CN211603410U

CN211603410U - 输电线路故障定位及应急抢修调度装置

Info

Publication number: CN211603410U
Application number: CN202020082792.2U
Authority: CN
Inventors: 史晓峰; 齐恩铁; 王敏珍
Original assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Current assignee: Changchun Institute of Applied Chemistry of CAS
Priority date: 2020-01-15
Filing date: 2020-01-15
Publication date: 2020-09-29
Anticipated expiration: 2030-01-15

Abstract

一种输电线路故障定位及应急抢修调度装置，包括线上数据采集端、云端服务器和手持综合数据端三部分，所述的云端服务器包括具有网络功能的服务器主机柜，连接线上数据采集端和手持综合数据端，主要职能是接收线上数据采集端发来的故障及故障位置数据，确定故障位置，并向距离故障点最近的手持综合数据端发送故障信息及故障位置信息。本实用新型探测出故障点和变电站之间的距离，通过故障点的位置与变电站之间的距离，确定距离故障点最近的杆塔，将故障信息传送给调度中心，调度中心通过GPS跟踪定位功能指挥最近抢修车辆及人员，按照最佳路线指示迅速到达现场进行抢修。产品安装容易，实用性强，性价比高，适用于所有输电线路的故障定位和应急调度。

Description

输电线路故障定位及应急抢修调度装置

技术领域

本实用新型属于输电线路故障定位及应急抢修调度装置，尤其涉及一种能够实现快速定位故障区域杆塔，合理调度抢修车辆及人员的输电线路故障定位及应急抢修调度装置。

背景技术

随着我国城市化进程的逐步加快，输配电网络的规模越来越大，输配电网络的节点和支路也越来越多，整个社会对供电的可靠性、电能质量等方面提出了越来越高的要求。在整个发电、变电、输电、用电过程中，输电是保证电网稳定供电的关键环节，智能电网的重要指标之一就是故障发生后能够快速恢复供电，因此能在故障发生时迅速完成调度及抢修对于提高电网运行效率、缩短停电时间、减小停电面积等都具有重要意义。

输电线路故障时常发生，传统线路抢修需要熟悉线路区域的维护人员凭经验引导抢修车辆和人员前往故障杆塔位置抢修，存在发现时间晚、到达抢修位置时间长、人为因素多、杆塔的信息需要通过电话向主管单位查询等问题。为确保输电线路抢修顺利高效地进行，改进传统抢修方式已成为线路运行维护单位的迫切需求，抢修线路人员和车辆能够及时发现故障、准确到达指定位置并能随身了解线路及杆塔相关信息具有极大的现实意义。

实用新型内容

本实用新型的目的在于直接定位输电线路故障杆塔区间，并根据抢修车辆及人员所处位置快速进行调度并进行目标导航，极大缩短故障抢修时间和停电时间。

为实现上述目的，本实用新型提供一种输电线路故障定位及应急抢修调度装置，其特征在于：包括线上数据采集端、云端服务器和手持综合数据端三部分，其中：

所述的线上数据采集端包括主控芯片、电流互感器及整形电路、全球定位系统模块、移动数据收发模块、太阳能板及电池模组及指示灯模块；电流互感器及整形电路与主控芯片的P1.0管脚相连，将采集到的高压线上的电流信息经过处理后送给主控芯片，全球定位系统模块通过串口通信端口RxD和TxD分别与主控芯片的P3.6/RxD2管脚和P3.7/TxD2管脚相连，把定位数据传送给主控芯片，主控芯片的P1.7/TxD3和P1.6/RxD3管脚分别与移动数据收发模块的串口通信端口RxD和TxD相连，把故障及位置信息发送给移动数据收发模块，移动数据收发模块向云端服务器发送故障信息及故障点位置信息；

所述的云端服务器包括具有网络功能的服务器主机柜，主要职能是接收线上数据采集端发来的故障及故障位置数据，确定故障位置，并向距离故障点最近的手持综合数据端发送故障信息及故障位置信息；

所述的手持综合数据端包括主控芯片、液晶屏、摄像头、全球定位系统模块、移动数据收发模块、太阳能板及电池模组，全球定位系统模块通过串口通信端口RxD和TxD与单片机的PA3和PA2管脚连接，移动数据收发模块通过串口通信端口RxD和TxD与单片机的PB10和PB11管脚相连，通过接收云端服务器的故障信息及故障位置信息，并通过全球定位系统模块引导巡线员快速定位并找到故障点排除故障，并通过与单片机连接的摄像头、液晶屏上报故障情况及配出流程信息到云端服务器上备案，太阳能板及电池模组为主控芯片提供电源。

