CN205880117U - 配电网架空线路故障监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种配电网架空线路故障监测装置，包括：远距离通信模块、控制器、数据采集装置、电源供电模块和电源继电保护装置；所述远距离通信模块与配电网控制中心的后台服务器通过无线连接，并与控制器连接，所述数据采集装置和电源供电模块分别与控制器连接，所述电源继电保护装置分别与数据采集装置、控制器和电源供电模块连接，所述数据采集装置连接配电网架空线路；所述远距离通信模块接收后台服务器发送的数据采集指令，并将数据采集指令发送至控制器；所述控制器输出数据采集指令至数据采集装置；所述数据采集装置采集配电网架空线路的状态信息，并将所述状态信息传输至控制器进行监测，提高了配电网架空线路故障的判断效率和准确率。

Description

配电网架空线路故障监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力系统配电网线路故障监测装置，特别是涉及一种配电网架空线路故障监测装置。

背景技术

作为受端系统的核心部分，配网是提高供电可靠性至关重要的物质基础，是提高电网的防灾抗灾能力、确保终端用户不间断供电的最后屏障。由于配网的配电线路结构复杂、支路繁多以及架空线路经过的地方环境繁复多变，很容易受到外界环境或者人为因素的影响而引起线路故障，威胁配网的安全运行，影响供电质量。由于配网覆盖面广、配电网自动化水平限制，配电网日常运行及故障处理，大部分依然靠人力处理，难以满足日益提高的配电网运行维护方面的需求，最终会导致配电网无法常常处于健康的运行状态。另外，由于配电网设计水平的限制，大部分配电网线路及设备仅仅满足短时间的需求，在未来的发展需求并没有考虑周到，导致配电网运行的效率越来越低以及故障频发率越来越高。

目前，配电网中常用的故障判断及故障定位装置一般是DTU(TransformerTerminal Unit，配变终端装置)、FTU(Feeder Terminal Unit，馈线终端装置)和故障录波器等等，但是，由于上述这些设备的功能单一，使得故障定位或者故障寻找时间过长，故障无法快速排除；再加上，配电线路环境复杂，常常引起误判，从而引起配电网供电崩溃。

综上所述，现有的故障判断及故障定位装置的功能单一、故障判断效率低和故障误判率较高。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有的故障判断及故障定位装置的功能单一、故障判断效率低和故障误判率较高的技术问题，提供一种配电网架空线路故障监测装置。

一种配电网架空线路故障监测装置，包括：远距离通信模块、控制器、数据采集装置、电源供电模块和电源继电保护装置；

所述远距离通信模块与配电网控制中心的后台服务器通过无线连接，并连接控制器的信号输入端口，所述数据采集装置的信号输出端口连接控制器的信号输入端口，所述电源供电模块与控制器连接，所述电源继电保护装置分别与数据采集装置、控制器和电源供电模块连接，所述数据采集装置连接至配电网架空线路上；

所述远距离通信模块接收配电网控制中心的后台服务器发送的数据采集指令，并将所述数据采集指令发送至控制器；

所述控制器输出所述数据采集指令至数据采集装置；

所述数据采集装置采集配电网架空线路的状态信息，并将所述状态信息传输至控制器进行监测。

上述配电网架空线路故障监测装置，在远距离通信模块接收配电网控制中心的后台服务器发送的数据采集指令之后，控制器输出数据采集指令，通过与配电网架空线路连接的数据采集装置采集配电网架空线路的状态信息，并将所述状态信息发送至控制器对配电网架空线路故障进行监测。通过上述技术方案，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置实现了对配电网架空线路故障进行实时监测，提高了配电网架空线路故障的判断效率和准确率。

附图说明

图1为本实用新型的一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的结构示意图；

图2为本实用新型的另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的结构示意图；

图3为本实用新型的另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的数据采集装置的结构示意图；

图4为本实用新型另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的电源供电模块的结构示意图；

图5为本实用新型的另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的电源继电保护装置的结构示意图。

具体实施方式

为了更进一步阐述本发明所采取的技术手段及取得的效果，下面结合附图及较佳实施例，对本发明的技术方案，进行清楚和完整的描述。

如图1所示，图1为本实用新型的一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的结构示意图，包括：远距离通信模块101、控制器102、数据采集装置103、电源供电模块104和电源继电保护装置105；

