TWI358544B - - Google Patents

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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 統特別疋私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 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諸、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 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/3 80V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 一變壓器15、一受電箱16及電力設施。電力系統之特高壓 電經變電所ίο降壓成η 4或22 8KV之高壓電，再配線並 5 如供電至各供電線路U、12、13、14之變壓器15，然後各 變壓器15再將其降壓成220V或380V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’高速公路電力網路中使同一條供電線路u〜14 上的電力設施的供電方式皆相同，故供電線路u〜14依供 電方式可分成緊急供電線路u、12與區間供電線路13、14 兩種。· 各緊急供電線路11、12是全天供電而其上的電力設施 可為緊急電話17、可變性標誌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。當電源控制開關2〇開啟時 ，變壓器15供電至受電箱丨6，當電源控制開關2〇關閉時 ，變壓器15不再供電至受電箱丨6。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丨3、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 南工局各工務段或交控中心派員查證，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 通順暢之理由’數量有曰益增加之趨勢，但在政府人事精 簡政策下’相對的人力及預算卻未隨之增加，使得相關電 1358544 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，本發明之一目的，即在提供一種可自動監控電 力網路之電力網路的故障監控方法及其系統。 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-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之電力網路的故障監控方法及其系統 明之更-目的，即在提供一種於可遠端檢測高速 么路電網路之電力網路的故障監控方法及其系統。 ’本發明電力網路的故障監控方法，該電力網路 I 3夕數條供電線路，各條供電線路具有_饋電端、—盘 饋電端相對之末端、一位於末端的第一故障伯測模组、: ::該饋電端之第二故㈣測模組及複數個電力設施，兮 障監控方法係由-控制中心來執行，而該等第一、二： 障偵測模組可與該控制 一故 包含以下步驟：财息，該故障監控方法係 ⑷當自該第一故障偵測模組收到 末端斷電而產生警示信號時，產 ：：電線路 玍女全檢查命令至與輪 出該警不信號的楚 .. 第二故障摘模組位於同—條供電線路之 端是否斷電並回二：第二故障摘測模㈣測該饋電 ()依來自該安全檢查命令之第 報結果來判斷該發出邀……故障罐組的回 的供電線路的故障原因。… &障_模組號所在

且有=2明的電力網路的故障監控系統’該電力網路 ς 純電線路，各條供電線路具有_饋電端與一盘 饋電相對之末端，該故障監控系統係包含多數個第一故障 谓測模組、第二故㈣測模組及—控制中心。 這些第-故障偵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一警示信號。 山這些第二故障伯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信號時對應產生一控制信號 至與輸出該警示信號的第—故障㈣模組位於同—條供電 線路之第二故障偵龍組，令該第三故障彳貞_組偵測該 饋電端是否斷電並回I，以賴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。 如此，本發明藉由於各條供電線路的末端與饋電端分 ^第與第一故障偵測模組以偵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斷電位置，以即時提供 給管理人員知道，且可進一步分析故障原因來供管理人員 參考。 【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。 >閱圖2’本發明電力網路的故障監控系統的較佳實施 例係用以監控電力網路，以利用自動化監控來取代以往人 工通報機制。 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31〜33 採三相四線22〇V/38〇供電方式。各條供電線路M3具有 一饋電端31〇(指此供電線路中與變電所3〇相接的區段）、一 1、貝電编310相對之末端311、一位於饋電端31〇並連接變 電所30之變壓器312、一位於饋電# 31〇並連接變壓器 之又電箱313及複數個電力設施，各電力設施係透過一 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η·4κν或 22.8KV之高壓電，再配線並聯供電至各供電線路shy之 變壓器312,然後各變壓器312再將其降壓成22〇ν〇8〇ν 電壓以供電至受電箱313 ’最後再由受電箱3ΐ3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Μ、 2與區間供電線路33兩種，各緊急供電線路31、32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 1358544 316或測速照相機317。另外，每條緊急供電線路3ι、32 的長度約ίο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-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33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—控制中心 6 ° 如圖2與圖3，各第-故障制模組4分別設於各供電 線路31〜33的末端311並於偵測到末端311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、 -電信通訊單A 42、-電力制單元43 n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 可充電式電池441。控制器41用以統籌第一故障偵測單元

