CN206505149U - 一种基于电力线宽带载波通信的配电线路故障指示器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于电力线宽带载波通信的配电线路故障指示器，包括信息采集模块、中央控制模块和通信模块，其中通信模块是一电力线宽带载波通信模块，信息采集模块与所述中央处理模块通过串口连接，中央处理模块与电力线宽带载波通信模块通过串口连接，电力线宽带载波通信模块与信息采集模块通过串口连接。本实用新型可直接通过电力线传输线路故障和负荷信息，降低传输系统成本，并提高可靠性和稳定性。

Description

一种基于电力线宽带载波通信的配电线路故障指示器

技术领域

本实用新型涉及架空输电线路故障定位及运行状态监测领域，具体涉及一种配电线路故障及负荷监测信息的指示及传输系统。

背景技术

目前10kV配电线路主要由电缆线路和架空线路组成，通过在线路上安装故障指示器进行监测配电架空线路的运行状态，检测和指示各类短路、接地故障，并向配电主站系统上送监测信息和故障检测数据，从而在全局上优化配电网的运行方式，合理控制用电负荷，快速定位故障点，减少巡检时间，提高供电可靠性。

由于架空配电线路大都位于野外，离配电主站距离遥远，目前故障指示器的检测和监测信息一般是通过无线射频模块(如蓝牙、Zigbee等)进行信号传送。目前常用的数字故障指示器，如中国专利申请号201620393310.9、名称为“一种电力系统故障指示器”实用新型专利所公开的一种结构，如图1所示，主要包括信息采集模块1、中央控制模块2和无线通信模块3。使用时，信息采集模块通过电流互感器(CT)挂接在电力线上，采集线路的故障和负荷信息，传送到中央控制模块，对信号进行处理后，传送到无线通信模块，通信模块通过无线方式将信息发送到监控中心。无线发送方式通常通过无线网和GPRS相结合的方式，如中国专利申请号201220439574.5、名称为“一种基于zigbee与GPRS技术的配电网数字化故障定位系统”的实用新型专利公开的一种技术方案，故障指示器将检测信号通过无线通信模块发送到zigbee路由终端，多个zigbee路由终端通过自组网方式，将信号逐级上传到通信终端，通信终端通过2G/3G/4G无线模块将信号上传到监控主站。目前的故障指示器采用的无线通信方式，虽然能够实现将信息上传，但也存在以下缺陷：

(1)路由终端、通信终端白天依靠太阳能供电，晚上靠蓄电池供电，电池的寿命受天气(雾霾、阴雨天、寒冷)、地域(东北等)等环境的限制，导致系统性能不稳定；

(2)信号必须依赖公网或专网无线传输，但在偏远山区、国网配电网规划定义的C/D/E区域可能没有通信信号，导致信息无法传输；

(3)增加了投资(路由终端、通信终端设备费用、SIM卡的通讯费用等)和供电部门的运维与管理成本。

发明内容

本实用新型的目的在于，利用目前的电力线通信技术，将故障指示器采集的电力线信号直接通过电力线传送到监控中心，取消专门的无线传输设备，从而降低系统成本，增加系统稳定性和可靠性。

电力线通信(Power Line Communication，简称PLC)，是一种利用电力线传输数据的一种通信方式，是利用GMSK或OFDM调制技术将数据进行调制，然后在电力线上进行传输，在接收端，先经过滤波器将调制信号滤出，再经过解调，就可得到原通信信号。

电力线通信(PLC)技术目前已应用于智能电表和家庭电力宽带上网领域，基于电力线宽带通信的宽带载波通信芯片能够通过电感耦合器连接电力电缆，注入和提取高频PLC信号，实现PLC高频信号和传统的宽带通信信号的互相转换。为实现上述目的，本实用新型将电力线宽带载波通信技术应用到故障指示器中。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于电力线宽带载波通信的配电线路故障指示器，包括信息采集模块、中央控制模块和通信模块，其特征在于：所述通信模块是一电力线宽带载波通信模块，所述信息采集模块与所述中央处理模块通过串口连接，所述中央处理模块与所述电力线宽带载波通信模块通过串口连接，所述电力线宽带载波通信模块与所述信息采集模块通过串口连接。

