JP6069508B2 - 高抵抗領域内の中電圧配電網上の高インピーダンス故障を検出および位置特定するためのgsm/gprsシステム - Google Patents
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Description
本出願は、2012年9月15日出願の米国仮特許出願第61/701,643号に関連し、同出願に対する優先権を主張するものであり、本開示は、その全体が参照として本明細書に組み込まれる。
Claims (12)
- 高抵抗の領域へ電力を分配するように配置された中電圧配電網と関連付けられた破壊導体または開放導体の故障を検出および位置特定するためのシステムであって、そのシステムは、
高抵抗を有する領域へ電力を分配するように構成された電圧配電網であって、それぞれが共通ノードを有する複数の高電圧導体ラインと、複数の低電圧導体ラインとを含む、電圧配電網と、
複数の配電変圧器であって、前記複数の配電変圧器はそれぞれ、前記複数の高電圧導体ラインのうち1つ以上へ接続された上部を含み、前記複数の高電圧導体ラインのうち1つ以上によって受容された1つ以上の第1の電圧を、前記1つ以上の第1の電圧よりも低い1つ以上の第2の電圧へ低下させるように構成され、前記複数の配電変圧器はそれぞれ、前記複数の低電圧導体ラインのうち1つ以上へ前記複数の配電変圧器の各1つ以上から前記1つ以上の第2の電圧を分配するように前記複数の低電圧導体ラインのうちの1つ以上へ接続された下部をさらに含む、複数の配電変圧器と、
複数の開放導体装置であって、前記複数の開放導体装置はそれぞれ、各配電変圧器の低電圧側上と、前記各配電変圧器の下部へ接続された各低電圧導体ラインの横端部とへ接続され、前記複数の開放導体装置はそれぞれ、複数の電圧読み取り値をモバイル用グローバルシステム(GSM)通信網を介してマスターステーションへ通信するように構成され、
前記複数の開放導体装置へ電力を供給するように構成された電源であって、電圧変圧器および整流回路を含む、電源と、
直流(DC)バッテリーをバックアップ電源として充電するように構成されたバッテリー充電ユニットと、
前記GSM通信網との通信を促進するように構成されたGSMモジュールと、
前記複数の低電圧導体ラインの電圧を感知するように構成された電圧感知モジュールと、
前記GSM通信網インターフェースへ接続された1つ以上のマイクロコントローラ基板であり、前記1つ以上のマイクロコントローラ基板は、前記電圧感知モジュールによって感知された前記複数の低電圧導体ラインの複数の電圧負荷を保存するように、および前記複数の電圧負荷を、前記GSM通信を用いて通信するように構成される、1つ以上のマイクロコントローラ基板と、
を含む、複数の開放導体装置と、
によって特徴付けられ、前記システムは、
前記複数の開放導体装置から遠隔かつサブステーションの近隣に配置されて前記マスターステーションを画定する1つ以上のサーバであって、前記マスターステーションは、前記電圧配電網上の1つ以上の破壊導体または開放導体の故障の場所を判定するように構成される、1つ以上のサーバをさらに含み、
前記マスターステーションは、
1つ以上のプロセッサと、
前記GSM通信網との通信を促進するように構成された1つ以上の加入者識別モジュールと、
1つ以上のコンピュータプログラムによって符号化された、1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記1つ以上のコンピュータプログラムは、前記1つ以上のプロセッサと協働して前記電圧配電網上の1つ以上の破壊導体または開放導体の故障の場所を判定するように動作することができる、1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体と、
を含み、
前記コンピュータプログラムは、
前記電圧配電網のための複数の電圧配電トポロジールックアップテーブルを構築するための命令であって、前記複数のルックアップテーブルは、前記複数の高電圧導体ラインのそれぞれ、前記複数の低電圧導体ラインのそれぞれ、および前記複数の高電圧導体ライン、前記複数の開放導体装置および前記複数の低電圧導体ラインを介した共通接続点への各経路のトポロジーを含む、命令と、
前記複数の低電圧導体ラインからの複数の第1の電圧負荷が前記複数の開放導体装置から所定の期間にわたって受容されることに応答して、前記複数の低電圧導体ラインそれぞれのベースライン電圧を決定するための命令と、
