CN201181322Y - 一种电网故障远程智能监测装置 - Google Patents

Abstract

一种电网故障远程智能监测装置，涉及电子报警器技术领域，由系统主机、接地传感器、短路传感器和传输光缆组成，其中系统主机包括：光电信号转换模块、微处理器控制系统、LED显示模块、远程通信模块、按键输入和电源模块。其基本原理为：由传感器采集电网的故障信号，经过处理转换成光信号，通过光缆传输到系统主机，系统主机进行光电转换后输入CPU进行分析、判断，经编码解码输出面板和远端显示控制信号，远端信号经调制解调远程传输，以实现远端自动化控制的目的，为电网自动化控制和智能化运行的实现，提供基本保证，系统整机采用一体化结构设计，能够在较差的环境下稳定工作。

Description

一种电网故障远程智能监测装置

技术领域：

本实用新型涉及一种故障监测装置，尤其是指用于高压输配电网的故障监测装置，属于电子报警器技术领域。

背景技术：

输配电网似蜘蛛网一样向四处延伸，它线路长分布广。每座变电所供电面积几十至几百公里，有些输配电线路穿过田地、草原、高山和荒漠等复杂地形，远离公路，在人员少、交通不便的情况下，管理困难是很多的；特别是目前许多城市电网网络均埋设于地下管道内，当电网某分支发生短路或者接地故障时，目前，线路维护人员只好逐条分支巡查，这样势必造成长时间停电，影响该地区的生产和人民生活。另一方面手动排除故障不准确时就恢复供电又会使大功率大电流开关跳闸，开关寿命受到很大的影响。如何提供一种用于电网的故障远程诊断，即能可靠且快速的反应出故障点和故障类型，且能将这些诊断信息上传至远端控制端方便管理和维护的智能诊断装置已经成为有待解决的技术难题。

发明内容：

为解决该技术难题，本实用新型目的在于提供一种具有远程控制的电网故障监测装置。该诊断装置用于监控电网正常运行、检测电网线路短路接地故障并快速排除，可直接安装在高压开关柜、环网箱、电缆分接箱等电器设备馈出回路及变配电系统的电缆上，采用智能化和节能技术的系统为电网自动化控制和智能化运行的实现提供基本保证。

为达成上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电网故障远程智能监测装置，由系统主机、接地传感器、短路传感器和传输光缆组成，其中，系统主机包括，光电信号转换模块、微处理器控制系统、LED显示模块、远程通信模块、按键输入和电源模块，接地传感器和短路传感器均包含电光转换模块，用于把传感器采集到的电信号转换成光信号并输入传输光缆，传感器采集电网的故障信号，经过处理转换成光信号，通过传输光缆传输到系统主机，系统主机的光电转换模块进行光电转换后把信号输入微处理器控制中心进行分析、判断，经编码解码输出面板的LED显示模块和远程通信模块，远程通信模块经调制解调远程传输，系统主机微处理器控制系统设置抗干扰看门狗软件，传感器的报警信号用光缆传输至系统主机。

上述的接地传感器和短路传感器采用小体积电子式设计，可直接安装在高压开关柜，环网柜，电缆分接箱等电器设备馈出回路及变配电系统的电缆上，与电缆成等电位，并且传感器采用高绝缘、防潮材料浇注，未与电缆的导电部份直接接触，受强电影响小。在线路设计上，采用无源式设计，用电磁感应技术从电缆线中获取电能驱动电子线路。从电缆线中采样到的电流信号经比较放大后，驱动LED管、LED管的光输出，通过传输光缆传输给系统主机，以减小周围环境的干扰影响。比较器的比较方式可调，并采用高精度电位器，以保证传感器的精度和测量范围。

上述的微处理器控制系统通过内嵌程序根据用户不同按键操作控制各系统进行相应操作并实时对传感器采集的信号进行分析判断，并保持与远程通信模块的通信功能。微处理器控制系统还采用模糊控制算法迅速分析判断传感器信号，并通过内置的看门狗功能实现软件抗干扰，还采用休眠唤醒功能保证系统的低功耗。

上述的电源模块所用电池设置于一电池盒中，电池盒上设有一独立开启的面板，该独立开启面板内嵌于系统整机面板。

采用本技术方案，本实用新型能够保证在强磁场大电流环境下不受外界干扰而准确地对电网故障进行智能诊断，并且能够将故障上传至远程监控室，利于电网维护和排除故障。

附图说明：

图1为本实用新型的整体系统功能图；

图2为本实用新型的传感器电路原理图；

图3为本实用新型的正面操作面板外形结构图。

图4为本实用新型的背面接线端子外形结构图。

图5为本实用新型在树干型电网的施工安装图。

图6为本实用新型在闭环型电网的施工安装图。

具体实施方式：

以下结合附图对本实用新型详细说明。

如图1，本实用新型是一种电网故障远程智能监测装置，由系统主机、接地传感器、短路传感器和传输光缆组成，其中系统主机包括：光电信号转换模块、微处理器控制系统、LED显示模块、远程通信模块、按键输入和电源模块；其中接地传感器和短路传感器均包含电光转换模块，用于把传感器采集到的电信号转换成光信号并输入传输光缆。传感器采集电网的故障信号，经过处理转换成光信号，通过传输光缆传输到系统主机，系统主机的光电转换模块进行光电转换后把信号输入微处理器控制中心进行分析、判断，经编码解码输出到面板的LED显示模块和远程通信模块，远程通信模块经调制解调远程传输，以实现远端自动化控制的目的，实现电网自动化控制和智能化运行。

