CN210693558U - 一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，包括电源模块、采样模块、处理器、GPS/北斗授时单元和通信单元，所述采样模块用于实时采集输电导线上的工频和行波数据，通过采样模块唤醒处理器，处理器通过通信单元将从GPS/北斗授时单元获取的GPS时间戳与采集的数据封装，发送到服务器进行故障定位和故障类型识别。所述电源模块支持太阳能取电和相线感应取电组合的取电方式，同时也支持单独由太阳能取电或由相线感应取电的方式。本实用新型结构简单，耗能低、支持多种供电方式、既适用于交流输电线路又适用于直流输电线路的分布式故障诊断装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及输电线路在线监测领域，尤其涉及一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置。
背景技术
随着全国电力设备地大面积安装，当输电线路发生故障时，如何能够快速精确实现故障点定位，分析出故障类别，对快速抢修及时恢复电力供电起着至关重要的作用。目前行业内普遍使用分布式故障诊断装置完成故障定位和故障类型识别，但目前行业内的分布式故障诊断装置采用的硬件方案功耗都偏高，通过相线感应取电给系统供电，该供电方式只能应用于交流输电线路，而且结构复杂且适用性差，现在急需一种低功耗、支持多种供电方式、既适用于交流输电线路又适用于直流输电线路的分布式故障诊断装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置。
一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，包括采样模块、处理器、GPS/北斗授时单元和通信单元，所述采样模块用于实时采集输电导线上的工频和行波数据，通过采样模块唤醒处理器，处理器通过通信单元将从GPS/北斗授时单元获取的GPS时间戳与采集的数据封装，发送到服务器进行故障定位和故障类型识别。
还包括电源模块，所述电源模块支持太阳能取电和相线感应取电组合的取电方式，同时也支持单独由太阳能取电或由相线感应取电的方式。
所述电源模块包括蓄电池、相线取电单元、太阳能取电单元和电源控制单元，所述电源控制单元通过UART与处理器连接，所述蓄电池、相线取电单元和太阳能取电单元与电源控制单元通过I/O总线连接。
所述通信模块与处理器之间通过串口连接，通信模块支持WIFI通信、2G/3G/4G通信和RF通信。
所述GPS/北斗授时单元通过UART与处理器相连，用于实时获取准确的GPS时间戳。
所述处理器选用超低功耗的STM32F类型单片机，在未被唤醒前被设置为低功耗模式。
所述处理器连接有数据存储单元和温度采样单元，分别通过SPI总线连接和通过I2C总线连接。
所述采样模块包括工频采样单元和行波采样单元，分别用于实时采集工频数据和行波数据。
本实用新型的有益效果：通过采样模块实时采集输电导线上的工频和行波数据，通过采样模块唤醒处理器，处理器通过通信单元将从GPS/北斗授时单元获取的GPS时间戳与采集的数据封装，发送到服务器进行故障定位和故障类型识别。所述电源模块支持太阳能取电和相线感应取电组合的取电方式，同时也支持单独由太阳能取电或由相线感应取电的方式。本实用新型结构简单，耗能低、支持多种供电方式、既适用于交流输电线路又适用于直流输电线路。
附图说明
图1 是分布式故障诊断装置示意图；
图2 是太阳能取电和相线感应取电具体实施图。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。
本实施例中，如图1所示，一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，处理器选用超低功耗STM32F系列单片机，数据存储单元与处理器之间通过SPI总线连接，温度采用单元与处理器之间通过I2C总线连接，GPS/北斗授时单元与处理器之间通过UART连接，通信单元与处理器之间通过串口连接，通信单元同时支持3种通信模块。电源模块由电源控制单元、相线感应取电单元、太阳能取电单元和蓄电池组成，其中电源控制单元与处理器之间通过I/O总线和UART连接，蓄电池、相线感应取电单元和太阳能取电单元与电源控制单元通过I/O总线连接。