複数の第2の電圧負荷の受容を判定するための命令であって、前記複数の第2の電圧負荷は、少なくとも前記複数の低電圧導体ラインの前記ベースライン電圧よりも少なくとも所定の量低い電圧であり、前記複数の第2の電圧負荷は、前記複数の開放導体装置のうち少なくとも2つから前記GSM通信網を介して通信されて、これにより、複数の故障が検出された導体装置が画定される、命令と、
前記複数の電圧配電トポロジールックアップテーブルに応答して、前記複数の故障が検出された導体装置および前記共通接続点それぞれによって共有されている各経路を前記複数の電圧配電トポロジールックアップテーブルに基づいて特定するための命令と、
共有されている各経路が特定されたことに応答して、前記複数の故障が検出された導体装置のうち前記共通接続点から最も離れた下流に配置された2つを特定するための命令であって、破壊導体または開放導体の故障の場所は、前記複数の故障が検出された導体装置のうちの前記2つの間に接続された前記複数の高電圧導体ラインのうちの1つ以上の近隣にある、命令と、
を含む、システム。 - 前記複数の第1の電圧負荷および第2の電圧負荷は、前記複数の低電圧導体ラインからの複数のライン電圧および複数の相電圧のうち少なくとも1つを含む、請求項1に記載のシステム。
- 前記複数の開放導体装置は、
前記複数の第2の電圧負荷が、前記複数の低電圧導体ラインの前記ベースライン電圧よりも低い前記所定の量を下回らないことを判定し、
前記複数の第2の電圧負荷のうち1つ以上を所定の間隔で前記マスターステーションへ送るように、
構成される、請求項1または2のいずれかに記載のシステム。 - 前記複数の開放導体装置は、
前記複数の第2の電圧負荷が、少なくとも前記複数の低電圧導体ラインの前記ベースライン電圧よりも前記所定の量低い電圧であることを判定し、
前記ベースライン電圧よりも少なくとも前記所定の量低い電圧であると判定された前記複数の第2の電圧負荷を有する前記低電圧導体ラインを示すインジケータを設定し、
前記複数の第2の電圧負荷を有する前記低電圧導体ラインを示し、前記複数の第2の電圧負荷を特定する1つ以上のメッセージを、前記マスターステーションへ送るように、
構成される、請求項1〜3のいずれかに記載のシステム。 - 前記複数の開放導体装置はそれぞれ、前記DCバッテリーの完全放電を回避するように構成されたバッテリースイッチ回路をさらに含む、請求項1〜4のいずれかに記載のシステム。
- 前記1つ以上のマイクロコントローラ基板は、前記複数の開放導体装置からの前記マスターステーションへの1つ以上のメッセージの送信および前記マスターステーションからの前記複数の開放導体装置への1つ以上のメッセージの受信のための1つ以上のコマンドを実行するように、さらに構成される、請求項1〜5のいずれかに記載のシステム。
- 高抵抗の内陸部へ電力を分配するように構成された中電圧配電網上の1つ以上の破壊導体または開放導体の故障を検出するためのシステムであって、前記システムは、
高抵抗を有する内陸部へ電力を分配するように構成された中電圧配電網であって、前記中電圧配電網は、それぞれが共通ノードを有する複数の高電圧導体ラインと、複数の低電圧導体ラインとを含む、中電圧配電網と、
前記複数の配電変圧器の上部へ接続された前記複数の高電圧導体ラインのうち1つ以上によって受信された1つ以上の第1の電圧を、前記1つ以上の第1の電圧よりも低い1つ以上の第2の電圧へ低下させるように構成された複数の配電変圧器であって、前記複数の配電変圧器はそれぞれ、前記複数の低電圧導体ラインのうち1つ以上へ前記1つ以上の第2の電圧を分配するように、前記複数の低電圧導体ラインのうち1つ以上へ接続された下部をさらに含む、複数の配電変圧器と、
複数の開放導体装置であって、前記複数の開放導体装置はそれぞれ、各配電変圧器の低電圧側上と、前記各配電変圧器の下部へ接続された各低電圧導体ラインの横端部とへ接続され、前記複数の開放導体装置はそれぞれ、複数の電圧読み取り値をモバイル用グローバルシステム(GSM)通信網を介してマスターステーションへ通信するように構成される、複数の開放導体装置と、
によって特徴付けられ、
前記複数の開放導体装置は、
前記複数の開放導体装置へ電力を供給するように構成された電源であって、前記電源は電圧変圧器と、整流回路とを含む、電源と、
バックアップ電源として用いられるDCバッテリーを充電するように構成されたバッテリー充電ユニットと、
前記GSM通信網との通信を促進するように構成されたGSM通信網インターフェースと、
前記GSM通信網インターフェースへ、シリアルリンクを介して接続された1つ以上のマイクロコントローラ基板と、
前記複数の低電圧導体ラインの電圧を感知するように構成された電圧感知モジュールと、