所述远距离通信模块101与配电网控制中心的后台服务器200通过无线连接，并连接控制器102的信号输入端口，所述数据采集装置103的信号输出端口连接控制器102的信号输入端口，所述电源供电模块104与控制器102连接，所述电源继电保护装置105分别与控制器102、数据采集装置103和电源供电模块104连接，所述数据采集装置103连接至配电网架空线路上；

所述远距离通信模块101接收配电网控制中心的后台服务器200发送的数据采集指令，并将所述数据采集指令发送至控制器102；

所述控制器102输出所述数据采集指令至数据采集装置103；

所述数据采集装置103采集配电网架空线路的状态信息，并将所述状态信息传输至控制器102进行监测。

上述配电网架空线路故障监测装置，在远距离通信模块101接收配电网控制中心的后台服务器200发送的数据采集指令之后，控制器102输出数据采集指令，通过与配电网架空线路连接的数据采集装置103采集配电网架空线路的状态信息，并将所述状态信息发送至控制器102对配电网架空线路故障进行监测。通过上述技术方案，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置实现了对配电网架空线路故障进行实时监测，提高了配电网架空线路故障的判断效率和准确率。

在其中一个实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，所述远距离通信模块101为4G远距离通信模块；在实际应用中，所述远距离通信模块101还可以实时待机、支持远程升级，对设备进行维护，并支持配电网控制中心的后台服务器200的实时召唤。

在本实施例中，所述远距离通信模块包括接收模块和发送模块，一方面通过接收模块接收配电网控制中心的后台服务器200发送的数据采集指令，另一方面还要通过发送模块将所述数据采集指令发送至控制器102，以便控制器102输出该数据采集指令至数据采集装置103进行数据采集，上述接收模块和发送模块均采用4G通讯技术，有效地提高了数据通信的速度，也为快速发现配电网架空线路故障提供了保障。

在实际应用中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置的控制器102还可以将数据采集装置采集的配电网架空线路的状态信息进行存储，为后续步骤的对故障进行判断、分析和定位提供参考依据；同时，控制器102还用于控制本实用新型的配电网架空线路故障监测装置的各个组成部分的工作，并进行功耗控制。

如图2所示，图2为本实用新型的另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的结构示意图，还包括：与电源供电模块104连接的电源接入端口106；

所述电源供电模块104通过电源接入端口106与控制器102连接。

在实际应用中，所述电源接入端口106还可以用于外接电源，再通过电源供电模块104为控制器供电。

在其中一个实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，还可以包括：分别与控制器102和数据采集装置103连接的短距离通信模块107；

所述短距离通信模块107与连接至配电网架空线路上的温度采集设备300连接；

所述短距离通信模块107用于接收所述温度采集设备300采集的配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的温度信息，并将所述温度信息发送至控制器102实时监测配电网架空线路故障。

在其中一个实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，所述短距离通信模块为C1101无线数传模块。

在上述实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置通过短距离通信模块107将与配电网架空线路连接的温度采集设备300采集的配电网架空线路以及配电网架空线路上的关键设备的温度信息传输至控制器102，控制器102根据所述温度信息，对配电网架空线路以及配电网架空线路上的关键设备进行故障监测，以便及时消除故障，避免带来安全事故以及财产损失。

目前，关键设备监测方面大部分仍然采用热成像技术或者普通图像拍照技术来采集配电网架空线路以及线路上的关键设备的运行状态，无法实时了解关键设备的状态，无法合理有效的利用设备，对设备造成浪费；关键设备的健康状态无法得到有效控制，关键设备故障发生的概率大。这些都将影响配电网的正常运行及供电质量。本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，采用视频采集装置有效地解决了这一问题，大大提高关键设备的利用率、降低设备的故障率，使其长期处于健康的运行状态。

如图3所示，图3为本实用新型的另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的数据采集装置的结构示意图，所述数据采集装置103包括：视频采集模块1031、电参数采集模块1032和AD采集模块1033；

