CN113517908A - 用于远程检测和定位电力系统中故障的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电力检测技术领域，尤其涉及用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，包括：电力线载波通信系统，包括：数据发送器和数据接收器；太阳能发电模块，独立设置于各杆塔上，将太阳能转化为电能，且为杆塔上来自不同电力线载波通信系统的数据发送器和数据接收器独立持续供电；北斗定位模块，用于对杆塔的位置进行定位；太阳能发电模块在杆塔上的数据接收器接收信号中断时，为对应杆塔上的北斗定位模块供电，北斗定位模块启动。通过本发明的技术方案可远程检测和定位电力系统中的故障，快速识别电力线终端的位置，且提供精准的定位，有效的提高了问题处理的效率。本发明中还请求保护用于远程检测和定位电力系统中故障的方法。

Description

用于远程检测和定位电力系统中故障的系统和方法
技术领域
本发明涉及电力检测技术领域，尤其涉及一种用于远程检测和定位电力系统中故障的系统和方法。
背景技术
电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统。其中，送变电线路通过牢固的杆塔进行支撑，从而实现远距离的电力传输。
目前，针对送变电线路的故障检测存在较大难度，由于故障地点较难排查，使得所发生的问题难以得到及时有效的解决。
鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期设计一种用于远程检测和定位电力系统中故障的系统和方法。
发明内容
本发明提供了一种用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，可有效解决背景技术中的问题，同时本发明中还请求保护一种用于远程检测和定位电力系统中故障的方法，具有同样的技术效果。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，包括：
电力线载波通信系统，包括：数据发送器，设置在一个杆塔上，持续将第一数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后耦合到电力线上；数据接收器，设置在另一杆塔上，对来自所述数据发送器的所述第一数据进行接收；
太阳能发电模块，独立设置于各所述杆塔上，将太阳能转化为电能，且为所述杆塔上来自不同电力线载波通信系统的数据发送器和数据接收器独立持续供电；
北斗定位模块，用于对所述杆塔的位置进行定位；
其中，所述太阳能发电模块在所述杆塔上的数据接收器接收信号中断时，为对应杆塔上的所述北斗定位模块供电，所述北斗定位模块启动。
进一步地，还包括：辅助供电模块，独立设置于所述杆塔上，且与对应的所述杆塔上的北斗定位模块、数据接收器和数据发送器连接；
在所述太阳能发电模块供电中断的同时，相对于所述北斗定位模块而代替所述太阳能发电模块行使功能，而为所述数据接收器和数据发送器间断式供电。
进一步地，所述间断式供电为：在同一时刻所述辅助供电模块仅为所述数据接收器或数据发送器二者之一供电。
进一步地，所述辅助供电模块对所述数据接收器或数据发送器的供电连续进行。
进一步地，所述间断式供电为：在同一时刻所述辅助供电模块同时为所述数据接收器和数据发送器供电，且供电设定时间段后同时中断供电，循环进行上述过程。
进一步地，所述辅助供电模块的电能来自所述太阳能发电模块中对于电能进行存储的部分。
用于远程检测和定位电力系统中故障的方法，包括：
在电力输送方向上的若干杆塔中，依次通过两杆塔间的电力线建立电力线载波通信；
独立对位于同一杆塔上，且来自不同电力线载波通信的数据发送和数据接收需求持续提供太阳能供电；
当所述杆塔所对应的数据接收中断时，通过为所述杆塔的北斗定位需求提供电能，而实现所述杆塔的定位。
进一步地，还包括：
当所述太阳能供电中断的同时，启动辅助供电，所述辅助供电维持原所述北斗定位需求的供电模式，以及为数据接收和数据发送需求间断式供电。
进一步地，所述间断式供电为：在同一时刻仅为数据接收和数据发送两种需求之一进行供电。
