TW200933176A - Malfunction monitoring method of power network and system thereof - Google Patents

Description

200933176 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種電力網路的故障監控方法及其系 統特別疋扣一種自動監測高速公路電力網路斷電與否的 電力網路的故障監控方法及其系統。 【先前技術】 隨著城市快速發展相關電力設施建設日趨完善，為促 Φ 進城市間彼此相互交流，連絡城市間交通的高速公路也一 條接著一條施築完成，例如中山高速公路、第二高速公路 及北宜高速公路等。 為維持高速公路交通順暢及用路人行車安全，高速公 路上有許多附屬電力設施，例如提供車輛故障及事故聯絡 搶修的緊急電話、提供路況及交通宣導的可變性標誌、防 止駕駛人違規超速行駛的測速照相機、以及隧道照明和提 供夜間道路照明的路燈等等。這些電力設施因特性及功能 〇 不同，有些是全天運作，如緊急電話、可變性標誌及測速 照相機等，有些是區間才開啟（例如夜間），如路燈，故台電 公司供電方式又分成緊急供電（指全天供電）及區間供電（如 夜間供電）二種方式。 參照圖1，高速公路電力網路供電方式係由台電公司採 3相4線220V/380V並聯方式供電。詳細來說，高速公路電 力網路包含多數條供電線路u〜14，各供電線路u〜i4具有 —變壓器15、一受電箱16及電力設施。電力系統之特高壓 電經變電所降壓成11.4或22.8KV之高壓電，再配線並 200933176 聯供電至各供電線路u、12、13、14之變塵器15，然後各 變壓器15再將其降壓成22〇v或38〇v電壓供電至受電箱 16最後再由受電箱16適時配電供應各電力設施適當的電 源。 另外，咼速公路電力網路中使同一條供電線路u〜14 上的電力设施的供f方式皆相同，故供電線路依供 電方式可分成緊急供電線路u、12與區間供電線路i3、14 兩種。

❹ 各緊急供電線路n、12是全天供電而其上的電力設施 可為緊急電話17、可變性標諸18或測速照相機，19。 各區間供電線路13、14更具有一連接變壓器15與受 電箱16間的電源控制開關2〇β當電源控制開關2〇開啟時 ’變壓器15供電至受電箱16，當電源控制開關2〇關閉時 ’變壓器15不再供電至夸雷π , 电主又電辛目16。如此，可藉由控制電源 控制開關20的啟閉來讓區間供電線路ΐ3、14區間供電至 諸如路燈21之電力設施。 ，目前在防止高速公路電力設施、線路被竊或破壞，皆 採人工通報機制’相關訊息來源主要是高工局的委外廠商 或高工局巡查人員定期巡查發現、或者用路人發現，通知 j工局各工務段或交控中錢員查證，確認後再設計施工 單以通知廠商辦理修復，維修流程冗長。 然而’今日電力設施基於維護高速公路行車安全及交 日以加之趨勢，但在政府人事精 簡政策下，相對的人力及預料未隨之増加，使得相 200933176 力設施之管理、維護變得越來越不易，但更為嚴重的是近 來景氣衰退，原物料（銅）價格高漲，電力線路頻繁被盜 或破壞，造成電力設施無法正常運作，這不但影響高速公 路用路人行車女全，還給社會帶來一系列的治安問題 【發明内容】 因此，本發明之—目的，即在提供-種可自動監控電 力網路之電力網路的故障監控方法及其系統。 ❹ 本發明之另一目的，即在提供一種於可即時獲取高速 公路電力網路的故障位置之電力網路的故障監控方法及其 系統。 、 本發明之再一目的，即在提供一種於可即時高速公路 電力網路的故障原因《電力網路的故障監#方法及其系統 〇 本發明之更一目的，即在提供一種於可遠端檢測高速 公路電力網路之電力網路的故障監控方法及其系統。 〇 於是，本發明電力網路的故障監控方法，該電力網路 包含多數條供電線路，各條供電線路具有一饋電端、—與 饋電端相對之末端、一位於末端的第一故障偵測模組、— 位於该饋電端之第二故障偵測模組及複數個電力設施，該 故障監控方法係由一控制中心來執行，而該等第一、二故 障偵測模組可與該控制中心互傳信息，該故障監控方法 包含以下步驟： ' (A)當自該第一故障偵測模組收到一所在的供電線路 末端斷電而產生警示信號時，產生一安全檢查命令至與輪 200933176 故障偵測模組偵測該饋電 、警不信號的第一故障偵測模組位於同 第二故障偵測模組，以令該第 端是否斷電並回報；及 (Β )依來自該安全檢查命令之第二故障偵測模組的回 報結果來判斷該發出警示信號的第一故障傾測模組號所在 的供電線路的故障原因。 Ο ❹ 又，本發明的電力網路的故障監控系統，該電力網路 具有多數條供電線路，各條供電線路具有一饋電端與一與 饋電相對之末端，該故障監控系統係包含多數個第一故障 偵測模組、第二故障偵測模組及一控制中心。 這些第-故障谓測模組分別設於各該供電線路的末端 並於偵測到該末端斷電時產生並輸出—警示信號。 、這些第二故㈣測模組分別設於各該供電線路的饋電 端並用以偵測該饋電端斷電與否。 控制中心於接收到該警示庐號眭 彳"唬時對應產生一控制信號 至與輸出該警示信號的第一故障偵 又洋谓/貝丨J模組位於同一條供電 線路之第二故障偵測模組，令該 " ^ ^ 第一故障偵測模組偵測該 饋電端是否斷電並回報，以判斷兮 j斷該發出警示信號的第一故 障價測模組號所在的供電線路的故障原因。 