4之運作。控制器4H系一神經元晶片⑽⑽n⑶口)並擁有 個永久唯的48位ID碼，以作為通訊位址識別。電信 通訊單兀42用以提供第—故障偵測模組4與控制中心6間 的通訊功能，讓第一故障偵測模組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㈣模組4與 第二故障偵測模組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GpRs) 來通訊’電信通訊單元42為-GPRS收發器並採用具可靠 性及連接型傳輸特性之傳輸控制協定（τ_ρ⑽〇她〇1 (S ) 10 1358544

Pr〇t〇c〇丨，以下簡稱TCP)做為通訊協定，讓第—故障福測模 組4與控制中心6間以GPRS來互傳信息。 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是否有異常斷電的㈣ 。如圖4’本實施例的電力摘測單元43含有—電磁開關 431與一位於電磁開關431與控制器41間的傳輪介面々Μ ，電磁開關431的常閉接點的一端加上Dc 5V電源，而另 一端連接至傳輸介面432的傳輸埠1/〇且連接至一電阻r 後接地。電磁開關431的線圈兩接點連至供電線路3㈣， 以接收供電線路31〜33的電力。如此，當供電線路 未斷電（指供電線路31〜33仍正常供應電力辦，電磁開關 431的線圈因電力饋入而激磁導致電磁開關奶的常閉接點 打開（指開路）’此刻傳輸埠1/〇的電位為一低位準而 =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_431因線圈不再激磁，讓電磁開關431常 :一點接合（指短路），此時傳輸蟑1/〇電位由低位準⑺變 成兩位準HI。 控制益41電性連接傳輸璋1/〇。當傳輸璋1/〇為高位準 並=雷電線路31〜33斷電）時’該㈣器41產生一警示信號 合、·電ϋ訊單it 42以GPRS傳送至控制中心6。反之， :傳*輸崞I/O為低位準（指供電線路31〜33未斷電）時，控制 實施例的控制器41的警示信號的產生功 、建程式而此程式係符合LonWorks協定。 參照圖5,詳細來說，在步驟4〇1中，控制器“會隨

< S 11 時監測傳輸埠ί/0的位 * 位準時，音味著並舒 傳輪痒1/0變成高 於步驟術尹產生邀 路31〜31斷電，控制器41先 „ S不“號：緊接著於步驟403中，控制 =將警示信號傳送至電信通訊模組仏電信通訊模組 示訊號轉換成〇阳通訊袼式，以傳送至控财心6 ^制& 41未_到傳輸埠ι/〇為高位準或步驟彻結 /’跳回步驟401，持續監測傳輸埠"Ο的位準是否變化 ::準。如此，當供電線路—時，位=: 來推上的第—故障侦測模組4可自動地通知控制中心6 3仃後續處理，讓控制中心6可更即時取得此供電線路 除供雷t斷電訊息。另外，由於供電線路31〜33的斷電原因 ^ 、路31、32、33失竊（指線路失竊）外，亦可能為電 :統故障或此供電線路31於此刻無需供電，例如區間供 各路33處於非供電區間（諸如日間）時，故本實施例更以 :::障_模組5來協助控制中心6判斷故障原因為線 路失竊或正常停電。 如圖2與圖6’各第二故障偵測模組$分別設於各供電 、，31的饋電端31G並用以^貞測饋電端则斷電與否。本 例的第二故障谓測模組5設於供電線路HA的受電 2阳内且其構件架構與第一故障_模组5類似而具有 :統籌第二故障偵測模組5運作而為—神經元晶片之控制 器51、一使第二故障偵測模組5與控制中心6間可互傳作 息而為—GPRS收發器之電信通訊單元52、一用以债測饋 電端3H)的電力有無之電力谓測單元53及一供給各構件

