与所述监控中心无线连接；所述监测定位系统通过所述信号采集终端对所述电力线路进行信号采集分析，判断所述电力线路是否发生故障以及故障类型，并进行存储显示，再通过所述通讯主机将信号发送至所述监控中心，实现所述电力线路故障的监测和定位。
所述信号采集终端安装在所述电力线路的主干线和分支线重要节点，采用电流互感器和电压互感器分别采集所述电力线路各相电流和电压信号，并经过所述信号放大模块和所述信号滤波模块进行放大滤波，再经过所述A/D转换模块进行A/D转换，并通过所述存储模块、所述显示模块进行存储显示，所述通信模块采用ZigBee无线通信技术将信号发送至所述通讯主机；
所述信号采集终端将采集的信号进行分析，进而判断所述电力线路是否发生故障并确定故障类型：
若三相电压值突然同时降为零，同时三相电流值突然增大，则所述电力线路发生了三相短路故障；
若其中两相的电压值突然下降至正常值的一半，同时这两相电流值突然变大，且相位相反，而另一相电压值保持不变，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了两相短路故障，且电流值变大的两相为故障相；
若其中两相的电压值突然降为零，同时这两相电流值突然变大，而另一相电压值与正常值相比有一定的上升，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了两相短路接地故障，且电流值变大的两相为故障相；
若其中某一相的电压值突然降为零，同时这一相的电流值突然变大，而另外两相电压值与之前相比有一定的上升，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了单相接地短路故障，电流值变大的一相为故障相。
所述取能单元为所述信号采集终端提供可靠的电源，采用开合式电流传感器，将所述开合式电流传感器套在所述电力线路上，从而获取电能；所述取能单元还包括第一蓄电池和电压调理单元，所述第一蓄电池将从所述电力线路上获取的电能进行存储，确保当所述电力线路电流较低时所述取能单元能够提供足够的电能；所述电压调理单元能够调理输出稳定的直流电输至所述信号采集终端。
所述通讯主机采用ZigBee无线通信技术接收所述信号采集终端发出的信号，采用GPRS无线通信技术将接收的信号发送至所述监控中心；所述通讯主机能够同时接收多个所述信号采集终端发出的信号，在所述电力线路状态没有发生变化时定期查询每个所述信号采集终端，同时每个所述信号采集终端也能够根据实际情况定期向所述监控中心主动上报信息。
所述通讯主机采用太阳能供电装置供电，所述太阳能供电装置包括太阳能电磁板、控制调节器、第二蓄电池和稳压模块，所述太阳能电磁板与所述控制调节器、所述稳压模块顺序连接，所述第二蓄蓄电池分别与所述控制调节器、所述稳压模块相连接，所述稳压模块输出稳定的电压值所述通讯主机，所述控制调节器通过所述通讯主机实现与所述监控中心的通信；白天有太阳光照时，所述控制调节器判断所述太阳能电磁板输出电能是否大于所述通讯主机所需电能：若大于，直接为所述通讯主机供电，再根据所述第二蓄蓄电池剩余电量判断是否需要充电；若不大于，所述控制调节器控制所述第二蓄蓄电池为所述通讯主机供电。
所述监控中心根据接收的信号初步确定所述电力线路故障情况和位置，进而及时采取措施进行维护。
最后应该说明的是，结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到，本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。
Claims (6)
1.一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，其特征在于，所述监测定位系统包括信号采集终端、通讯主机和监控中心，所述信号采集终端包括信号采集单元、信号放大模块、信号滤波模块、A/D转换模块、取能单元、信号处理模块、存储模块、显示模块和通信模块，所述信号采集单元与所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述A/D转换模块、所述信号处理模块顺序连接，所述信号处理模块还分别与所述存储模块、所述显示模块、所述通信模块相连接，所述取能单元分别与所述信号采集单元、所述信号放大模块、所述信号滤波模块、所述A/D转换模块、所述信号处理模块、所述存储模块、所述显示模块、所述通信模块相连接，所述信号采集终端通过所述通信模块与所述通讯主机无线连接，所述通讯主机与所述监控中心无线连接；所述监测定位系统通过所述信号采集终端对所述电力线路进行信号采集分析，判断所述电力线路是否发生故障以及故障类型，并进行存储显示，再通过所述通讯主机将信号发送至所述监控中心，实现所述电力线路故障的监测和定位。
2.根据权利要求1所述的一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，其特征在于，所述信号采集终端安装在所述电力线路的主干线和分支线重要节点，采用电流互感器和电压互感器分别采集所述电力线路各相电流和电压信号，并经过所述信号放大模块和所述信号滤波模块进行放大滤波，再经过所述A/D转换模块进行A/D转换，并通过所述存储模块、所述显示模块进行存储显示，所述通信模块采用ZigBee无线通信技术将信号发送至所述通讯主机；
所述信号采集终端将采集的信号进行分析，进而判断所述电力线路是否发生故障并确定故障类型：
若三相电压值突然同时降为零，同时三相电流值突然增大，则所述电力线路发生了三相短路故障；
若其中两相的电压值突然下降至正常值的一半，同时这两相电流值突然变大，且相位相反，而另一相电压值保持不变，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了两相短路故障，且电流值变大的两相为故障相；
若其中两相的电压值突然降为零，同时这两相电流值突然变大，而另一相电压值与正常值相比有一定的上升，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了两相短路接地故障，且电流值变大的两相为故障相；
若其中某一相的电压值突然降为零，同时这一相的电流值突然变大，而另外两相电压值与之前相比有一定的上升，电流值突然降为零，则所述电力线路发生了单相接地短路故障，电流值变大的一相为故障相。
3.根据权利要求2所述的一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，其特征在于，所述取能单元为所述信号采集终端提供可靠的电源，采用开合式电流传感器，将所述开合式电流传感器套在所述电力线路上，从而获取电能；所述取能单元还包括第一蓄电池和电压调理单元，所述第一蓄电池将从所述电力线路上获取的电能进行存储，确保当所述电力线路电流较低时所述取能单元能够提供足够的电能；所述电压调理单元能够调理输出稳定的直流电输至所述信号采集终端。
4.根据权利要求3所述的一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，其特征在于，所述通讯主机采用ZigBee无线通信技术接收所述信号采集终端发出的信号，采用GPRS无线通信技术将接收的信号发送至所述监控中心；所述通讯主机能够同时接收多个所述信号采集终端发出的信号，在所述电力线路状态没有发生变化时定期查询每个所述信号采集终端，同时每个所述信号采集终端也能够根据实际情况定期向所述监控中心主动上报信息。
5.根据权利要求4所述的一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，其特征在于，所述通讯主机采用太阳能供电装置供电，所述太阳能供电装置包括太阳能电磁板、控制调节器、第二蓄电池和稳压模块，所述太阳能电磁板与所述控制调节器、所述稳压模块顺序连接，所述第二蓄蓄电池分别与所述控制调节器、所述稳压模块相连接，所述稳压模块输出稳定的电压值所述通讯主机，所述控制调节器通过所述通讯主机实现与所述监控中心的通信；白天有太阳光照时，所述控制调节器判断所述太阳能电磁板输出电能是否大于所述通讯主机所需电能：若大于，直接为所述通讯主机供电，再根据所述第二蓄蓄电池剩余电量判断是否需要充电；若不大于，所述控制调节器控制所述第二蓄蓄电池为所述通讯主机供电。
6.根据权利要求5所述的一种基于多种取能方式供电的电力线路故障监测定位系统，其特征在于，所述监控中心根据接收的信号初步确定所述电力线路故障情况和位置，进而及时采取措施进行维护。
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