所述的线上数据采集端主控芯片采用STC15F2K08S2 SOP28单片机，电流互感器采用CTK-50电流互感器，全球定位系统模块采用ATK1218-BD GPS北斗双定位模块，移动数据收发模块采用RSR-GM3嵌入式GSM模块。

所述手持综合数据端的主控芯片采用STM32F103ZET6单片机，液晶屏采用4.3’TFTLCD屏、摄像头采用ov7670摄像头。

本实用新型的有益效果在于：探测出故障发生点的位置，也就是故障点和变电站之间的距离，将整个输电线路变成地理数据，杆塔数据能通过地理位置来表示，通过确定故障点的位置与变电站之间的距离，就可以确定出距离故障点最近的杆塔，将杆塔号及故障信息传送给调度中心；抢修车辆及人员拥有车载或手持终端，调度中心通过GPS跟踪定位功能指挥最近抢修车辆及人员，告知抢修车辆及人员杆塔及故障信息，抢修车辆及人员通过移动导航设备，按照最佳路线指示迅速到达现场进行抢修。产品安装容易，实用性强，性价比高，适用于所有输电线路的故障定位和应急调度。

附图说明

图1为本实用新型的结构组成示意图；

图2是本实用新型组成中线上数据采集端组成框图；

图3是本实用新型组成中手持综合数据端组成框图；

图4为本实用新型组成中手持综合数据端液晶屏和摄像头详细连接图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细说明

参照图1，一种输电线路故障定位及应急抢修调度装置，包括线上数据采集端1、云端服务器2和手持综合数据端3三部分。

所述的线上数据采集端包括主控芯片13、电流互感器及整形电路11、全球定位系统模块(GPS)12、移动数据收发模块(GPRS)14、指示灯模块15、太阳能板及电池模组16。

所述的云端服务器包括GSM模块、服务器主机柜。主要职能是接收线上数据采集端发来的故障及故障位置数据，确定故障位置，及向距离故障点最近的手持综合数据端发送故障信息及故障位置信息。

所述的手持综合数据端包括主控芯片32、LCD显示屏34、全球定位系统模块(GPS)31、移动数据收发模块(GPRS)35、摄像头33。

电流互感器及整形电路11实时采集高压线A上的电流信息，并经过处理后送予主控芯片MCU13。主控芯片MCU13通过对该信号的读取与判别，确定当前该线路是否存在电流故障。如果发现电流异常，读取当前GPS全球定位系统模块12的位置信息，并同故障信息一同向移动数据收发模块GSM14发送信息。移动数据收发模块GSM14向云端服务器2发送故障及故障位置数据。云端服务器2接收到信息后，对数据进行大数据分析并根据当前巡线员所在位置，向距离故障点最近的巡线员发送该次故障信息。巡线员持有手持综合数据端3通过GSM模块接收云服务器的故障信息及故障位置信息，接收到云端服务器2发送来的数据后，根据故障信息及故障位置信息，使用手持综合数据端3的相应配套全球定位系统模块GPS31的配合，通过LCD液晶屏34显示报故障点的位置信息，可以迅速找到故障点进行故障排除。并可以通过手持综合数据端的摄像头33进行相关记录和备忘。

参照图2，主控芯片13采用STC15F2K08S2 SOP28单片机，电流互感器及整形电路中的采集模块采用CTK-50电流互感器，全球定位系统模块采用ATK1218-BD GPS北斗双定位模块，移动数据收发模块采用RSR-GM3嵌入式GSM模块。

全球定位系统模块(GPS)采用ATK1218-BD GPS北斗双定位模块，定位精度2.5CEP，更新速率20Hz，通信波特率最快可达230400。可以满足本系统需求。该模块通过串口通信端口RxD和TxD与单片机的P3.7/TxD2管脚和P3.6RxD2管脚，即单片机第二串口相连。采用波特率115200把定位数据传送给单片机。这里，只有检测到线上故障时才接收全球定位系统模块的位置信息。

故障信息和定位信息通过RSR-GM3嵌入式GSM模块向云端服务器发送故障信息及故障点位置信息。该模块通过串口通信端口RxD和TxD与单片机的P1.7/TxD3管脚和P1.6RxD3管脚，即单片机第三串口相连。采用波特率115200把故障及位置信息发送给GSM模块，GSM模块再把该信息通过移动通信网络发往云端服务器。

此外，该装置还有太阳能供电系统，通过小型太阳能板、电压整形及电池模组给整个系统供电。还外加一组高亮发光二极管通过三极管9013的驱动由P2.1、P2.2和P2.3三个IO口来控制亮灭。在有线上故障时进行一定周期的亮灭，用以提醒巡检人员故障点所在位置。