を含み、
前記システムは、
前記複数の開放導体装置から遠隔に配置され、さらにサブステーションの近隣に配置されて、前記マスターステーションを画定する1つ以上のサーバであって、前記マスターステーションは、前記中電圧配電網上の破壊導体または開放導体の故障の場所を決定するように構成される、1つ以上のサーバ、
をさらに含み、
前記マスターステーションは、
1つ以上のプロセッサと、
前記GSM通信網との通信を促進するように構成された1つ以上の加入者識別モジュールと、
1つ以上のコンピュータプログラムによって符号化された、1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記1つ以上のコンピュータプログラムは、前記中電圧配電網上の前記破壊導体または開放導体の故障の場所を決定するように動作可能である、1つ以上の非一時的コンピュータ可読媒体と、
を含み、
前記コンピュータプログラムは、
前記中電圧配電網のトポロジーを含む複数のルックアップテーブルを生成するための命令であって、前記複数のルックアップテーブルは、前記複数の高電圧導体ラインのそれぞれと、前記複数の低電圧導体ラインのそれぞれと、前記複数の高電圧導体ライン、前記複数の開放導体装置および前記複数の低電圧導体ラインを介した共通接続点への各経路と、のトポロジーを含む、命令と、
前記複数の低電圧導体ラインの複数の電圧負荷を前記複数の開放導体装置から所定の期間にわたって収集するための命令と、
前記複数の低電圧導体ラインそれぞれのベースライン電圧を決定するための命令であって、前記中電圧配電網上に破壊導体または開放導体の故障が無いときに、前記ベースライン電圧は、前記収集された複数の第1の電圧負荷に基づく、命令と、
少なくとも前記複数の低電圧導体ラインの前記ベースライン電圧よりも所定の量低い電圧である複数の第2の電圧負荷の受信を決定するための命令であって、前記複数の第2の電圧負荷は、前記複数の開放導体装置のうち少なくとも2つから前記GSM通信網を用いて通信されて、これにより、複数の故障が検出された導体装置を画定する、命令と
前記複数のルックアップテーブルに応答して、前記複数の故障が検出された導体装置および前記共通接続点のそれぞれによって共有されている各経路を、前記複数の前記ルックアップテーブルに基づいて特定するための命令と、
共有されている各経路が特定されたことに応答して、前記複数の故障が検出された導体装置のうち前記共通接続点から最も離れた下流に配置された2つを特定するための命令であって、破壊導体または開放導体の故障の場所は、前記複数の故障が検出された導体装置の前記2つの間に接続された前記複数の高電圧導体ラインのうち1つ以上にある、命令と、
を含む、システム。 - 前記複数の第1の電圧負荷および第2の電圧負荷は、前記複数の低電圧導体ラインからの複数のライン電圧および複数の相電圧のうち少なくとも1つを含む、請求項7に記載のシステム。
- 前記複数の開放導体装置は、
前記複数の第2の電圧負荷が、前記複数の低電圧導体ラインの前記ベースライン電圧よりも低い前記所定の量を下回らないことを判定し、
前記複数の第2の電圧負荷のうち1つ以上を所定の間隔で前記マスターステーションへ送るように、
構成される、請求項7または8のいずれかに記載のシステム。 - 前記複数の開放導体装置は、
前記複数の第2の電圧負荷が、少なくとも前記複数の低電圧導体ラインの前記ベースライン電圧よりも前記所定の量低い電圧であることを判定し、
前記ベースライン電圧よりも少なくとも前記所定の量低い電圧であると判定された前記複数の第2の電圧負荷を有する前記低電圧導体ラインを示すインジケータを設定し、
前記複数の第2の電圧負荷を有する前記低電圧導体ラインを示し、前記複数の第2の電圧負荷を特定する1つ以上のメッセージを、前記マスターステーションへ送るように、
構成される、請求項7〜9のいずれかに記載のシステム。 - 前記複数の開放導体装置はそれぞれ、前記DCバッテリーの完全放電を回避するように構成されたバッテリースイッチ回路をさらに含む、請求項7〜10のいずれかに記載のシステム。
- 前記1つ以上のマイクロコントローラ基板は、前記複数の開放導体装置からの前記マスターステーションへの1つ以上のメッセージの送信および前記マスターステーションからの前記複数の開放導体装置への1つ以上のメッセージの受信のための1つ以上のコマンドを実行するように、さらに構成される、請求項7〜11のいずれかに記載のシステム。
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