如图2所示，本实用新型的接地传感器和短路传感器的电路由整流桥堆D1-4、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、R6、可调电阻TR1、电感L1、二极管D5、二极管D6、电容C1，电容C2、稳压管DZ1、晶闸管U1、发光二极管LED1组成传感器检测电路，其中接地传感器和短路传感器的差别在L1的参数不同，两者的传感检测原理一致，均是对电流突变产生提示信号。其主要工作原理为：电网线缆的电流发生突变，将使周边磁场发生变化，经电感L1磁电转换为电流信号，经电阻R1，电容C1，整流桥堆D1-4滤波整流，与稳压管DZ1比较，超过稳压值的故障信号导通晶闸管U1，并使发光二极管LED1发出光信号。该传感原理也可以通过其他电路实现同等功能。

本实用新型的系统主机的微处理器控制电路的时钟输入采用专门时钟芯片产生，进一步提高系统主机抗干扰能力。同时，微处理控制系统通过看门狗程序实现软件抗干扰。

本实用新型的系统主机的微处理控制系统采用模糊算法，能够准确快速的判断出电网故障，并发出报警信息。

如图3，本实用新型的LED显示模块、按键输入和电源模块模块均设于前置的面板，系统主机采用一体化结构设计，前置面板上设有操作按钮、参数调节按钮和诊断、报警指示灯。

电源模块所用电池通过一圆柱型电池盒直接设于系统整机上，且电池盒面板内嵌于系统整机面板，独立打开电池盒盖板即可更换电池，即不需打开主机即可进行电池更换操作。系统主机采用这样的密闭设计有利于系统的防潮防尘抗干扰，更加适合恶劣的安装环境下系统稳定工作。

如图4，本实用新型的背面接线端子采用标准通用复合型接线端子，该端子由两部份组成，一部份与线路板固定连接，而另一部份可进行整体拔插，当接线时能整体拔下来接线，接好后再插上，方便工程人员安装维护。

如图5、6，本实用新型在树干型电网的施工安装方式和在闭环型电网的施工安装方式。每个分电路节点间安装此诊断装置，可以根据各节点的LED报警模块指示判断电网的故障点。

Claims (5)

1.一种电网故障远程智能监测装置，由系统主机、接地传感器、短路传感器和传输光缆组成，其特征在于：系统主机包括，光电信号转换模块、微处理器控制系统、LED显示模块、远程通信模块、按键输入和电源模块，接地传感器和短路传感器均包含电光转换模块，用于把传感器采集到的电信号转换成光信号并输入传输光缆，传感器采集电网的故障信号，经过处理转换成光信号，通过传输光缆传输到系统主机，系统主机的光电转换模块进行光电转换后把信号输入微处理器控制中心进行分析、判断，经编码解码输出至面板的LED显示模块和远程通信模块，系统主机微处理器控制系统设置抗干扰看门狗软件，传感器的报警信号用光缆传输至系统主机。

2.根据权利要求1所述的一种电网故障远程智能监测装置，其特征在于：所述的传感器采用小体积电子式设计，直接安装在高压开关柜，环网柜，电缆分接箱等电器设备馈出回路及变配电系统的电缆上，与电缆成等电位，并且传感器采用高绝缘、防潮材料浇注，未与电缆的导电部份直接接触；在线路设计上，采用无源式设计，以电磁感应原理从电缆线中获取电能驱动电子线路；从电缆线中采样到的电流信号经比较放大后，驱动LED管、LED管的光信号输出通过光缆传输给系统主机；比较器的比较方式可调，并采用高精度电位器。

3.根据权利要求1所述的一种电网故障远程智能监测装置，其特征在于：所述的诊断装置采用微处理器控制技术，其内嵌程序可以控制当所供电电池电压低于2.8V时，输出至系统主机报警显示并上传至远端。

4.根据权利要求1所述的一种电网故障远程智能监测装置，其特征在于：所述的系统主机采用一体化结构设计，即前置面板上设有操作按钮、参数调节按钮和诊断、报警指示灯。

5.根据权利要求4所述的一种电网故障远程智能监测装置，其特征在于：所述的电源模块所用电池设置于一电池盒中，电池盒上设有一独立开启的面板，该独立开启面板内嵌于系统整机面板。

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