〜如此，本發明藉由於各條供電線路的末端與饋電端分 叹第-與第二故障㈣模組則貞測其所在位置斷電與否， 以供控制中心判斷供電線路的確實 、 耳斷電位置，以即時提供 給管理人員知道，且可進一步分鉍丛_ A ^ 析故障原因來供管理人員 參考。 8 200933176 【實施方式】 、有關本發明之前述及其他技術内容、特點與功效，在 以下配合參考圖式之-個較佳實施例的詳細說明中，將可 清楚的呈現。 - 參閱圖2,本發明電力網路的故障監控系統的較佳實施 * ㈣用以監控電力網路，以利用自動化監控來取代以往人 工通報機制。 ❹ 本實施例應用電力網路係高速公路電力網路，電力系 統係自-變電所3G供電至高速公路電路網路，而高速公路 電力網路包含多數條供電線路31〜33,各條供電線路 採三相四線22GV/38()供電方式4條供電線路31〜33具有 -饋電端31G(指此供電線路中與變電所3M目接的區段）一 與饋電端3H)相對之末端311、-位於饋電端31〇並連接變 電所之變壓器312、-位於饋電# 31〇並連接變壓器 312之受電箱313及複數個電力設施，各電力設施係透過一 φ 電源引出口接線箱314來接收供電線路31~33的供電。如 此，電力系統之特高壓電經變電所3〇降壓成丨丨4KV或 22.8KV之尚壓電，再配線並聯供電至各供電線路η〜η之 變㈣312,然後各變壓器312再將其降壓成2肅或3爾 電壓以供電至受電箱313，最後再由受電箱313經電源引出 口接線箱314適時配電供應各電力設施適當的電源。 供電線路31〜33依供電方式可分成緊急供電線路31、 32與區間供電線路33兩種，各緊急供電線路31、是全 天供電而其上的電力設施可為緊急電話315、可變性標誌 200933176 316或測速照相機317。另外，每條緊急供電線路31、32 的長度約1〇公里’而每一公里設有一緊急電話315。區間 供電線路33更具有一連接變壓器312與受電箱313間的電 源控制開關318，讓區間供電線路3 3可隨電源控制開關 318的啟閉來決定是否供電至諸如路燈319之電力設施，讓 路燈319可於所需區間（諸如夜間）點亮。 本實施例的電力網路的故障監控系統包含多數個第一 故障偵測模組4、多數個第二故障偵測模組5及一控制中心 ® 6。 如圖2與圖3，各第一故障偵測模組4分別設於各供電 線路31〜33的末端311並於偵測到末端3丨丨斷電時產生並輸 出一警示信號。各第一故障偵測模組4含有一控制器41、 一電信通訊單元42、一電力偵測單元43及一供給各構件 41〜43工作所需電力之電源44。本實施例的電源44具有一 可充電式電地441。控制器41用以統籌第—故障備測單元 ❹ 4之運作。控制器41係一神經元晶片（如虹⑽ch⑻並擁有 個永久唯的48位1D碼，以作為通訊位址識別。電信 通訊單元42用以提供第—故障_模組4與㈣中心6間 的通訊功能，讓第-故障债測模組4與控制中心6間可以 互傳信息。本實施例中控制中心6、第—故障_模組4與 第二故障侦測模組5間以GSM行動電話通訊系統的整合封 包無線服務（General Packet Radi〇 ，以下簡稱Gp叫 來通訊，電信通訊單元42為一 GpRS收發器並採用具可靠 性及連接輯輸特性之傳輸控㈣定（T_p(m c〇咖！ 10 200933176

Protocol，以下簡稱TCP)做為通訊協定，讓第一故障偵測模

電力偵測單元43用以偵測末端311是否斷電，以讓控 制中心6瞭解整條供電線路31〜33是否有異常斷 。如圖4,本實施例的電力偵測單元43含有—電磁開關 431與一位於電磁開關431與控制器w間的傳輪介面々η ，電磁開關431的常閉接點的一端加上Dc 5V電源，而另 ❹ 一端連接至傳輸介面432的傳輸埠1/0且連接至—電阻R 後接地。電磁開關431的線圈兩接點連至供電線路31〜33， 以接收供電線路31〜33的電力。如此，當供電線路3卜η 未斷電（指供電線路3仍正常供應電力）時，電磁開關 31的線圈因電力饋入而激磁導致電磁開關431的常閉接點 2開（指開路），此刻傳輸埠I/O的電位為一低位準L〇;而 ^電線路31〜33因遭破壞或電力系統停電或被竊取而斷 電磁開關431因線圈不再激磁，讓電磁開關431常 〇 閉，點接合（指短路），此時傳輸埠I/O電位由低位準變 控制器41電 (指供電線路31, 並經電信通訊單 當傳輪埠1/〇1 性連接傳輸埠I/O。當傳輸埠1/0為高位準 33斷電）時，該控制器41產生一警示信號

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:;=1/〇的位準變化’若軸傳輪蜂ι/〇變成高 二Γ著其所在供電線路31〜31斷電，控制… =步4中產生警示信號：緊接著於步驟彻中，控制 將警示信號傳送至電信通訊模M42，電信通訊模組 =警不訊號轉換成㈣S通訊格式，以傳送至控制中心6 :制器4!未偵測到傳輪琿1/〇為高位準或步驟結 ^跳回步請，持續監測傳輸埠1/〇的位準是否變化 :準。如此’當供電線路31〜33斷電時，位於此供電線 3上的第—故㈣測模組4可自動地通知控制中心6 =行後續處理，讓控制中心、6可更即時取得此供電線路 的斷電訊息。另外’由於供電線路31〜33的斷電原因 =電線路31、32、33失竊（指線路失竊）外，亦可能為電 力系統故障或此供電線路31於此刻無需供電，例如區間供 電線路33處於非供電區間（諸如日間）時，故本實施例更以 第二故障_模組5來協助控制中心6判斷故障原 路失竊或正常停電。 