进一步地，所述间断式供电为：在同一时刻同时为数据接收和数据发送需求供电，且供电设定时间段后同时中断供电，循环进行上述过程。
通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：
本发明中，充分利用电力线载波通信系统的优势，利用现有电力线，不需要重新架设网络，实施难度小；当电力线无断线情况时，数据发送器和数据接收器之间可进行正常的数据传输，此部分数据并无利用的价值，因此并不需要进行分析、保存及利用，处于户外杆塔上的太阳能发电模块可保证数据发送器和数据接收器的正常供电工作；正常情况下无需对北斗定位模块进行供电而使其工作，因为杆塔在电力正常传输过程中的位置识别是无意义的；而当数据传输中断时，作为启动信号，北斗定位模块通过太阳能发电模块的供电而开始工作，对与其对应的杆塔进行定位，可通过导航服务使得维修人员快速达到现场；通过本发明的技术方案，可远程检测和定位电力系统中的故障，快速识别电力线中断的位置，且提供精准的定位，有效的提高了问题处理的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为用于远程检测和定位电力系统中故障的系统中第一数据的传输示意图；
图2为电力线载波通信系统的系统框架及分布示意图；
图3为电力线载波通信系统增设辅助供电模块后的系统框架优化图；
图4为用于远程检测和定位电力系统中故障的方法的流程图；
附图标记：
1、电力线载波通信系统；11、数据发送器；12、数据接收器；2、杆塔；3、太阳能发电模块；4、北斗定位模块；5、辅助供电模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例一
如图1和2所示，用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，包括：电力线载波通信系统1，电力线载波通信系统1包括：数据发送器11，设置在一个杆塔2上，持续将第一数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后耦合到电力线上；数据接收器12，设置在另一杆塔2上，对来自数据发送器11的第一数据进行接收；太阳能发电模块3，独立设置于各杆塔2上，将太阳能转化为电能，且为杆塔2上来自不同电力线载波通信系统1的数据发送器11和数据接收器12独立持续供电；北斗定位模块4，用于对杆塔2的位置进行定位；其中，太阳能发电模块3在杆塔2上的数据接收器12接收信号中断时，为对应杆塔2上的北斗定位模块4供电，北斗定位模块4启动。
本发明中，充分利用电力线载波通信系统1的优势，利用现有电力线，不需要重新架设网络，实施难度小。本发明中所指的两杆塔2可以为相邻的两杆塔2，也可为中间间隔一定数量杆塔2而具有一定距离的两杆塔2，二者的距离决定了故障定位的精度。
当电力线无断线情况时，数据发送器11和数据接收器12之间可进行正常的数据传输，此部分数据并无利用的价值，因此并不需要进行分析、保存及利用，处于户外的杆塔2上的太阳能发电模块3可保证数据发送器11和数据接收器12的正常工作，此时，也无需对北斗定位模块4进行供电而使其工作，因为杆塔2在电力正常传输过程中的位置识别是无意义的；而当数据传输中断时，作为启动信号，北斗定位模块4通过太阳能发电模块3的供电而开始工作，对与其对应的杆塔2进行定位，可通过导航服务使得维修人员快速达到现场。
通过本发明的技术方案，可远程检测和定位电力系统中的故障，快速识别电力线中断的位置，且提供精准的定位，有效的提高了问题处理的效率。
在实施过程中，当太阳能发电模块3电能耗尽时，会使得由其供电的数据发送器11无法进行数据的发送，因此另一邻近杆塔2上的数据接收器12无数据获取，且对应太阳能发电模块3的杆塔2上的数据接收器12则无法接收到数据，因此会使得两杆塔2上的北斗定位模块4同时进行定位，此种情况下可在一定程度上反应故障的类型，作为维修人员的参考，此种情况与电力线中断不同，并非紧急情况，可通过后续太阳能的补充而实现重新的工作。
然而，上述类型的判断仍然具有一定的不确定性，因为电力线的中断也可能会产生上述两个北斗定位模块4同时进行定位的情况，为了准确的判断上述情况，如图3所示，还包括：辅助供电模块5，独立设置于杆塔2上，且与对应的杆塔2上的北斗定位模块4、数据接收器12和数据发送器11连接；在太阳能发电模块3供电中断的同时，相对于北斗定位模块4而代替太阳能发电模块3行使功能，而为数据接收器12和数据发送器11间断式供电。
