CN204330940U - 一种线路故障监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种线路故障监测系统，包括电缆系统和主站系统，其中，所述电缆系统包括电缆通信终端，所述电缆通信终端连接有电缆二遥故障指示器和取电CT装置，所述主站系统包括处理器，所述处理器连接有时钟产生装置、监测装置、数据存储器和信号处理终端，所述信号处理终端连接有相匹配的移动终端，并且所述信号处理终端通过GPRS装置与所述电缆系统相连接。本实用新型的有益效果为：结构简单，操作容易，采用太阳能供电，无需要外接电源；故障指示器重量轻巧，满足电网线路外挂设备要求；耐久使用，寿命超长；结构布局合理，抗风能力强，故障发生后，可以设计故障指示器延时自动复位，保证后续的正常监测使用；故障指示器动作准确率较高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种线路故障监测系统。
背景技术
经济的发展与人民生活品质的提高对配电网建设提出了更高的要求，配网自动化则是提高配电网管理水平和提高供电可靠性的最重要手段之一。我国配电网错综复杂，容易发生故障；尤其是接地故障，由于其隐性特性，很难查找。有时不得不通过拉分段开关并试送电确定故障所在区域，对线路、设备运行的安全性极为不利。使用传统的故障指示器实现线路故障分段定位，故障信息不能远传，不具备故障自动定位功能，需要人工巡线，增加了故障查找难度和时间；利用高集成度的配电终端实现配网的故障识别、故障隔离、网络重构及配网的无功/电压控制和优化运行等功能，这种方案当然是配网自动化一个重要选择，但安装运营比较复杂，在有些地点难以推广。
因此，通过简单、成本低廉的通信手段将故障指示器所采集到的故障信息上传到自动化主站系统，从而实现故障区段的自动定位是十分必要的。
目前，针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种线路故障监测系统，以克服目前现有技术存在的上述不足。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现：
一种线路故障监测系统，包括电缆系统和主站系统，其中，所述电缆系统包括电缆通信终端，所述电缆通信终端连接有电缆二遥故障指示器和取电CT装置，所述主站系统包括处理器，所述处理器连接有时钟产生装置、监测装置、数据存储器和信号处理终端，所述信号处理终端连接有相匹配的移动终端，并且所述信号处理终端通过GPRS装置与所述电缆系统相连接。
进一步的，所述主站系统还包括与处理器相连接的开关一，所述处理器通过开关一连接有相互并联的开关电源装置和取电CT装置，所述开关一通过超级电容串联有开关二，所述开关二的一端与所述处理器的输出相连接，另一端通过DC/DC变换器与所述处理器的输入相连接，其中所述DC/DC变换器依次通过开关三和GPRS装置与232电平转换装置一相连接，所述232电平转换装置一与所述处理器相连接。
进一步的，所述处理器还连接有232电平转换装置二，所述232电平转换装置二依次通过无线通信装置和开关四与所述DC/DC变换器相连接。
进一步的，所述开关二依次通过开关电源装置和取电CT装置与所述DC/DC变换器串联连接。
进一步的，所述监测装置包括看门狗。
进一步的，所述数据存储器包括EEPROM。
本实用新型的有益效果为：本装置结构简单，操作容易，采用太阳能供电，无需要外接电源；可带电安装和摘卸，装卸过程不发生误报警；故障指示器重量轻巧，满足电网线路外挂设备要求；耐久使用，寿命超长；结构布局合理，抗风能力强，故障发生后，可以设计故障指示器延时自动复位，保证后续的正常监测使用；故障指示器动作准确率较高，有效的提高了监测的准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是根据本实用新型实施例所述的一种线路故障监测系统的电缆系统的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例所述的一种线路故障监测系统的主站系统的结构示意图一；
图3是根据本实用新型实施例所述的一种线路故障监测系统的主站系统的结构示意图二。
图中：
1、电缆通信终端；2、取电CT装置；3、电缆二遥故障指示器；4、处理器；5、信号处理终端；6、移动终端；7、时钟产生装置；8、监测装置；9、数据存储器；10、开关电源装置；11、开关一；12、开关二；13、开关三；14、开关四；15、DC/DC变换器；16、GPRS装置；17、232电平转换装置一；18、无线通信装置；19、232电平转换装置二；20、看门狗；21、EEPROM；22、超级电容。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1-3所示，根据本实用新型实施例所述的一种线路故障监测系统，包括电缆系统和主站系统，其中，所述电缆系统包括电缆通信终端1，所述电缆通信终端1连接有电缆二遥故障指示器3和取电CT装置2，所述主站系统包括处理器4，所述处理器4连接有时钟产生装置7、监测装置8、数据存储器9和信号处理终端5，所述信号处理终端5连接有相匹配的移动终端6，并且所述信号处理终端5通过GPRS装置16与所述电缆系统相连接。