如圖2與圖6 ’各第二故障仙以組$分職於各供電 線路3i的饋電端31G並用以彳貞測饋電端則斷電與否。本 =施例的第二故障㈣模組5設於供電線路31〜33的受電 箱313内且其構件架構與第—故障偵測模组$類似而具有 -統籌第二故障偵測模㉞5運作而為一神經元晶片之控制 器51、一使第二故障摘測模組5與控制中心、6㈤可互傳信 息而為- gpRS收發器之電信通訊單元52、一用以摘測饋 電端31G的電力有無之電力㈣單元53纟—供給各構件 12 200933176 51〜53工作所需電力並 。控#|丨哭 < 具有一可充電式電池541之電源54 相互間關位^電信通訊單元52、電力谓測單元53功能和 述。Β '、與前述第一故障偵測模組4類似，故不再此贅 ❹ ，則2制中e 6自第—故障仙模組4收到警示信號時 障俏.1丨：產生一安全檢查命令至與輸出警示信號的第-故 =測模組4位於同一條供電線路M3之第二故障制 '且5 °舉例來說’ ^警示信號來自供電線路31上的第-障偵測模組4時’控制中心6傳送安全檢查命令至供電 、'路31上的第二故障侦測模組5。如此，第二故障侧模 t 5收料全檢查命切，會執行—㈣料，此檢測程 序係一符合L〇nWorks協定的内建程式。詳細來說，第二故 障偵測模組5經電信通訊單元52收到安全檢查命令時，先 經電信通訊單it 52回覆-確收回應至控制中心6，以告知 控制中〜6已收到安全檢查命令，而後確認電力偵測單元 53的傳輸璋1/0(如圖4)的位準狀態，若電力偵測單元53的 傳輸璋I/O的位準為低位準時，控制胃Η、經電信通訊單元 52回報饋電端5未斷電的訊息至控制中心6 ;而傳輸埠 的位準為高位準HI時，控制器51經電信通訊單元52回報 饋電端5斷電的訊息至控制中心6。如此，控制中心6可依 第二故障偵測模組5的回報結果來判斷此供電線路31〜33 的故障原因（容後再述）。 再者，如圖2，為讓控制中心6能更精確獲知供電線路 31、32的故障位置，本實施例電力網路的故障監控系統更 13 200933176 包含多數個第三故障偵測槎 貞；模組7，係間隔地設於各供電線路 31、32的饋電端31〇盥古糾 八% 311之間並用以偵測其所在位 置的斷電與否。第二故 草㈣卓$ 5會將此安全檢查命令 =第三故障_模组7,以令第三制單元7_則 斷電與否如報檢測結果至第二故㈣職組5，第二故障 *f貞測模組5收集第二妨暗伯Ό丨 —故障偵測模組7回傳的偵測結果並透 過電信通鱗元52以gPRS傳駐控射心6。

如圖6與圓7’本實施例中第二故障_單元5與第三 故障偵測單元7間係以電力線載波通訊技術來互傳信息， 以降低施工成本1二故障_單元5更具有-電力線通 訊=元55’而電力線通訊單元55含有—電力線載波訊號收 發器（Power Line Transeeiver)551及一電力線載波耗合電路 (coupling circuit)552。 電力線載波訊號收發器551電性連接控制器51且内含 一數位訊號處理晶片（Dsp )，在此電力線載波訊號收發器 551以PL-3150電力線載波收發器為例來說明。電力線載波 訊號收發器551收發電力線載波訊號，讓控制器51可利用 電力線載波訊號收發器551經供電線路31、32來與第三故 障偵測模組7互傳資料與控制訊號。為確保資料與信號的 傳輸的可靠度，本實施例的電力線載波訊號收發器551含 有 A-band ( 70kHz 〜95kHz)及 C-band (110kHz〜140kHz)兩 個頻道並使用雙載頻模式，A-band主載頻為86kHz，次載 頻為78kHz，C-band主載頻為132kHz，次載頻為115kHz 所以即使主載頻受阻時仍然可以次載频來雙向傳輸資料及 14 200933176 控制訊號，傳輸率為5.4kbps。 ®力線載波耦合電路552橋接電力線載波訊號收發器 551與供電線路31、32且為-三相麵合電路。電力線載波 耦合電路552扮演相當於一個高通濾波器，濾除非電力線 載波頻率之雜訊，以確保資料通訊之可靠度。 如圖2與圖8，第三故障偵測模組7與前述第二故障偵 測模組5類似而具有一具有一統籌第三故障偵測模組7運 作而為#經TG晶片之控制器71、一使第三故障偵測模組 7收發電力線載波之電力線通訊單元72、一用以偵測電力 有無之電力债測單％ 73及一供電至各構件7i U之 供電電路74。控制器71、電力線通訊單元72與電力摘測 單几73功能與相互關係與前述構件51、55、53類似，故 不再此贅述。 ❹ 有別於第一故障偵測模組4與第二故障摘測模組5中 的電源44、54為具有可充電式電池441、541的獨立電源 第二故障偵龍組7之供電電路74直接縣供電電路B 、Μ電力並經諸如降壓、交流轉直流等適當處理後供給 構件71、72、73。如此，讓第三故障㈣模組建 維修成本可有效降低。 $置與 如圖2’考量區間供電線路33的電力為區間供應且路 =19的安定器（圖未示）會大量吸收電力線載波訊號，故本 貫施例第三故障偵測模組7只設於緊急供電線路Η、”。 t慮電力、線載波訊號會因傳輸距離為衰減，故於每—個緊 …電話315 _電源引出口接線箱314設置一個第三故障價 15 200933176 測模組7,讓供電線路31、32上的每隔__公里設^_1 故障偵測模組7。 。請參照圖9,本實施例更使第三故障摘測模組7的控制 器71於收到安全檢查命令時除控制電力偵測單元乃偵測 其所在位置的斷電與否’更將安全檢查命令經電力線通訊 模組72轉傳至下—㈣三故障偵測模組7，而收到下一個 ❹ ❹ 第三故障横測模組7回傳的债測結果時，亦將其轉傳至前 一個第三故障偵測模組7。 