C S 12 51〜53工作所需電力並具有一可充電式電池⑷之電源54 相=器51 '電信通訊單元52、電力偵測單元53功能和 …θ關係與前述第-故障偵測模組4類似，故不再此贅 述0 曰控制中心6自第-故障㉝測模組4收到警示信號時 則對應產生一安全檢查命令至與輸出警示信號的第一故 :偵測模纽4位於同—條供電線路3ι〜33之第二故障摘測 舉例來說’若警示信號來自供電線路η上的第一 故障谓測模組4時’控制中心6傳送安全檢查命令至供電 線路31上的第二故障偵測模組5。如此，第二故障制模 組5收到安全檢查命令時’會執行一檢測程序，此檢測程 序係-符合L〇nW。版協定的内建程式。詳細來說，第二故 障伯測模組5經電信通訊單元52收料全檢查命令時，先 經電信通訊單& 52回覆一確收回應至控制中心6,以告知 控制中心6已收到安全檢查命令’而後確認電力福測單元 Μ的傳輸埠1/0(如圖4)的位準狀態，若電力偵測單元μ的 傳輸埠1/0的位準為低位準時，控制器Μ經電信通訊單元 52回報饋電端5未斷電的訊息至控制中6;而傳輸埠1/〇 的位準為高位準HI時’控制器51經電信通訊單元^回報 饋電端5斷電的訊息至控制中心卜如此，控制中心6可依 第二故障_模組5的回報結果來判斷此供電線路m 的故障原因（容後再述）β 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 1358544 包含多數個第三故障_模組7,係間隔地設於各供電線路 3卜32的饋電端31〇與末端311之間並用以㈣其所在位 置的斷電與否。第二故障偵測單& 5會將此安全檢查命令 傳达至第三故障偵測模組7 ’以令第三偵測單元7開始偵測 斷電與否並回報檢測結果至第二故障偵測模組5，第二故障 偵測模組5收集第三故障_模組7回傳㈣測結果並透 過電信通訊單元52以GPRS傳送至控制中心6。

如圖6與圖7’本實施例中第二故障偵測單元5盘第三 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X成本。第二故㈣測單元5更具有—電力線通 訊單元55,而電力線通訊單元55含有—電力線載波訊號收 發器（Power Line Transceiver)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 1358544 控制訊號，傳輸率為54kbps。 電力線载波搞合電路552 # Μ φ* a μ 接電力線載波訊號收發器 =供電線路31、32且為一三相耗合電路。電力線載波 552扮演相當於一個高通據波器，遽除非電力線 載波頻率之雜訊，以確保資料通訊之可靠度。 如圖2與圖8 ’第二故障偵測模組7與前述 Γ組5類似而具有-具有—統籌第三故障偵測模組Γ運 作:：一神經元晶片之控制器71、一使第三故障偵測模組 收發電力線載波之電力線通訊單元72、一用以伯測電力 有無之電力福測單元73及一供電至各構件71、72 73之 Γ電電路74。控制器71、電力線通訊單元72與電力摘測 早凡73功能與相互關係與前述構件51、55、53類似，故 不再此贅述。 有別於第-故障谓測模組4與第二故障偵測模组5中 的=源44、54為具有可充電式電池441、541的獨立電源 第二故障偵測模組7之供電電路74直接揭取供電電路Μ '32電力並經諸如降壓、交流轉直流㈣當處 構件H73。如此，讓第三故障偵測模組7的建^ 維修成本可有效降低。 兴 如圖2 ’考2區間供電線路33的電力為區間供應且路 :319的安定器（圖未示）會大量吸收電力線載波訊號，故本 實施例第三故障❹嵐組7只設於緊急供電線路Ml。 考慮電力線載波訊號會因傳輸距離為衰減，故於每—個緊 急電話Μ5的電源引出口接線箱314設置一個第三故障债 15 1358544 測模組7，讓供電線路31、32上的每隔一公里設置_第二 故障偵測模組7。 請參照圖9，本實施例更使第三故障偵測模組7的控制 斋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—個第三故障_模組7，而收到下—個