本优选方案中通过辅助供电模块5的设置，一方面对太阳能发电模块3进行了辅助，而另一方面获得与太阳能发电模块3不同的工作模式，具体地，针对北斗定位模块4保持原有的工作模式，即在数据接收器12接收信号中断时为北斗定位模块4进行供电，而针对数据接收器12和数据发送器11，则可通过间断式的供电而获得不同的反馈，以供判断故障类型，具体的方式有两种：
第一种方式：
间断式供电为：在同一时刻辅助供电模块5仅为数据接收器12或数据发送器11二者之一供电。
通过上述方式，可使得两杆塔2上的北斗定位模块4可间歇式工作，具体的，见一下表格1：
Figure 36175DEST_PATH_IMAGE001
表格1
上述表格1中，展示了两杆塔2中的第二杆塔通过辅助供电模块5供电时，数据发送器11和数据接收器12交替得到供电的状态，以及对应的北斗定位模块4的状态，且与其对应的第一杆塔的相应状态，其中的序号1、2、3和4中相同的数字所在行即表示上述对应关系，通过表中显示的内容明确可知，通过上述的间断式供电使得两个杆塔2的北斗定位模块4交替式进行定位；当在主控中心通过显示设备对杆塔2的定位进行显示时，可获得两交替闪烁的定位点，此种情况可表征为一种异常情况，在此种情况下由于整个系统还可保证正常的工作，因此并不急于对异常情况进行处理，可在设定的时间内观察是否太阳能发电模块3可在后续的能量补充后重新恢复供能而实现正常的工作。
作为一种优选的方式，辅助供电模块5对数据接收器12或数据发送器11的供电连续进行，从而使得该种情况的表征更加明确。
第二种方式：
间断式供电为：在同一时刻辅助供电模块5同时为数据接收器12和数据发送器11供电，且供电设定时间段后同时中断供电，循环进行上述过程。
通过上述方式，可使得两杆塔2上的北斗定位模块4可同时且间歇式工作，具体的，见一下表格2：
Figure 874687DEST_PATH_IMAGE002
表格2
上述表格2中，展示了两杆塔2中的第二杆塔2通过辅助供电模块5供电时，数据发送器11和数据接收器12同时得到供电和同时断电的状态，以及对应的北斗定位模块4的状态，且与其对应的第一杆塔2的相应状态，其中的序号1、2、3和4中相同的数字所在行即表示上述对应关系，通过表中显示的内容明确可知，通过上述的间断式供电方式，使得两个杆塔2的北斗定位模块4同步交替式定位；当在主控中心通过显示设备对杆塔2的定位进行显示时，可获得两同频率闪烁的定位点，此种情况同样可表征为一种异常情况，且在此种情况下由于整个系统还可保证正常的工作，因此处理方式与上述方式相同。
在上述实施例中，辅助供电模块5可以为额外的太阳能组件，也可为其他结构的供电组件，但是为了降低系统的设置难度，通过更低的成本实现本发明中的技术目的，作为一种优选的方式，辅助供电模块5的电能来自太阳能发电模块3中对于电能进行存储的部分，通过上述方式建立了一种辅助供电模块5和太阳能发电模块3之间的关联性，从硬件角度实现共用，而仅仅通过控制的区分而形成不同的功能模块，在具体的控制过程中，可通过统一的电能存储部分供电，但实现两种不同的供电模式，即，太阳能发电模块3的供电模式，以及辅助供电模块5的供电模式；具体地，在电量充足时，优先实现太阳能发电模块3的供电需求，而当电能消耗到设定的极限值时，实现辅助供电模块5的供电需求。本发明中的系统的控制过程较为简单，可通过预先存储设定的程序而实现，便于在现有电力系统的基础上进行补充安装。
实施例二
如图4所示，用于远程检测和定位电力系统中故障的方法，包括：
S1：在电力输送方向上的若干杆塔2中，依次通过两杆塔2间的电力线建立电力线载波通信；
S2：独立对位于同一杆塔2上，且来自不同电力线载波通信的数据发送和数据接收需求持续提供太阳能供电；
S3：当杆塔2所对应的数据接收中断时，通过为杆塔2的北斗定位需求提供电能，而实现杆塔2的定位。
采用本发明的上述方法，可实现与上述实施例一同样的技术目的，可远程检测和定位电力系统中的故障，快速识别电力线中断的位置，且提供精准的定位，有效的提高了问题处理的效率。