詳細來說，當第二故障偵測模組5將安全檢查命令傳 送至供電線路31、32中的第一個第三故障偵測模組& (指 供電線路3卜32中最接近第二故障❹復組5的第三故障 谓測模組7a)時，第—個故障侧模組&會除透過其電力 债測單元73檢測其所在的供電電路31或32的供電狀態（指 斷電與否）外並將此安全檢查命令傳送至第二個第三故障須 測模組7b .第二故障谓測模组％依安全檢測命令進行所在 位置的供電狀態檢測並將安全檢查命令傳送至第三故障價 測模組7c;同樣地’第三故障價測模組&進行供電狀態檢 測並將安全檢查命令傳送至第四故障制模組％ •以此類 推’安全檢查命令可被轉傳至最後一個第三故㈣測模組 ’讓第二故障偵測模組％進行供電狀態檢測。另外，第 個第二故障伯測模組7a將债測結果傳送至第二故障福測 、’、且5’第—個第二故障偵測模組乃會將#測結果傳送至 第-個第三故障谓_ 7a，再由第一個第三故障偵測模 組h轉傳至第二故障_模組5 ;第三個第三故障该測模 16 200933176 組7c的偵測結果經第二個與第—個 ^ ^ ^ ^ 故障偵測模組几、 轉傳至第二故障制模組5;„地，最後―個第三 偵測模組7η的偵測結果可經前面 刃弟一故障偵測模組7d、 7c、7b、7a依序轉傳至第二轉_模組5。 =本實施例設定第二故障偵測模組5之控制器” :=應之初，例如10秒，會自動測試饋電 與否並產生一安全檢查命令傳送 网电 ^ 疋主弟—故障偵測模組7，以 v各第二故障侧模組7檢測供電狀態 模組5再將檢㈣果喊_巾心6。 第-故障摘測 詳細來說’參照圖9與圖1〇，當供電線路Η,伊電 步驟Μ中，第二故障债測模組5檢測饋電端I。 =斷電。若步驟別，判斷為是，執行步驟 _測模組5將斷電訊息以GPRS傳送至控制“ 6第-故 反之，若步驟70丨判斷為否時， 35 <1 ^ .1. 弟—故障偵測模組5 ❹ 二…產生一安全檢查命令，以繼 制益51㈣力線軌單元55將安全檢查命令傳送， 個第二故障偵測模組7a，以繼續進行步驟州。、 在步驟704中，第一侗笛一此也t 磁 二故障偵測模組7a檢測是否 斷電並將安全檢查命令傳送至第二個 • ^ 8» 乐—故障偵測模組7b ，右步驟704判斷為斷電時， 作是否已達判斷檢查動 ,, 一 右步驟7〇5判斷A否眭 ，跳回步驟7〇4,再次檢查其 顺為否時 作而造成錯誤判斷。若步&斷電’以避免誤動 “誤判斷#步驟7〇5判斷為 ’將斷電結果回傳至第二故障偵 執仃步驟702 早制模組5，以由第二故障偵 17 200933176 將檢測結果傳送至控制中心6。若步驟 斷電時，因第二個第= a斷未 故陸指， 第二故障偵測模組7b接收到第—個第三 故障偵測模組7a轉傳的| 一 。 料的*全檢查命令而_執行步驟· 在步驟706中，坌_ & _ ^ 第一個第三故障偵測模組7b檢.1彳《 $

斷電並將安全檢查命令傳送至第三個第三故障::: 二否 ，若步驟706判斷為斷電時 ’…7C ❹ ❹ 作是否已達三次。若步挪7Λ、 〇7判斷檢查動 * 7判斷為否時，跳回步驟706 · -步驟7〇7判斷為是時，執行步驟 ：二 組5將檢測結果傳送至控制中心第：故障檢測模 為未斷電時，下一個第三 ，的舍步驟寫判斷 是否斷電與轉傳安全檢杳命令貞：：會繼續進行檢測 故障偵測模組7η，在步驟7〇8 φ ’ = 最後-個第三 模組7η檢测是否斷電。若步驟观^後—個第三故障制 以判斷檢測次數是否已達二α情為是時，執行步驟 ，執行步驟t若步驟709;=: 709判斷為是時 若步驟-檢測為未斷電== 繼續執行步驟 查結果正常(指未斷電)的訊息經 ：、驟7〇2，以將檢 果工。 讓控制中心6即時瞭解狀況並儲存這些檢測結 :然=前述電力供應之初的檢測(如步 谩第一故障價測模組5會 ） 任何命令並依命令而動作。例否自㈣中心6接收到 偵測模組5_是否收到一安全=:，中’第二故障 主檢查命令；若步驟710判 18 200933176 斷為是時，跳回步驟701，以進行電力檢測（如步驟 701〜709)。 如此，利用這些第三故障偵測模組7讓控制中心6可 即時瞭解供電線路31、32上確實斷電位置，而利用第三故 障偵測模組7的轉載功能，電力載波訊號不會隨距離增加 而衰減，讓訊號傳遞距離可符合目前高速公路電路網路的 需求且無需增加第二故障偵測模組5的數量，讓系統的建 置成本可有效降低。 控制中心6係一可經GPRS網路連線各第一故障偵測模 組4與第二故障摘測模組5之電腦，本實施例中此電腦具 有GPRS數據機。此控制中心6負責收集各第一、第二與第 二故障偵測模組5、6、7的偵測結果並據此分析故障原因 ’及時讓管理人員瞭解實際情況，並可讓管理人員自控制 中心6遠端控制第一、第二與第三故障偵測模組5、6、7， 以確定電力網路的目前狀態。 φ 配合前述架構’在下文中配合圖11與圖12來說明控制 中心ό的工作流程。控制中心6的流程可區隔成兩種，一 疋自動監控電力網路狀態的自動檢測流程，另一個是提供 管理人員查看電力網路狀態且輸入控制指令的系統作業流 程，這兩種流程可同步執行。 首先’參照圖11來說明自動檢測流程。在步驟6〇1， 控制中心6判斷是否自第一故障須測模組4收到一警示/訊 號。若步驟601判斷為是時，執行步驟6〇2，控制中心6產 生—安全檢查命令以GPRS傳送至與發出此警示訊號的第一 19 200933176 故障偵測模組4位於同一條供電線路31〜33的第二故障偵 測模組5 ’以等待第二故_龍組5的畴結果4細來 說，控制中心6將安全檢查命令傳送至電信服務業者基地 台，再經由GPRS傳送至第二故障债測模組5。