第三故障偵測模組7回傳的偵測結果時，亦將其轉傳至前 一個第三故障偵測模組7。 J , ’ ’……"呵文τ微笪命令傳 送至供電線路31、32中的笸一彻铱_ 供電線路31、32中最接近=一父故障债測模組7a (指 中取接近第一故障偵測模組5的 偵測模組7a)時，第一個故隆扁別描 第一故障 偵-列簞-障m组7a會除透過其電力 斷雷Γ 所在的供電電路31或32的供電狀離（# 外並將此安全檢查命令傳送至第二個第三二

位置二電依安全檢測命令進行所在 測模ΓΓ 將安全㈣命令傳駐第三故障伯 、c ’同樣地，第三故障偵測模組 測並將安全檢查命仃供電狀態檢 施,6入 得送至第四故障偵測模組7d，·以 ，女王檢查命令可被轉至 員 7n，讓第三故障 第二故障偵測模組 -個第- 〆模”且7n進行供電狀態檢測。另外，篦 個第二敌障偵測模組73將_ !另外，第 模組5;第二個送至第一故障偵測 m . 第一故障偵测模組7b會將# 第-個第三故障備測模组％，再會=貞顧果傳送至 植7a轉傳至第_ 個第二故障偵測模 第—故障偏1模組5;第三個第三故_測模 16 c S ) 1358544 組7c的偵測結果經第二個與第—個第三故障_模組％、 h轉傳至第二故障_模組5 ;同樣地，最後-個第三故障 谓測模組結果可經前面的第三故障_模组7d、 7c、7b、7a依序轉傳至第二故障偵測模組5。 於電力供瘅本實施例叹疋第一故障偵測模組5之控制器51 輿=應之初，例如1〇秒，會自動測試饋電端M0斷電 =產=安全檢查命令傳送至第三故㈣測模組7,以 "-故障偵測模組7檢測供電狀態 模組5再將檢測結果回報控制中心6。第-故障摘測 詳細來說’參照圖9與圖1〇，當供電線路3卜 β:斷i步驟701中，第二故障偵測模組5檢測饋電端⑽ 疋否斷電。若步驟7〇1， 障_模组5將斷^自 執仃步驟如，第二故 將斷電訊息以咖傳送至控制中心6。 反之，若步驟701判斷為否時 之控制器51將產生_安全第一故障偵測模組5 制器51經電力線㈣單-命…繼續步驟7〇3,控 個h 55將安全檢查命令傳送至第 個第：故障摘測模組7a，以繼續進行步驟7。心專送至第- 在步驟704中，第一個第三 斬電並將安全檢查命 相組〜檢測是否 ;若步…斷為斷電時，故障編“ 作是否已達-預定次數，如：次執ΓΓ 705判斷檢查動 作跳回步驟·，再次檢查其「在區;^驟斷7〇5判斷為否時 作而造成錯誤判斷。若步驟 =電’以避免誤動 '將斷電結果回傳至第二故障供測模組：時以由執第行…2 以由第二故障偵