该线上数据采集端的工作过程如下：通过线上CTK-50电流互感器采集高压线上的电流情况，该电流互感器将高压线上电流转变为0-500mA/0.333V的输出，通过整形电路将该电流变化与事先测量值进行比较得出高压线上是否有电流的电平逻辑，即高低电平，高电平(1)代表高压线上有电流，低电平(0)代表高压线上没有电流。把该高低电平信号接入主控芯片STC15F2K08S2 SOP28。选择该单片机的原因是在IO等硬件资源满足要求的前提下，降低硬件成本。将上述电平逻辑接入单片机的P1.0口，用以判断高压线上是否出现短路故障。

参照图3，所述的手持综合数据端包括主控芯片32、液晶屏34、全球定位系统模块(GPS)31、移动数据收发模块(GSM)35、摄像头33、太阳能板及电池模组36。

主控芯片采用STM32F103ZET6单片机，液晶屏采用4.3’TFTLCD屏。全球定位系统模块采用ATK1218-BD GPS北斗双定位模块，移动数据收发模块采用RSR-GM3嵌入式GSM模块。

全球定位系统模块(GPS)采用ATK1218-BD GPS北斗双定位模块，通过串口通信端口RxD和TxD与STM32单片机的PA2和PA3管脚，即第二串口连接。移动数据收发模块RSR-GM3嵌入式GSM模块通过串口通信端口RxD和TxD与STM32单片机的PB10和PB11管脚，即第三串口相连，单片机连接液晶屏34并通过液晶屏显示报故障点的位置信息，可以迅速找到故障点进行故障排除。同时单片机连接摄像头33以便通过摄像头进行相关记录和备忘。

手持综合数据端的主要功能为：通过GSM模块接收云服务器的故障信息及故障位置信息，通过GPS定位模块及内置软件引导巡线员快速定位并找到故障点排除故障，并通过摄像头、触摸屏等上报故障情况及配出流程等信息到云服务器上备案。

参照图4，4.3’TFTLCD屏的数据端D1～D17分别连接STM32单片机的PD14、PD15、PD0、PD1、PE7-PE15、PD8-PD10。片选端LCD_CS接单片机的PG12，RS端接单片机的PG0，读写选通端WR、RD端接单片机的PD5、PD4，复位端RD端接单片机的NRST端，输入输出主从控制端MISO和MOSI接PB2和PF9，T_PEN端接单片机的PF10端、T_CS端接单片机的PF11、时钟CLK端接单片机的PB1。

摄像头采用ov7670摄像头模块，OV SCL接PD3、FIFO WRST接PD6、OV SDA接PG13、FIFO RRST接PG14、FIFO OE接PG5、OV D0～D7接PC0～PC7、FIFO RCLK接PB4、OV VSYNC接PA8、FIFO WEN接PB3。

工作过程：线上数据采集端是固定安装在高压传输线上的装置，在实际使用中，会有很多个线上数据采集端被固定安装在不同位置的高压电传输线上。电流互感器11实时采集高压线A上的电流信息，并经过处理后送予主控单元单片机13的P1.0口。单片机13通过对该信号的读取与判别，确定当前该线路是否存在电流故障。如果发现电流异常，那么通过单片机第二串口P3.7/TxD2管脚和P3.6/RxD2管脚读取当前GPS定位系统模块12的位置信息，并同故障信息一同通过单片机第三串口P1.6/RxD3和P1.7/TxD3管脚向移动数据收发模块14发送信息。使用移动数据收发模块14向云端服务器2发送故障及故障位置数据。云端服务器2接收到信息后，对数据进行大数据分析并根据当前巡线员所在位置，向距离故障点最近的巡线员发送该次故障信息。巡线员持有手持综合数据端3接收到云端服务器2发送来的数据后，根据故障信息及故障位置信息，使用手持综合数据端3的相应配套全球定位系统模块31的配合，通过LCD液晶屏34显示报故障点的位置信息，可以迅速找到故障点进行故障排除。并可以通过手持综合数据端的摄像头33进行相关记录和备忘。

Claims

1.一种输电线路故障定位及应急抢修调度装置，其特征在于：包括线上数据采集端、云端服务器和手持综合数据端三部分，其中：

2.根据权利要求1所述的一种输电线路故障定位及应急抢修调度装置，其特征在于：所述的线上数据采集端主控芯片采用STC15F2K08S2 SOP28单片机，电流互感器采用CTK-50电流互感器，全球定位系统模块采用ATK1218-BD GPS北斗双定位模块，移动数据收发模块采用RSR-GM3嵌入式GSM模块。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路故障定位及应急抢修调度装置，其特征在于：所述手持综合数据端的主控芯片采用STM32F103ZET6单片机，液晶屏采用4.3’TFTLCD屏、摄像头采用ov7670摄像头。