在此步驟 6〇2中’右發出此警示訊號的第—故障偵測模組4所在的供 電線路為—緊急供電線路31、32時，控财心6更要求第 二故障偵_組5將此安全檢查命令傳送至同—條供電線 路31、32的第三故障谓測模組7。另外，為避免受_ 通訊網路故障而導致誤判，本實施例中控制中心6於傳送 命令至第一或第二故障偵測模組4、5時，會 、 二故障偵測模組4、5收到來自控制中心6的命令時，會先 回覆-確收回應’如，，控制中心指令已收到”之訊息，讓控制 中心6確認GPRS通訊網路正常與否。 最後在步驟603’控制中心6依第二故障_模組5回 報結果與資料庫内的資料來判斷故障原因並對應館存一筆 故障紀錄：此筆故障紀錄含有故障原因、故障時間及與故 障位置卩通知相關人員進行對應處理。故障位置可為第 -故障偵測模Μ 5所在區域網路編號、區段編號、區段設 備編號’而故障紀錄更可含有處理方法等等。舉例來說， 若第二故障偵測模、组5回報斷電時，而資料庫内有儲存此 供電線路31〜33於此時間暫定供電或電力系統故障等訊息 ㈣，故障原因為非線路失竊而為正常停電或電力系統 故障’右第-故障偵測模組5回報未斷電時，控制中心6 判斷故障原因為線路失竊並儲存至資料庫内；若第二故障 20 200933176 4貞測模'组5更回報第三故障偵測模組7的檢測結果時，更 紀錄第二故障偵測模組7的檢測結果，以紀錄供電線路31 、32的更精確的斷電位置，以即時通知警力，讓逮住線路 竊盜現行犯成為可能，及方便維修人員進行迅速維修。

參照圖12 ’當管理人員登入控制中心6時，在步驟611 中’控制中心6會先連線所有第一故障偵測模組4與第二 故障摘測模組5 ;而後於步驟612中，控制中心6擷取資料 庫内的資料，以圖形化顯示各地的第一與第二故障偵測模 組4、5的數量與故障數量（如圖13)。當然，為確保安全 ’在步驟611執行前，亦可先要求管理人員輸入帳號與密瑪 、於確理人員的身分無誤後，始允許其登入並執行 步驟611。 在步驟612後，控制中心判斷是否收到管理人員的控 制才曰令，以依控制指令來執行對應工作。舉例來說，圖Η 的"面具有一主動監控選項641與一故障排除選項642。若 管理人員按壓主動監控選項641，對應提供如圖14的操作 介面’讓管理人員可瞭解電力網路的狀況與即時監測第一 第二與第三故障偵測模組 〜 &七^ 只饮！狀Γ早 排除選項642,對應提供如圖15的操作介面，以供管理人 員瞭解電力祕故障情況並可於祕人員啸祕完成後 遠端監控確減障是轉復4下文中以管理人員可輸入 的輸入控制指令為例來說明控制中心6的系統作業流程。 在步驟613中，控制中心6判斷是否收到-測試指令 ’此測試指令係於管理人員按㈣14的單—設備測試選項 21 200933176 全檢查選項644或者圖15的安全檢查選項⑷時 ;=，此測試指令可指定測試對象為特定故㈣測模 全檢查命令至對應第-或第二或第1故執障=驟614傳送安 ，而後於步驟615中等待接收 挪模組4 5 7 龜丢4μ士報結果以顯示予管理人員 觀看並儲存至資料庫。步驟6 等待下-個控制指令。 。束後，跳回步驟⑴，以 ❹ ❹ =驟⑴判斷為否時，執行步驟616判斷是否收到 頻率選項—時產生並内含”定指令量測 門含—自動量測頻率數值。步 =_為是時’執行步驟617，控制中心6對應產生一 1=頻率設定命令至對應第—或第二或第三故㈣測 、5、7,使其依自動量測頻率設定命令中的—自動量 測頻率數值自動檢測並回報檢測結果。㈣617結束後， 跳回步驟613。若步驟616判斷為否時，繼續步驟618。 步驟618中’控制中心6判斷是否收到一故障原因查 詢指令，此故障原因查詢指令係於圖15的顯示查詢資料選 項㈣被按壓時產生並内含指定故障原因，例如線路失竊 。若步驟618判斷為是時’執行步驟619，操取資料庫内故 障原因舆指定故障原因相符的故障紀錄以提供給管理人員 觀看。步驟619結束後跳回步驟6U。當然，控制中心6更 可提供其他種控制指令可供管理人員選用，例如圖Μ的訊 息需回傳選項651與訊息無需回傳選項…，讓管理人員可 設定故障所在的故障偵測模組4或5或7於故障修復前是 22 200933176 3需繼續回傳檢測結果等等’並不應受限於本實施例所揭 露者。 一综上所述，本發明於電力網路中佈設第―、第二與第 三故障偵職組4、5、7並配合控财心6，讓電相路的 故障時間與位置，甚至故障原因可即時提供給控制中心6 的管理人員，以利控制中心6能及時派員處理以維持高速 公路的行車安全，且若輯原因為線路失竊時，控制中心6 e φ可同步通知警方追查，使警方能更即時到達線路失竊現 場，以提高破案率與讓失竊率降低，進而達到防盜效果。 惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請^利 範圍及發明說明内容所作之簡單的等效變化與修飾皆仍 屬本發明專利涵蓋之範圍内。 【圖式簡單說明】 圖1是習知高速公路電力網路的架構圖； Ο 圖2是本發明電力網路的故障監控系統較佳實施例應 用於一高速公路電力網路的架構圖； 圖3是本實施例的第一故障偵測模組之方塊示意圖； 圖4是本實施例第一故障偵測模組的電力偵測單元的 一範例的電路圖； 圖5是本實施例的第一故障偵測模組的工作流程圖； 圖6是本實施例的第二故障偵測模組之方塊示意圖； 圖7是本實施例第二故障偵測模組的電力通訊單元的 一範例的電路圖； 23 200933176 圖8是本實施例的第三故障偵測模組之方塊示意圓； 圖9是本實施例中第二與第三故偵測模組間訊號傳輸 的架構示意圖； 圖10是本實施例中第二與第三故偵測模組的檢測流程 圖； 11是本實施例的控制中心的自動檢測流程圖； 12是本實施例的控制巾心的系統作業流程圖； 13是本實施例的控制中心的—操作介面； 14是本實施例的控制中心的另—操作介面；及 15是本實施例的控制中心的又-操作介面。 圖 圖 〇 圖 圖 圖 24 200933176