作为本实施例的优选，还包括：当太阳能供电中断的同时，启动辅助供电，辅助供电维持原北斗定位需求的供电模式，以及为数据接收和数据发送需求间断式供电。
同样地，间断式供电可采用：在同一时刻仅为数据接收和数据发送两种需求之一进行供电，或者，间断式供电可采用：在同一时刻同时为数据接收和数据发送需求供电，且供电设定时间段后同时中断供电，循环进行上述过程。
上述优选方式的技术目的同样如实施例一中所述，此处不再赘述。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，其特征在于，包括：
电力线载波通信系统，包括：数据发送器，设置在一个杆塔上，持续将第一数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后耦合到电力线上；数据接收器，设置在另一杆塔上，对来自所述数据发送器的所述第一数据进行接收；
太阳能发电模块，独立设置于各所述杆塔上，将太阳能转化为电能，且为所述杆塔上来自不同电力线载波通信系统的数据发送器和数据接收器独立持续供电；
北斗定位模块，用于对所述杆塔的位置进行定位；
其中，所述太阳能发电模块在所述杆塔上的数据接收器接收信号中断时，为对应杆塔上的所述北斗定位模块供电，所述北斗定位模块启动。
2.根据权利要求1所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，其特征在于，还包括：辅助供电模块，独立设置于所述杆塔上，且与对应的所述杆塔上的北斗定位模块、数据接收器和数据发送器连接；
在所述太阳能发电模块供电中断的同时，相对于所述北斗定位模块而代替所述太阳能发电模块行使功能，而为所述数据接收器和数据发送器间断式供电。
3.根据权利要求2所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，其特征在于，所述间断式供电为：在同一时刻所述辅助供电模块仅为所述数据接收器或数据发送器二者之一供电。
4.根据权利要求3所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，其特征在于，所述辅助供电模块对所述数据接收器或数据发送器的供电连续进行。
5.根据权利要求2所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，其特征在于，所述间断式供电为：在同一时刻所述辅助供电模块同时为所述数据接收器和数据发送器供电，且供电设定时间段后同时中断供电，循环进行上述过程。
6.根据权利要求2~5任一项所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，其特征在于，所述辅助供电模块的电能来自所述太阳能发电模块中对于电能进行存储的部分。
7.用于远程检测和定位电力系统中故障的方法，采用如权利要求1中所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的系统，其特征在于，包括：
在电力输送方向上的若干杆塔中，依次通过两杆塔间的电力线建立电力线载波通信；
独立对位于同一杆塔上，且来自不同电力线载波通信的数据发送和数据接收需求持续提供太阳能供电；
当所述杆塔所对应的数据接收中断时，通过为所述杆塔的北斗定位需求提供电能，而实现所述杆塔的定位。
8.根据权利要求7所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的方法，其特征在于，还包括：
当所述太阳能供电中断的同时，启动辅助供电，所述辅助供电维持原所述北斗定位需求的供电模式，以及为数据接收和数据发送需求间断式供电。
9.根据权利要求8所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的方法，其特征在于，所述间断式供电为：在同一时刻仅为数据接收和数据发送两种需求之一进行供电。
10.根据权利要求8所述的用于远程检测和定位电力系统中故障的方法，其特征在于，所述间断式供电为：在同一时刻同时为数据接收和数据发送需求供电，且供电设定时间段后同时中断供电，循环进行上述过程。
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