所述主站系统还包括与处理器4相连接的开关一11，所述处理器4通过开关一11连接有相互并联的开关电源装置10和取电CT装置2，所述开关一11通过超级电容22串联有开关二12，所述开关二12的一端与所述处理器4的输出相连接，另一端通过DC/DC变换器15与所述处理器4的输入相连接，其中所述DC/DC变换器15依次通过开关三13和GPRS装置16与232电平转换装置一17相连接，所述232电平转换装置一17与所述处理器4相连接。
所述处理器4还连接有232电平转换装置二19，所述232电平转换装置二19依次通过无线通信装置18和开关四14与所述DC/DC变换器15相连接。
所述开关二12依次通过开关电源装置10和取电CT装置2与所述DC/DC变换器15串联连接。
所述监测装置8包括看门狗20，监测装置8还可以根据具体的实际情况设置有温度传感器等
所述数据存储器9包括EEPROM，移动终端包括手机、平板电脑、台式电脑等。
具体应用时，本装置是一套具有远程传输能力的可分布监控、集中管理、即时通知型的智能化故障及负荷温度管理系统。它融合了线路故障检测、负荷监测、温度监测和通信传输技术，将信息发到主站系统和手机上，使线路故障点的定位、负荷实时监控、温度实时监控变得更加快捷。一个供电公司所有线路只需要一个工作主站。
其中，本装置中的电缆二遥故障指示器3为电缆远传面板型故障指示器，其是电缆系统故障检测、负荷监测和温度监测实时输出的装置，它将故障指示功能和测量功能合二为一。电缆远传面板型故障指示器具有数据输出接口，与电缆通信终端通过光纤连接；由电缆通信终端将采集的遥信量（故障信息）、遥测量（负荷电流、温度）上传给主站系统。
每套电缆远传面板型故障指示器有带温度、电流测量功能的短路故障检测器3只、带温度、电流测量功能的接地故障检测器1只和面板主机组成。指示器安装在开关柜（或环网柜等开关设备）的面板上，由电子元件和机械结构组成，对电力线路短路接地故障进行判断并给出指示信号，同时可以测量线路的负荷电流和温度，实现数据的采集与信息上传，并能在动作之后，在设定的时间内或者在恢复送电后自动让指示信号复归，也可手动复位。
本装置中的电缆通信终端1是配套电缆远传面板型故障指示器使用的。通信终端能够与指示器通过光纤通信，接收指示器传输的遥信（故障信息）、遥测（负荷电流和温度）信息进行分析、编译；可以实时监测24路开关节点状态，并生成相应的遥信变位信息及SOE信息；采集到的数据通过GPRS模块通过无线信道完成数据上报主站系统。
通信终端安装于环网柜、开闭所内，可以户外安装；通信终端尺寸高 X 宽 X 深 = 410 X 330 X 90mm。
通信终端主要由电源部分（包括超级电容）、配电监测单元、光电转换单元和GPRS通讯模块等部分组成。
电源部分采用低功耗设计，空载功率1.2W，典型功率1.5W，同时配备超级电容，可提供短时较大功率设备工作（如GPRS链路建立和发送数据）。装置可外接220V交流电源，也可以通过套取CT电流供电。在外接电源有电状态下，超级电容处在充电状态；在掉电时，超级电容可以保证装置20分钟内正常工作。
配电监测单元本部分是整个装置的核心部分，主要完成装置的数据（包括数字量、模拟量和指示器故障）采集、处理和上报功能。单元采用独特的设计，使得遥信接点断开时前端输入光耦处于有源输入状态，这样就保证了在任何时刻均能给光耦提供一个稳定的有源信号输入，从而避免了由于输入端悬浮而带来的干扰问题，极大的提高了遥信的抗干扰能力。软件上采用带时限的去抖动滤波算法，彻底消除遥信的误报现象。单元设有EEPROM，可以方便灵活地配置单元的站地址、通信速度以及做一些其它扩展配置，这些配置在系统掉电后，信息不丢失，极大的方便了用户的使用。如果需要改变这些设置，只需要通过专门的配置软件即可完成。
光电转换单元配备专门的光纤数据接口。整个装置可以检测6条线路，接入24个光纤隔离的电流信号（每条线路包括3个单项与1个零序的信息）。
数据通信部分通信接口有RS232与RS485两种可选通信方式，可以通过硬件短路子对其配置。同时，维护口与通讯口共用一个RJ45插座。通信采用光耦隔离，有效的提高抗干扰能力，增强单元数据上报的可靠性，可以设置2400、4800、9600bps三种通信速度；维护时，需要专门的维护软件，可以设置维护通讯速度为2400~9600bps。数据通信采用GPRS信道，支持101规约平衡方式，支持主动上报方式。