❹ 【主要元件符號說明】 30變電所 31、32供電線路/緊急供電 路 33供電線路/區間供電線路 310饋電端 311末端 312變壓器 313受電箱 314電源引出口接線箱 315緊急電話 316可變性標誌 317測速照相機 3 18電源控制開關 319路燈 4第一故障偵測模組 41控制器 42電信通訊單元 43電力偵測單元 431電磁開關 432傳輸介面 44電源 441可充電式電池 5第二故障^貞測模組 5 1控制器 線52電信通訊單元 53電力偵測單元 54電源 541可充電式電池 55電力線通訊單元 551電力線載波訊號收發器 552電力線載波耦合電路 6控制中心 7、7a、7b、7c、7n 第三故障 偵測模組 71控制器 72電力線通訊單元 73電力偵測單元 74供電電路 641主動監控選項 642故障排除選項 643單—設備測試選項 644安全檢查選項 645安全檢查選項 646〜649指令量測頻率選項 650查詢資料選項 651訊息需回傳選項 25 200933176 652訊息無需回傳選項 401〜403、601〜602、611〜619 I/O傳輸埠 、701〜710步驟 R電阻

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Claims (1)

1. 200933176 十、申請專利範圍： 力料的故障監控方法，該電力網路包含多數條 I、電線路，各侔供雷綠？々曰▲ m ” 電線路具有一饋電端、一與饋電端相 错端位於末端的第一故障賴測模組、一位於該 之第一故障偵測模組及複數個電力設施，該故障 監控方法係由一控制中心來執行，而該等第一、二故障 偵測模組可與μ μ杂丨士、 ' 、 傳信息，該故障監控方法係 ❹ 包含以下步驟： (Α)當自該第一故障偵測模組收到一所在的供電 線路末端斷電而產生警*信號時，產生_安全檢查命令 至與輸出該警示信號的第-故障㈣模組位於同-條供 指線路之第—故障侦測模組，以令該第二故障伯測模组 偵測該饋電端是否斷電並回報；及 (Β)依來自該安全檢查命令之第二故障㈣模组 :回報結果來判斷該發出警示信號的第一故障價測模組 號所在的供電線路的故障原因。 2.依據申請專利範圍第i項所述之電力網路的故障監控方 法’其中，該步驟⑻中當第二故障该測模組回報結果 為該饋電端斷電時，判斷該發出警示信號的第一故障偵 測模組號所在的供電線路的故障原因為非線路失竊；當 第二故障偵測模組回報訊息為該饋電端未斷電時，判= 該發出警示信號的第-故障僅測模組號所在的供電線路 的故障原因為線路失竊。 3·依據申請專利範圍第2項所述之電力網路的故障監控方 27 200933176 法，其中，該控制中心係以整合封包無線服務互傳信息 〇 4.依據申印專利範圍第3項所述之電力網路的故障監控方 法’更包含一步驟（C )當控制中心開機時，連線該等第 • 一故障偵測模組與第二故障偵測模組。 I據申專利範圍第4項所述之電力網路的故障監控方 法，其中，該步驟（C)中，該控制中心更以地圖=各 〇 地的該等第-故障_模組與第：故㈣測模組的數量 及故障數量。 依據申吻專利範圍第4項所述之電力網路的故障龄控方 法，其中，該步驟⑻中更储存一筆故障紀錄，：筆故 障紀錄含有故障原因、故障時間及與故障位置。 7.依據中請專利範圍第1或4項所述之電力網路的故障監 套其令，該供電線路為一緊急供電線路時，該緊 急供電線路更具有複數個分別位於各該電力設施與；^ © 故障偵測模組’各該第三故障偵測模組用 =其所在位置斷電與否，位於該緊急供電線路的第 -故㈣測模心㈣該安全檢 於同一倏供雷經,姑- 文得送至位 ，第1暗占故障偵測模組使其摘測並回報 第；故障谓測模組更將該第三故障摘測 果回報至該控制中心β Μ即、’·0 8·依據申請專利範圍第7 ^ # , 述之電力網路的故障監控方 法，其令，該等第二故障偵測槿杈鱼7万 η ^ ri Φ ^ ^ 貝則模組與第二故障偵測模組 間係以電力線載波方式互傳信息。 28 200933176 9·依據申請專難圍第7項所述之電力網路的故障監控方 法，其中’位於同一條供電線路之各該第三故障價測模 組於收到該安全檢查命令更轉傳至下—個㈣“ =模組並於收到回報結果時轉傳至前-個相鄰第三故 障偵測模組。 i

