CN208654270U - 架空高压输电线路在线综合监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的一种架空高压输电线路在线综合检测系统，包括用于检测高压线所在环境的环境检测模块、设置于高压线下方用于检测高压线电磁环境的电磁检测模块、设置于高压线用于检测高压线自身运行状态的状态检测模块、中央处理模块、无线通信模块、故障指示模块以及供电模块；所述环境检测模块、电磁检测模块以及状态检测模块的输出端均与中央处理模块连接，所述中央处理模块通过无线通信模块与电力监控中心通信连接，所述中央处理模块的控制输出端与故障指示模块的控制输入端连接；所述供电模块的供电端向环境检测模块、电磁检测模块、无线通信模块以及中央处理模块供电；能够对架空输电线路的运行综合状态进行实时监测并实时反馈至电力监控中心，从而确保电力监控中心能够及时做出准确有效的运维措施，有效降低人力的使用，降低人力成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力监控系统，尤其涉及一种架空高压输电线路在线综合监测系统。
背景技术
在电力电网中，对于电能的运送一般采用两种高压线路进行运送，一种是地下电缆，一种为架空线缆，对于边远地区来说，一般采用架空线缆的方式，在电网运行时，需要对架空输电线缆进行检测，从而确保电力能够持续稳定运行，现有的检测方式一般采用人力方式，这种方式效率地下，浪费人力，而且检测的精度差，不利于电力监控中心做出准确的运维措施。
因此，为了解决上述技术问题，亟需提出一种新的解决手段。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种架空高压输电线路在线综合监测系统，能够对架空输电线路的运行综合状态进行实时监测并实时反馈至电力监控中心，从而确保电力监控中心能够及时做出准确有效的运维措施，有效降低人力的使用，降低人力成本，减少人力巡检存在的安全风险，提高监测精度；并且，还能够对发生故障的点进行准确指示，从而保证维检人员能够到达现场后准确识别故障位置，方便检修，提高检修效率。
本实用新型提供的一种架空高压输电线路在线综合检测系统，包括用于检测高压线所在环境的环境检测模块、设置于高压线下方用于检测高压线电磁环境的电磁检测模块、设置于高压线用于检测高压线自身运行状态的状态检测模块、中央处理模块、无线通信模块、故障指示模块以及供电模块；
所述环境检测模块、电磁检测模块以及状态检测模块的输出端均与中央处理模块连接，所述中央处理模块通过无线通信模块与电力监控中心通信连接，所述中央处理模块的控制输出端与故障指示模块的控制输入端连接；所述供电模块的供电端向环境检测模块、电磁检测模块、无线通信模块以及中央处理模块供电。
进一步，所述环境检测模块包括风力传感器、雨量传感器、用于检测输电线振动的振动传感器以及环境预处理电路；
所述风力传感器、雨量传感器和振动传感器的输出端与环境预处理电路的输入端连接，所述环境预处理电路的输出端与中央处理模块连接；
所述环境预处理电路包括第一滤波电路、电流转电压转换电路以及第一模数转换电路；
所述第一滤波电路的输入端作为环境处理电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端与电流转电压转换电路的输入端连接，所述电流转电压转换电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与中央处理模块连接。
进一步，所述电磁环境监测模块包括电场传感器、与电场传感器输出端连接的第二滤波电路、与第二滤波电路输出端连接的放大电路、与放大电路输出端连接的第一比较电路以及与所述放大电路输出端连接的第二模数转换电路，所述第一比较电路和第二模数转换电路的输出端与中央处理模块连接。
进一步，所述状态检测模块包括用于检测输电线路的电压传感器、电流传感器以及用于检测输电线路连接端子的温度传感器；所述状态检测模块还包括第三滤波电路、与第三滤波电路输出端连接的第二比较电路；所述第二比较电路的输出端与中央处理模块连接，所述第三滤波电路的输入端与电压传感器、电流传感器以及温度传感器的输出端连接。
进一步，所述中央处理模块包括中央处理电路、编码电路以及存储器；所述中央处理电路与状态检测模块、环境检测模块以及电磁检测模块的输出端连接，所述中央处理电路与编码电路通信连接，所述中央处理电路与存储器通信连接，所述中央处理电路通过无线通信模块与电力监控中心通信连接。