另外，本装置中的取电CT装置2采用双线圈并联结构。取电CT装置2套取一次线路的电能；控制电路将取电线圈次级的电流，变换为稳定的电压输出（24V），给电源模块供电。电源模块负责电源输入、输出和超级电容充放电管理。超级电容负责储存能量，供一次电流小于15A或大于600A（取电线圈深度饱和）无法取电时使用，在完全失电的条件下，超级电容可维持3W（远传装置功率）的负载工作30分钟。
信息处理终端主要作用：与通信终端通信并进行协议转换，提取通信终端发来的信息或向通信终端转发后台的信息；与后台进行通信，将信息转发给通信终端或向后台转发通信终端发来的信息；在主站完成故障判断需要将故障信息通过短信告警时，通过移动通信网络将信息发送到设定的手机上，便于相关工作人员对线路故障进行及时处理。
信号处理终端可以作为独立的一套系统给自身配套，可实现标准规约传输模式；同时，可为故障监测、负荷监控并入现有的配电自动化网络提供支持。
综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，本监测系统，通过将故障指示器安装在架空线、电力电缆配电线路上、箱变、环网柜、分支箱中，监测线路的状态，并实时将状态信息传送到后台管理系统，由管理系统将故障信息分发到相关工作人员的手机上，达到实时掌握线路状态，第一时间获取故障信息的目的。
当发生接地或短路故障时，巡线人员可借助通知短信及指示器上的报警显示，迅速确定故障区段，分支及故障点。彻底改变过去盲目巡线，分段合闸试送电查找故障的落后做法，极大的提高工作效率，缩短停电时间，有效地提高供电可靠性和经济效益。
本装置中的电缆二遥故障指示器3与终端结构合理，采用太阳能供电，无需要外接电源。可带电安装和摘卸，装卸过程不发生误报警。
另外，所述电缆二遥故障指示器3重量轻巧，满足电网线路外挂设备要求；耐久使用，寿命超长。挂线部分结构合理，抗风能力强：风力150km/h以下不会松脱。
系统报警形式多样：后台终端弹出报警对话框，发送报警手机短信，现场指示器翻牌发光。
故障发生后，可以设计故障指示器延时自动复位，保证后续的正常监测使用。
本装置中的电缆二遥故障指示器3动作准确率：短路故障：大于99%，接地故障：大于60%。
检测技术先进：线路发生单相接地时，根据不同的接地条件（例如金属性接地、高阻接地等），会出现多种复杂的暂态现象，包括出现线路对地的分布电容放电电流，接地线路对地电压下降。本系统采用先进技术，可完美检测这些现象，然后进行综合的判断。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种线路故障监测系统，其特征在于，包括电缆系统和主站系统，其中，所述电缆系统包括电缆通信终端（1），所述电缆通信终端（1）连接有电缆二遥故障指示器（3）和取电CT装置（2），所述主站系统包括处理器（4），所述处理器（4）连接有时钟产生装置（7）、监测装置（8）、数据存储器（9）和信号处理终端（5），所述信号处理终端（5）连接有相匹配的移动终端（6），并且所述信号处理终端（5）通过GPRS装置（16）与所述电缆系统相连接。
2.根据权利要求1所述的线路故障监测系统，其特征在于，所述主站系统还包括与处理器（4）相连接的开关一（11），所述处理器（4）通过开关一（11）连接有相互并联的开关电源装置（10）和取电CT装置（2），所述开关一（11）通过超级电容（22）串联有开关二（12），所述开关二（12）的一端与所述处理器（4）的输出相连接，另一端通过DC/DC变换器（15）与所述处理器（4）的输入相连接，其中所述DC/DC变换器（15）依次通过开关三（13）和GPRS装置（16）与232电平转换装置一（17）相连接，所述232电平转换装置一（17）与所述处理器（4）相连接。
3.根据权利要求2所述的线路故障监测系统，其特征在于，所述处理器（4）还连接有232电平转换装置二（19），所述232电平转换装置二（19）依次通过无线通信装置（18）和开关四（14）与所述DC/DC变换器（15）相连接。
4.根据权利要求3所述的线路故障监测系统，其特征在于，所述开关二（12）依次通过开关电源装置（10）和取电CT装置（2）与所述DC/DC变换器（15）串联连接。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的线路故障监测系统，其特征在于，所述监测装置（8）包括看门狗（20）。
6.根据权利要求1至4中任意一项所述的线路故障监测系统，其特征在于，所述数据存储器（9）包括EEPROM（21）。
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