本实用新型采用宽带载波通信芯片取代传统路故障指示器中的无线通信模块，通过环绕在线路上的电流互感器(CT)耦合出线路故障和负荷信息，由单片机处理后传送到宽带载波通信芯片，经调制后再通过CT注入到配电电力线路，利用已有的配电网络作为传输线路，可以取消目前的无线路由终端和通信终端，从而大大减少了系统投资，降低了成本。

电力线宽带通信速率高，每个IP包在毫秒级时间内即完成数据传输，可大大降低遭受突发干扰的影响，即使一次通信失败，也可按照带冲突检测的载波侦听多路访问网络协议迅速重发，确保数据传输可靠。本实用新型采用的宽带载波芯片基于高性能32位核心和DSP技术，低功耗(小于100毫瓦)，几乎不受外界环境干扰，使得本身就从配电线路取电的故障指示器的运行显得更加稳定自如，数据信息采集通信传输更加快速，从而解决传统配电线路故障指示器面临的问题。

附图说明

图1是现有数字故障指示器的逻辑结构示意图；

图2是本实用新型的逻辑结构示意图；

图3是本实用新型的一种应用方式示意图。

具体实施方式

如图2所示，本实用新型包括信息采集模块1、中央控制模块2和通信模块，其中所述通信模块是一电力线宽带载波通信模块4，所述信息采集模块1与中央处理模块2通过串口连接，所述中央处理模块2与所述电力线宽带载波通信模块4通过串口连接，所述电力线宽带载波通信模块4与所述信息采集模块1通过串口连接。

本实用新型具体实施时，在结构上，信息采集模块1仍采用传统故障指示器的电流互感器，中央处理模块2采用普通单片机；采用电力线宽带载波通信模块4取代传统故障指示器的无线通信模块，并将电力线宽带载波通信模块与信息采集模块串口连接。所述电力线宽带载波通信模块可采用现有技术，如中国申请号201420408637.X的实用新型专利中所公开的电力线宽带载波通信模块，或可采用目前市售的电力线宽带载波芯片，如SG5000、SG3000等。

本实用新型的一种使用方式如图3所示，将多个故障指示器按监测距离的布设要求，通过信息采集模块1(CT)依次挂接在电力线路5上；一个故障指示器的CT耦合出所在位置的线路故障和负荷信息，传送到中央处理模块2处理后再传送到宽带载波通信模块4，经宽带载波通信模块4调制后再通过CT注入到电力线路5进行传输，其中包含本故障指示器的IP地址信息；下一故障指示器的CT耦合出所在位置的线路故障和负荷信息，由到单片机处理后传送到宽带载波通信模块，同时还耦合出上一故障指示器传送的信息，也传送到宽带载波通信模块；宽带载波通信模块将本故障指示器采集的本位置的线路信息及IP地址信息，以及接收到的上一故障指示器发送的信息，一起调制并打包后，再通过CT注入到电力线路进行传输。如此接力传输，最后所有故障指示器的信息都传送到监控中心6，由监控中心6的接收端解调后进行监控和处理。

Claims (2)

1.一种基于电力线宽带载波通信的配电线路故障指示器，包括信息采集模块、中央控制模块和通信模块，其特征在于：所述通信模块是一电力线宽带载波通信模块，所述信息采集模块与所述中央处理模块通过串口连接，所述中央处理模块与所述电力线宽带载波通信模块通过串口连接，所述电力线宽带载波通信模块与所述信息采集模块通过串口连接。

2.根据权利要求1所述的基于电力线宽带载波通信的配电线路故障指示器，其特征在于：所述信息采集模块是一电流互感器，所述中央处理模块是一单片机，所述电力线宽带载波通信模块是一电力线宽带载波芯片。