所述视频采集模块1031、电参数采集模块1032和AD采集模块1033分别与控制器102连接；

所述视频采集模块1031用于采集配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的实时视频数据，并将所述视频数据发送至控制器102；

所述电参数采集模块1032用于采集配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的电参数，并将所述电参数发送至控制器102；

所述AD采集模块1033用于采集配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的电能信息，并将所述电能信息发送至控制器102。

在本实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，控制器102根据所述视频采集模块1031、电参数采集模块1032和AD采集模块1033分别采集的配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的实时视频数据、电参数和电能信息，对配电网架空线路以及架空线路上的关键设备上的实时情况进行分析，快速对发生故障的位置进行定位，并及时排除故障。

在实际应用中，电源供电模块104为控制器102等其他部件提供的电源是可调的，例如+5V或者+12V等。AD采集模块1033在采集到配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的电能信息之后，会根据采集的电能信息，通过控制电能继电保护装置105来切换供给给各个部件的电源，以对各个部件进行继电保护。

在其中一个实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，所述视频采集模块1031可以采用360度上下巡航实时录像的高清数字摄像头，以便全方位地采集配电网架空线路以及配电网架空线路上的关键设备的实时视频数据，为配电网架空线路故障监测提供足够的数据支持，有效地提高了配电网架空线路故障检测的准确率。

在其中一个实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，所述电参数采集模块为罗氏线圈，通过采集配电网架空线路以及配电网架空线路上的关键设备的电流、电压等电参数，为配电网架空线路故障监测提供足够的数据支持，有效地提高了配电网架空线路故障检测的准确率。

在实际应用中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置的数据采集模块103可以采集监测重点线路、普通线路、关键设备上的实时视频及电参数，并进行处理，再传输到控制器102；控制器102将采集到的这些参数进行处理、判断分析和存储等，将获得的数据或结果通过4G远距离通信模块上传到配电网控制中心的后台服务器，后台服务器再进行数据判断，双重判断故障及非故障的信息，可根据此信息，对设备及重点线路进行维护保养，故障快速、准确、精确定位。监控中心可看到监测对象的实时视频，对监测对象的实时情况进行分析，将故障扼杀在萌芽状态，对已发生的故障可以准确而快速的判定故障发生原因，故障严重程度的初步判定，也可对监测对象实时召测及视频回放等。

如图4所示，图4为本实用新型另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的电源供电模块的结构示意图，所述电源供电模块104包括：电池1041、CT自取电模块1042、电源转换模块1043和电压监控模块1044；

所述电池1041、CT自取电模块1042、电源转换模块1043和电压监控模块1044分别与控制器102和电源继电保护装置105连接。

在实际应用中，本实用新型所述的电池1041可以是大容量的可充电电池，用于在没有外部电源供电的情况下，为装置的各个部件供电。

在本实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置中的CT自取电模块1042在线自取电后，获得的电压及电流信号经过AC/DC电源转换模块1043转换后，提供给本实用新型的配电网架空线路故障监测装置的各个部件作为主电源供电，大容量的可充电电池可以作为后备供电电源，当线路无法取电或者取电无法满足需求时，对监测装置的各个部件进行供电。

如图5所示，图5为本实用新型的另一个实施例的配电网架空线路故障监测装置的电源继电保护装置的结构示意图，所述电源继电保护装置105包括依次连接的继电器1051和处理器1052；

所述继电器1051连接电源供电模块，所述处理器1052连接控制器102的信号输出端口，所述处理器1052接收所述控制器102发送的电能信息，所述继电器1051对电源供电模块104为控制器102提供的电源进行切换。

在本实施例中，本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，通过处理器1052接收AD采集模块1033发送至控制器102的配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的电能信息，并进行处理分析；继电器1051根据处理器1052的分析结果，通过电源转换模块1043对电源供电模块104提供的电源进行转换。