工作原理：设备开机完成硬件及软件初始化工作后,通信单元进入低功模式,处理器通过GPS/北斗授时单元校准系统时钟后,也进入低功耗模式,通信单元在低功耗模式下可以接收服务器指令,当接收到服务器下发的指令时,通过串口唤醒处理器,处理器再执行相关指令动作。工频采样单元和行波采样单元实时采集输电导线上的行波和工频数据，并实时将采样的数值与设定的阈值比较，当输电导线发生雷击或其他故障时，采样数据超过设定的阈值，采用单元通过IO引脚触发处理器中断，唤醒处理器，处理器唤醒后立即获取GPS时间戳，并开始录制一段行波和工频数据，然后将行波工频数据和GPS时间戳封包，通过通信单元将数据发送到服务器。并同时将数据存入外部数据存储单元，供服务器调用，可保存至少3个月历史数据。服务器中的故障解析单元根据前端故障诊断装置上传的行波数据计算出故障点位，并根据故障波形特征分析故障性质，根据工频数据判断线路是否跳闸及重合闸是否成功。
导线温度采样单元，根据设置的采样间隔采集导线温度，并通过通信单元将数据上传到服务器。电源控制单元完成对蓄电池的充放电管理、电源状态监测和系统电源管理，支持相线感应取电和太阳能板取电组合的方式或单独采用相线感应取电或太阳能板取电的方式。当故障诊断装置安装在备用输电线路或直流输电线路上时，不能通过相线感应取电的方式供电时，可采用太阳能板取电的方式。电源控制单元系统管理功能支持分级别策略管理系统电源，当检测到蓄电池电量过低时，关闭通信单元电源，将数据存储在外部存储器中，当蓄电池电量满足设置条件时再开启通信单元，完成数据上传。当蓄电池电源低于报警阈值时，关闭外部所有单元，处理器进入休眠模式，待电池电量充电到满足条件时，再恢复对应的外设单元。
图2是太阳能取电和相线感应取电具体实施图，设备默认支持太阳能板和相线感应取电方式，若设备用在备用输电线路或直流输电线路上时，不能通过相线感应取电，则不安装取电铁芯，在原来安装取电铁芯位置安装锂电池，增加设备电池容量，上盖太阳能板通过太阳能板连接线与电源控制单元连接。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，其特征在于，包括采样模块、处理器、GPS/北斗授时单元和通信单元，所述采样模块用于实时采集输电导线上的工频和行波数据，通过采样模块唤醒处理器，处理器通过通信单元将从GPS/北斗授时单元获取的GPS时间戳与采集的数据封装，发送到服务器进行故障定位和故障类型识别；
还包括电源模块，所述电源模块支持太阳能取电和/或相线感应取电的取电方式；
所述电源模块包括蓄电池、相线感应取电单元、太阳能取电单元和电源控制单元，所述电源控制单元通过UART与处理器连接，所述蓄电池、相线感应取电单元和太阳能取电单元与电源控制单元通过I/O总线连接。
2.根据权利要求1所述的一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，其特征在于，所述通信单元与处理器之间通过串口连接，通信单元支持WIFI通信、2G/3G/4G通信和RF通信。
3.根据权利要求1所述的一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，其特征在于，所述GPS/北斗授时单元通过UART与处理器相连，用于实时获取准确的GPS时间戳。
4.根据权利要求1所述的一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，其特征在于，所述处理器选用超低功耗的STM32F系列单片机，在未被唤醒前被设置为低功耗模式。
5.根据权利要求1所述的一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，其特征在于，所述处理器连接有数据存储单元和温度采样单元，分别通过SPI总线连接和通过I2C总线连接。
6.根据权利要求1所述的一种交直流输电线路分布式的故障诊断装置，其特征在于，所述采样模块包括工频采样单元和行波采样单元，分别用于实时采集工频数据和行波数据。
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|---|---|---|---|---|
| CN112072551A (zh) * | 2020-09-28 | 2020-12-11 | 贵州盘江煤电集团技术研究院有限公司 | 一种基于北斗的输电线路倾角监测系统及控制方法 |
| CN112162171A (zh) * | 2020-08-11 | 2021-01-01 | 浙江大有实业有限公司杭州科技发展分公司 | 输电线路分布式故障诊断系统 |
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