   10·依射請專利範圍第4項所述之電力網路的故障龄控 法’更包含-步驟⑼，若自外界收到一測試指令時 產生該安全檢查命令至對應的第一或第二故障谓測模 方 組 U.依據申請專利範圍第1或 障監控方法，其中，當產 偵測模組時，更要求該第 應0 4或10項所述之電力網路的故 生該安全檢查命令至第二故障 二故障偵測模組回覆一確收回 12.依據中請專利範圍第i或4項所述之電力網路的故障監 控方法，更包含一步驟⑻’若自外界收到一自動量測 © 頻率設定指令時，對應產生一自動量測頻率設定命令至 的第-或第二故障偵測模組，使其依自動量測頻率 1 疋命π中的一自動量測頻率數值來進行自動偵測。 據申明專利範圍第6項所述之電力網路的故障監控方 t i更包含一步驟（F )，若自外界收到一故障原因查詢 扣令時，提供與該故障原因查詢指令中的一指定故障原 因相符的故障紀錄。 、 4.種電力網路的故障監控系統，該電力網路具有多數條 八，線路各條供電線路具有一饋電端與一與饋電相對 29 200933176 之末端，該故障監控系統係包含： 多數個第一故障偵測模組，係分別設於各該供電線 路的末端並於偵測到該末端斷電時產生並輸出一警示信 號； " 多數個第二故障偵測模組，係分別設於各該供電線 路的鎖電端並用以偵測該饋電端斷電與否；及 一控制中心，於接收到該警示信號時對應產生一控 ❿ 制彳s號至與輪出該警示信號的第-故障偵測模組位於同 一條供電線路之第二故障偵測模組，令該第二故障偵測 模組偵測該饋電端是否斷電並回報，以判斷該發出警示 信號的第一故障偵測模組號所在的供電線路的故障原因 〇 15.依據申請專利範圍第14項所述之電力網路的故障監控系 統，其中，該控制中心係-可與該等第—故障债測模組 與第二故障偵測模組互傳信息之電腦。 〇 16.依據中請專利範圍帛15項所述之電力網路的故障監控系 統，其中，該第一故障偵測模組具有一統籌該第一故障 债測模組運作之控制器、一負責與該控制中心互傳信息 之電信通訊單元及—電性連接該供電線路併用以偵測電 力有無之電力偵測單元。 17.依據申請專利範圍帛16項所述之電力網路的故障監控系 統’其中，該第二故障❹】模組具有—統籌該第二故障 债測模、组運作之控制器、—貞責與該控制中心通訊功能 之電信通訊單元及-電性連接該供電線路併用以偵測電 30 200933176 力有無之電力偵測單元。 18. 依據申請專利範圍第17項所述之電力網路的故障監控系 統，更包含多數個位於各條為一緊急供電線路的供電線 路之第三故障偵測模組，用以於接收該安全檢查命令時 偵測其所在位置斷電與否並回報。 19. 依據申請專利範圍第18項所述之電力網路的故障監控系 統，其中，該第二故障偵測模組更將該安全檢查命令傳 ❹ 送至位於同一條供電線路之第三故障偵測模組並接收其 回報結果以傳送至該控制中心。 2〇·依據中請專利範圍第17或19項所述之電力網路的故障 監控系統’其中’位於同—條供電線路之各該第三故障 该測模組於收到該安全檢查命令更轉傳至下一個相鄰第 二故障㈣模組並於收到回報結果時轉傳至前—個 第三故障偵測模組。 依據申„月專利範圍第2〇項所述之電力網路的故障監控系 ❹統，其中，該第二故㈣測模組更具有—與該第三故障 痛測模組通訊之雷六始基 通汛之電力線通訊早凡，該第三故障偵測模組 ，、有—統籌該第三故障偵測模組運作之控制器、一負責 故障㈣模組及其他第三故障㈣模㈣訊之 力有广早^及一電性連接該供電線路併用以摘測電 力有無之電力偵測單元。 2 2 ·依據申請專利蘇笛 仏圍第21項所述之電力網路的故障監控系 _、’該等第-故障偵測模組、第二故障偵 與第三故障價測模組之控制器係一神經元晶片。… 31 200933176 23. 依據申請專利範圍第22項所述之電力網路的故障監控系 統，其中，該等第一故障偵測模組與第二故障偵測模組 之電和通訊單元係一整合封包無線服務收發器。 24. 依據申請專利範圍第23項所述之電力網路的故障監控系 統，其中，該等第一故障偵測模組、第二故障偵測模組 與第三故障偵測模組之電力偵測單元含有一電磁開關與 一位於該電磁開關與該控制器間的傳輸介面，該傳輸介 面的一傳輸埠電性連接至該電磁開關的一接點，該電磁 開關的另兩接連接至該供電線路以該供電線路的電力有 無而啟閉，讓該傳輸埠的位準隨之於一低位準與一高位 準間變化。 ' D 25·依據中請專利範圍帛24項所述之電力網路的故障監控系 統’其中，該等第二故障偵測模組與第三故障⑫測模組 ，電力線通訊單元含有一連接該控制器之電力線載波訊 號收發器及—橋接該電力線載波訊號收發器與該供電線 路之電力線載波麵合電路β 26. —種電力網路的故障監控方法，該電力網路包含至少一 條緊急供電線路，久>fl^ A. /U «Β* , 谷條緊急供電線路具有一饋電端、一 與饋電端相對之末端、—位於該饋電端之第二故障偵測 模組、多數個間隔地位於該饋電端與該末端間的第三故 障债測模組及複數個電力設施，該故障監控方法係 以下步驟： Μ該第二故障债測模組將一安全檢查命令傳送至位 於同一條緊急供電線路中最接近該第二故障備測 32 200933176 ❹ 27. 28. ❹ 29. 30. 模組的第三故障谓測模組，以令其檢測所在位置 斷電與否並回報至該第二故障⑭測模組，· ⑻若該第三故障偵測模組接收該安全檢查命令且非 同一條緊急供電線路中最後—個第三故障偵測模 組時，將該安全檢查命令轉傳至同一條緊急供電 線路中下一個第三故㈣㈣组並令其&_& 位置斷電與否並回報；及 (C)若該第三故障偵測模組接收到下一個第三故障偵 測模組回報結果時，將其轉傳至同一條緊急供電 線路中前一個故障偵測模組。 依據申請專利範圍帛26項所述之電力網路的故障監控方 法其中’該步驟（c )，該第二故障偵測模組更將接收 的回報結果傳送至遠端。 =據申請專利範圍帛26或27項所述之電力網路的故障 監控方法，其中，該步驟（A)卜該第二故障摘測模組 更檢測該饋電端斷電與否並回報遠端。 