本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，能够解决现有的故障监测装置具有的供电、功能单一和防误判方面的缺陷，将满足配电线路的越来越高的需求，此类装置由于不再受到供电电源的限制而能够得到大力推广，也解决了功能比较单一、故障判断效率低和误判率高等方面的问题。本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，集故障录波分析、视频实时采集分析，对配网故障双重判断及预防，提高了故障判断效率。对关键设备的监控也越来越到位，提高了关键设备的监测水平、提高了供电质量、降低了节支。

在实际应用中，可以利用本实用新型的配电网架空线路故障监测装置，采用传感器采集技术、监测技术、信号处理技术、数字摄像机技术和4G网络传输等技术实时对配电网架空线路、关键设备的基本电参数和视频采集。将获得的现场视频、电参数实时上传至控制器，通过分析、记录这些数据，找出其隐藏的内在因素，为将来建立故障模型、故障模式判断、故障系统分析提供强大的数据支持。同时采集并上传大量的正常情况下的波形数据以及正常情况下特殊状态的波形数据(大电机的启动，励磁涌流，过负荷运行)，实时视频数据及特殊情况下的视频数据，配电网控制中心的后台服务器通过建立这两类不同的数据，并不断的添加更新数据，来不断扩充中压电网架空线路运行特征的信息量，从而建立一种可靠的故障判别机制来预防中压电网故障选线与定位的误动作、拒动作、提前发现故障隐患、预防故障发生，获得重点线路、关键设备故障及非故障的第一手资料。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种配电网架空线路故障监测装置，其特征在于，包括：远距离通信模块、控制器、数据采集装置、电源供电模块和电源继电保护装置；

所述远距离通信模块与配电网控制中心的后台服务器通过无线连接，并连接控制器的信号输入端口，所述数据采集装置的信号输出端口连接控制器的信号输入端口，所述电源供电模块与控制器连接，所述电源继电保护装置分别与数据采集装置、控制器和电源供电模块连接，所述数据采集装置连接至配电网架空线路上；

所述远距离通信模块接收配电网控制中心的后台服务器发送的数据采集指令，并将所述数据采集指令发送至控制器；

所述控制器输出所述数据采集指令至数据采集装置；

所述数据采集装置采集配电网架空线路的状态信息，并将所述状态信息传输至控制器进行监测。

2.根据权利要求1所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于，所述数据采集装置包括：视频采集模块、电参数采集模块和AD采集模块；

所述视频采集模块、电参数采集模块和AD采集模块分别与控制器连接；

所述视频采集模块用于采集配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的实时视频数据，并将所述视频数据发送至控制器；

所述电参数采集模块用于采集配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的电参数，并将所述电参数发送至控制器；

所述AD采集模块用于采集配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的电能信息，并将所述电能信息发送至控制器。

3.根据权利要求2所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于：所述视频采集模块采用360度上下巡航实时录像的高清数字摄像头。

4.根据权利要求2所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于：所述电参数采集模块为罗氏线圈。

5.根据权利要求2所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于：所述电源继电保护装置包括依次连接的继电器和处理器；

所述处理器连接控制器的信号输出端口，所述继电器连接电源供电模块；

所述处理器接收所述控制器发送的电能信息，所述继电器对电源供电模块为控制器提供的电源进行切换。

6.根据权利要求1所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于，还包括：与电源供电模块连接的电源接入端口；

所述电源供电模块通过电源接入端口与控制器连接。

7.根据权利要求1所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于，所述电源供电模块包括：电池、CT自取电模块、电源转换模块和电压监控模块；

所述电池、CT自取电模块、电源转换模块和电压监控模块分别与控制器和电源继电保护装置连接。

8.根据权利要求1所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于：所述远距离通信模块为4G远距离通信模块。

9.根据权利要求1所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于，还包括：分别与数据采集装置和控制器连接的短距离通信模块；

所述短距离通信模块与连接至配电网架空线路上的温度采集设备连接；

所述短距离通信模块用于接收所述温度采集设备采集的配电网架空线路以及架空线路上的关键设备的温度信息，并将所述温度信息发送至控制器实时监测配电网架空线路故障。

10.根据权利要求9所述的配电网架空线路故障监测装置，其特征在于：所述短距离通信模块为C1101无线数传模块。