进一步，所述供电模块包括太阳能电池板、蓄电池、取能互感器、整流电路、开关电路以及稳压电路；
所述太阳能电池板的输出端与蓄电池连接，所述蓄电池的输出端与稳压电路的输入端连接；
所述取能互感器设置于输电线路，所述取能互感器的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端通过开关电路与稳压电路的输入端连接，所述开关电路的控制端与中央处理电路连接。
进一步，所述故障警示模块包括电子开关和LED指示灯组；所述LED指示灯组的正极通过电子开关与稳压电路的输出端连接，LED指示灯组的负极接地，电子开关的控制端与中央处理电路连接。
本实用新型的有益效果：通过本实用新型，能够对架空输电线路的运行综合状态进行实时监测并实时反馈至电力监控中心，从而确保电力监控中心能够及时做出准确有效的运维措施，有效降低人力的使用，降低人力成本，减少人力巡检存在的安全风险，提高监测精度；并且，还能够对发生故障的点进行准确指示，从而保证维检人员能够到达现场后准确识别故障位置，方便检修，提高检修效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型的原理结构图。
图2为本实用新型的状态检测模块原理结构图。
图3为本实用新型的环境检测模块原理结构图。
图4为本实用新型的电磁检测模块原理结构图。
图5为本实用新型的供电模块原理结构图。
图6为本实用新型的中央处理模块和故障指示模块原理结构图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型做出进一步详细说明，如图所示：
本实用新型提供的一种架空高压输电线路在线综合检测系统，包括用于检测高压线所在环境的环境检测模块、设置于高压线下方用于检测高压线电磁环境的电磁检测模块、设置于高压线用于检测高压线自身运行状态的状态检测模块、中央处理模块、无线通信模块、故障指示模块以及供电模块；
所述环境检测模块、电磁检测模块以及状态检测模块的输出端均与中央处理模块连接，所述中央处理模块通过无线通信模块与电力监控中心通信连接，所述中央处理模块的控制输出端与故障指示模块的控制输入端连接；所述供电模块的供电端向环境检测模块、电磁检测模块、无线通信模块以及中央处理模块供电；其中，无线通信模块可以采用4G通信模块、ZigBee通信模块等；优选地，无线通信模块采用4G模块和ZigBee通信模块结合的方式，当4G信号较好时，采用4G模块使中央处理电路与电力监控中心进行通信，当4G信号较差时，则采用ZigBee通信模块建立通信，当采用ZigBee通信模块时，还需要建立ZigBee中继站；通过上述结构，能够对架空输电线路的运行综合状态进行实时监测并实时反馈至电力监控中心，从而确保电力监控中心能够及时做出准确有效的运维措施，有效降低人力的使用，降低人力成本，减少人力巡检存在的安全风险，提高监测精度；并且，还能够对发生故障的点进行准确指示，从而保证维检人员能够到达现场后准确识别故障位置，方便检修，提高检修效率。
本实施例中，所述环境检测模块包括风力传感器、雨量传感器、用于检测输电线振动的振动传感器以及环境预处理电路；
所述风力传感器、雨量传感器和振动传感器的输出端与环境预处理电路的输入端连接，所述环境预处理电路的输出端与中央处理模块连接；
所述环境预处理电路包括第一滤波电路、电流转电压转换电路以及第一模数转换电路；
所述第一滤波电路的输入端作为环境处理电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端与电流转电压转换电路的输入端连接，所述电流转电压转换电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与中央处理模块连接，其中，电流转电压转化电路采用ICL7650芯片，第一模数转换电路采用现有的多通道模数转换电路，比如基于ADC0809的多通道模数转换电路或者ADS1216模数转换电路等；通过上述结构，能够利于对架空输电线路所在的环境的参数进行检测，其中，风力传感器用于监测输电线路的环境风力，并判断输电线路存在的舞动情况，振动传感器用于检测周围环境的振动情况对于架空输电线路的影响，用于连接端子等可靠性分析，雨量传感器用于检测架空输电线路的降雨状况，并且，为了更加精确的检测，还可以增设环境温度传感器，用于与雨量传感器一起对输电线路的覆冰状态进行预测，。