依據申請專利範圍第28項所述之電力網路的故障監控方 t，其中，該步驟（A)中，該第二故障偵測模組係於該 供電線路供電之初檢測該饋電端斷電與否並回報遠端， 4第一故障偵測模組更對應產生該安全檢查命令。 依據申5青專利範圍第28項所述之電力網路的故障監控方 法γ其中，該步驟（A)中，該第二故障偵測模組係於自 遠端收到一安全檢查命令時檢測該饋電端斷電與否 報遠端。 ~ 33 200933176 31.依據申請專利笳 法，㈣ 項所述之電力網路的故障監控方 果。故障_模組係以整合封包無線服務回報結 3 2 ·依據申請專利範圍笛〇 Q ^ ，、 項所述之電力網路的故障監控方 33·—種電力網路的钕暗 〇 〇 供電線路，該電力網路具有一緊急 對之太娃“電線路具有一馈電端與-與饋電相 對之末鸲，該故障監控系統係包含： *㈣第"故障㈣模組，係設於該條緊急供電線路的 用以她饋電端斷電與否，該第二故障债測 早兀輸出一安全檢查命令；及 電線測模組，係間隔地設於該緊急供 :線路的饋電端與末端間’各該第三故障積測模組接收 Μ女全檢查命令時㈣所在位置斷電與否並輸出其檢查 結果’各該第三故障_模組收到來自其—側的第三故 障谓測模組的該安全檢查命令或檢查結果時轉傳至另一 側的第三故障偵測模組。 · 34.依據申請專利範圍帛33項所述之電力網路的故障監控系 統，其中’該第二故障伯測模組具有'统籌該第二故障 债測模組運作之控制器、—與該第三故障_模組通訊 之電力線通訊單元及一電性連接該緊急供電線路併用以 ㈣電力有無之電力伯測單元’該第三故㈣測模組具 有一統籌該第三故障偵測模組運作之控制器、一負責與 34 200933176 該第二故障偵測模組及其他第三故障偵測模組通訊之電 力線通訊單元及一電性連接該供電線路併用以偵測電力 有無之電力偵測單元 35·依據申請專利範圍第34項所述之電力網路的故障監控系 統，其中，該等第二故障偵測模組與第三故障偵測模組 之控制器係一神經元晶片。 36.依據申請專利範圍第35項所述之電力網路的故障監控系 統，其中，該第二故障偵測模組更具有一整合封包無線 服務收發器以與遠端通訊。 37.依據申請專利範圍第35或36項所述之電力網路的故障 監控系統，其中，該等第二故障偵測模組與第三故障偵 測模組之電力债測單元含有一電磁開關與—位於該電磁 開關與該控制器間的傳輸介面，該傳輸介面的一傳輸埠 電性連接至該電磁開關的一接點，該電磁開關的另兩接

   連接至該供電線路以該供電線路的電力有無而啟閉讓 該傳輸埠的位準隨之於一低位準與一高位準間變化。 38. 依射請專利範圍第37項所述之電力網 統，其中，該等第二故障摘測模組與第三故障：= 之電力線通訊單元含有—連接該控制器之電力線載波訊 號收發器及-橋接該電力線載波訊號收發器與該供電線 路之電力線載波柄合電路。 39. -種電力網路的故障監控方法該電力網路包含多數緊 急供電線路，各條緊急供電線路具有-饋電端、-與馈 電端相對之末端、一位於該饿電端之第二故障偵測模組 35 200933176 測=間隔地位於該饋電端與該末端間的第三 =組及複數個電力設施，該故障監控方法係包含以下 ⑷t各該第二故障債測模組自遠端接收一安全檢查 ， =令：’檢測該饋電端之斷電與否並回傳至該遠 ⑻各該第二故障伯測模組將該安全檢查命令傳送至 ❹ 纟於同一條緊急供電線路中的第三故障摘測模組 、’令該第三故障摘測模組檢測所在位置斷電與否 並經該第二故障偵測模組回傳遠端。 4〇·依射請專利範圍第33項所述之電力網路的故障監控方 法，其中，該步驟⑻中’位於同一條供電線路之各該 第二故障偵測模組於收到該安全檢查命令更轉傳至下一 個相鄰第二故㈣測模組並於收到回報結果時轉傳至前 一個相鄰第三故障偵測模組。 ⑩札依據申請專利範圍帛34項所述之電力網路的故障監控方 法’其中’該步驟⑻中’該等第二故障積測模組與第 三故障偵測模組間係以電力線載波方式互傳信息。 42· -種電力網路的故障監控方法，該電力網路包含多數條 供電線路’各條供電線路具有_館電端、一與饋電端相 對之末端、一位於末端的第—故障偵測模組、一位於該 饋電端之第二故障偵測模組及複數個電力設施，該故障 監控方法係由一控制中心來執行，而該等第一、二故障 伯測模組可與該控制中心互傳信息，該故障監控方法係 36 200933176 包含以下步驟： (A) 若該控制中心自外界收到一測試指令時，產 生一安全檢查命令至該等第一與第二故障偵測模組中指 定的至少一者，令其檢測其所在位置斷電與否並回報； 及 ， (B) 該控制中心接收回報的檢測結果並提供給外 界。 43. 依據申請專利範圍第42項所述之電力網路的故障監控方 法，其中，該控制中心與該等第-、第二故障债^組 係以整合封包無線服務互傳信息。 44. 依據申請專利範圍第42或43項所述之電力網路的故障 監控方法，該控制中心係一電腦，而該故障監控方法更 包含一步驟（C )，當控制中心開機時，連線該等第一故 障偵測模組與第二故障偵測模組，並以地圖呈現各地的 該等第一與第二故障偵測模組的數量及故障數量。 45. 依據申請專利範圍第44項所述之電力網路的故障監控方 法，其中，當該控制中心產生該安全檢查命令至該等第 一與第二故障偵測模組中指定至少一者時，更要求其回 覆一確收回應。 46. 依據申請專利範圍第42項所述之電力網路的故障監控方 ^^包含—步驟（D)，若自外界收到一自動量測頻率 又疋丸7時，對應產生一自動量測頻率設定命令至對應 的第或第二故障偵測模組，使其依自動量測頻率設定 <令中的_自動量測頻率數值來進行自動偵測。 37