本实施例中，所述电磁环境监测模块包括电场传感器、与电场传感器输出端连接的第二滤波电路、与第二滤波电路输出端连接的放大电路、与放大电路输出端连接的第一比较电路以及与所述放大电路输出端连接的第二模数转换电路，所述第一比较电路和第二模数转换电路的输出端与中央处理模块连接，通过这种结构，能够对对架空输电线路所产生的电磁场环境进行监测，从而评估架空输电线路对周围居住环境的影响，从而利于做出准确的措施，其中，第二模数转换电路同样采用现有的模数转换电路，比如基于ADC0809的多通道模数转换电路或者ADS1216模数转换电路等，其中，第一比较电路用于对当前的电磁场辐射大小与设定的安全值进行比较，如越限，则向中央处理电路输出相应的告警信息，比如实测值与安全值之间的差值信息，在电磁场辐射大小没有超过安全阈值时，则由第二模数转换电路将检测结果发送至中央处理电路。
本实施例中，所述状态检测模块包括用于检测输电线路的电压传感器、电流传感器以及用于检测输电线路连接端子的温度传感器；所述状态检测模块还包括第三滤波电路、与第三滤波电路输出端连接的第二比较电路；所述第二比较电路的输出端与中央处理模块连接，所述第三滤波电路的输入端与电压传感器、电流传感器以及温度传感器的输出端连接，其中，电流传感器和电压传感器用于监测输电线路自身的运行状态，是否有电压电流突变等，并且，电流传感器的信号还可以用来判断输电线路是否存在短路或者断路状态；温度传感器用于检测连接端子的温度，判断连接端子的工作状态，比如连接端子温度持续较高，表明连接端子的积污等状态较为严重，需要清理；更进一步对输电线路上是否存在异物进行检测，状态检测模块还设置有摄像头，其中，摄像头与中央处理电路直接连接，用于获取输电线路上的图像信息；上述中的比较电路均采用现有的比较电路，比如LM339比较器，当存在多通道的情况，可以同时设置多个比较器，还可以采用LM2901MX、MAX9972等多通道比较器，其中，第二比较器用于对电压以及电流与设定的值进行比较(该设定值一般为架空输电线的额定运行值，如果考虑实际情况的影响，可以略大于额定运行值)，并向中央处理电路输出相应的比较结果；当存在短路或者短路状态，则电流互感器没有输出，此时第二比较器的电流输出端同样不向中央处理电路输出任何信号，此时中央处理电路则向电力监控中心反馈出现短路或者断路故障。
本实施例中，所述中央处理模块包括中央处理电路、编码电路以及存储器；所述中央处理电路与状态检测模块、环境检测模块以及电磁检测模块的输出端连接，所述中央处理电路与编码电路通信连接，所述中央处理电路与存储器通信连接，所述中央处理电路通过无线通信模块与电力监控中心通信连接，其中，中央处理电路采用现有的STM32系列单片机，编码电路采用现有的编码电路，比如PT2262等编码芯片，该编码芯片的代码用于表征当前的监测位置，中央处理电路在发送监测信息时将该编码附在数据包中。
本实施例中，所述供电模块包括太阳能电池板、蓄电池、取能互感器、整流电路、开关电路以及稳压电路；
所述太阳能电池板的输出端与蓄电池连接，所述蓄电池的输出端与稳压电路的输入端连接；
所述取能互感器设置于输电线路，所述取能互感器的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端通过开关电路与稳压电路的输入端连接，所述开关电路的控制端与中央处理电路连接，为了确保整个监测系统的运行稳定，供电的稳定性也至关重要，通过上述结构，当太阳能充足的情形下，则直接采用太阳能电池板、蓄电池进行供电，当太阳能不充足的情况下，则采用取能互感器进行供电；其中，取能互感器采用现有的电流互感器即可，整流电路采用二极管组成的全桥式整流电路，开关电路用于控制取能互感器的供电回路的通断，可以采用现有的电子开关，比如MOS管、三极管等，蓄电池采用现有的配有电池管理电路的锂电池，当太阳能不足时导致蓄电池中的电能消耗，当消耗到即将到达下限值时，电池管理电路向中央处理电路发送指令，中央处理电路控制开关电路导通，并且电池管理电路控制蓄电池不放电，此时则有取能互感器进行供电，稳压电路采用LM7812和LM7805两个稳压电路组成，其中，LM7812用于提供12V直流电，可用于各传感器的工作，LM7805用于将12V直流电转换为5V直流电，用于向中央处理电路、比较器、故障指示电路、以及无线通信提供工作用电。
本实施例中，所述故障警示模块包括电子开关和LED指示灯组；所述LED指示灯组的正极通过电子开关与稳压电路的输出端连接，LED指示灯组的负极接地，电子开关的控制端与中央处理电路连接，其中，电子开关采用现有的MOS管或者三极管组成，其中，LED指示灯组采用多个LED灯组并联的形式，不同组的LED灯具有不同的颜色，相同灯组的LED灯具有同一个颜色，用于对不同的故障状态进行指示。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种架空高压输电线路在线综合监测系统，其特征在于：包括用于检测高压线所在环境的环境检测模块、设置于高压线下方用于检测高压线电磁环境的电磁检测模块、设置于高压线用于检测高压线自身运行状态的状态检测模块、中央处理模块、无线通信模块、故障指示模块以及供电模块；
所述环境检测模块、电磁检测模块以及状态检测模块的输出端均与中央处理模块连接，所述中央处理模块通过无线通信模块与电力监控中心通信连接，所述中央处理模块的控制输出端与故障指示模块的控制输入端连接；所述供电模块的供电端向环境检测模块、电磁检测模块、无线通信模块以及中央处理模块供电。
2.根据权利要求1所述架空高压输电线路在线综合监测系统，其特征在于：所述环境检测模块包括风力传感器、雨量传感器、用于检测输电线振动的振动传感器以及环境预处理电路；
所述风力传感器、雨量传感器和振动传感器的输出端与环境预处理电路的输入端连接，所述环境预处理电路的输出端与中央处理模块连接；
所述环境预处理电路包括第一滤波电路、电流转电压转换电路以及第一模数转换电路；
所述第一滤波电路的输入端作为环境处理电路的输入端，所述第一滤波电路的输出端与电流转电压转换电路的输入端连接，所述电流转电压转换电路的输出端与模数转换电路的输入端连接，所述模数转换电路的输出端与中央处理模块连接。
3.根据权利要求1所述架空高压输电线路在线综合监测系统，其特征在于：所述电磁检测模块包括电场传感器、与电场传感器输出端连接的第二滤波电路、与第二滤波电路输出端连接的放大电路、与放大电路输出端连接的第一比较电路以及与所述放大电路输出端连接的第二模数转换电路，所述第一比较电路和第二模数转换电路的输出端与中央处理模块连接。
4.根据权利要求1所述架空高压输电线路在线综合监测系统，其特征在于：所述状态检测模块包括用于检测输电线路的电压传感器、电流传感器以及用于检测输电线路连接端子的温度传感器；所述状态检测模块还包括第三滤波电路、与第三滤波电路输出端连接的第二比较电路；所述第二比较电路的输出端与中央处理模块连接，所述第三滤波电路的输入端与电压传感器、电流传感器以及温度传感器的输出端连接。
5.根据权利要求1所述架空高压输电线路在线综合监测系统，其特征在于：所述中央处理模块包括中央处理电路、编码电路以及存储器；所述中央处理电路与状态检测模块、环境检测模块以及电磁检测模块的输出端连接，所述中央处理电路与编码电路通信连接，所述中央处理电路与存储器通信连接，所述中央处理电路通过无线通信模块与电力监控中心通信连接。
6.根据权利要求1所述架空高压输电线路在线综合监测系统，其特征在于：所述供电模块包括太阳能电池板、蓄电池、取能互感器、整流电路、开关电路以及稳压电路；
所述太阳能电池板的输出端与蓄电池连接，所述蓄电池的输出端与稳压电路的输入端连接；
所述取能互感器设置于输电线路，所述取能互感器的输出端与整流电路的输入端连接，所述整流电路的输出端通过开关电路与稳压电路的输入端连接，所述开关电路的控制端与中央处理电路连接。
7.根据权利要求1所述架空高压输电线路在线综合监测系统，其特征在于：所述故障指示模块包括电子开关和LED指示灯组；所述LED指示灯组的正极通过电子开关与稳压电路的输出端连接，LED指示灯组的负极接地，电子开关的控制端与中央处理电路连接。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN111130199A (zh) * | 2020-01-15 | 2020-05-08 | 武汉大学 | 高压输电线路在线监测装置混合供能系统 |
| CN111426979A (zh) * | 2020-01-08 | 2020-07-17 | 国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 | 基于微服务的超特高压输电线路在线监测系统 |
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