17 1358544 測模組5將檢測結果傳送至㈣中心6。 斷電時，因第二個第三故障_模組=判斷未 故障偵_組7a轉傳时全檢查命 收料—個第三 。 7繼續執行步驟7〇6 在步騾706中，第-徊势一 u * 斷電並將安全檢查命切送至^個^模組7b檢測是否 ;若步驟7〇6判斷為斷電時，則執行牛驟故障偵測模纪& 作是否已達三次。❹驟斯判斷為㈣斷檢查動 若步驟707判斷為是眭社 時跳回步驟706; m為疋時，執行步驟7〇2， 組5將檢測結果傳送至控制中心 Μ -文障檢測模 為未斷電時，下一個第一 。，、，步驟706判斷 是否斷電與轉傳安全it命 故障她組、，在步驟：8之= 模組7η _是否斷電7()/後_個第三故障伯測 -以判斷檢測次數L已二判斷為是時，執行步驟 ，勃〜丰欧 否已達二次。若步驟7〇9判斷為是時 观仃:牛驟I若步驟709，判斷為否時，繼續執行步驟 查結果正常（指未斷電）的訊自^第故跳童至步驟繼，以將檢 ㈣h 6㈣瞭解狀況並儲存這些檢測結 當然’在經前述電力供應之初的檢測（如步驟7〇d 第二故障债測模組5會判斷是否自控制中心6接收到 :何命令並依命令而動作。例如在㈣71〇中，第二故障 測横組5判斷是否收到一安全檢查命令；若步驟71〇判 < S ) 18 1358544 斷為是時，跳回步驟701，以進行電力檢測（如步驟 701〜7〇9)。 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與第二故障偵測模組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 三故障偵測模組5、6、7㈣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-、第二與第三故障_模組5、6、7, 以確定電力網路的目前狀態。

-Μ述架構，在下文中配合圖u與圖12來說明控制 曰6的工作流程。控制中心6的流程可區隔成兩種，一 控電力網路狀態的自動檢測流程，另-個是提供 =種查力網路狀態且輸入控制指令的系統作業流 程坆兩種流辞可同步執行。 首先，參照圖n 控制…判斷是否自第月二動檢測流程。在步驟_ ^ 否自第一故P早偵測模組4收到—邀π 號。右步驟6〇1判斷為 J…凡 生-安全檢查命令以⑽二執仃步驟6〇2，控制中心6產 m傳送至與發出此警示訊號的第一

< S 19 故障偵測模組4位於同-條供電線路31~33的第二故障债 二枳、’且5 ’以等待第一故障偵測模組5的回報結果。詳細來 j，控制中心6將安全檢查命令傳送至電信服務業者基地 。，再經由GPRS傳送至第二故障债測模組5。在此步驟 02中’若發出此警示訊號的第_故障_模組4所在的供 電線路為-緊急供電線路31、32時，控制中心、6更要求第 二故障❹組5將此安全檢查命令傳送至同—條供電線 ^卜32的第三故障偵測模組7。另外，為避免受咖s =訊網路故障而導致誤判，本實_中控财心6於傳送 命令至第-或第二故障制模組4、5時，會 二故障❹m組4、5收到來自控制中心6的命令時會先 Z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儲存一筆 ^章紀錄’此筆故障紀錄含有故障原因、故障時間及與故 障位置’以通知相關人貢進行對應處理。故障位置可為第 二故障_模、组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_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 則判斷故障原因為非線路失竊而為正常停電或電力系統 故障，若第二故障偵測模組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 1358544 谓測模組5更回報第三故障谓測模組7的檢測結果時，更 紀錄第三故障㈣模組7的檢測結果，以紀錄供電線路31 、32的更精禮的斷電位置，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。 '照圖12 ’畲管理人員登入控制中心6時，在步驟611 中控制中〜6會先連線所有第―故障偵測模組4與第二 故障㈣模組5 ;而後於步驟612中，控财^ 6操取資料

庫内的資料’ α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^，為確保安全 ’在步驟6U執行前，亦可先要求管理人員輸入帳號與密碼 ’以於確認管理人員的身分無誤後’始允許其登入並執行 步驟611。

在ν驟612後，控制中心判斷是否收到管理人員的於 制指令’以依控制指令來執行對應工作。舉例來說，圖二 的介面具有-主動監控選項641與—輯排除選項M2。若 管理人員按壓主動監控選項64卜對應提供如圖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_模組4、5、7。若管理人員按壓故障 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維修人貞吨維修完成後 遠端監控確認故障是否純。|下文中以管理可輸入 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判斷是否收到一測試指令 ’此測試指令係於管理人Μ按壓圖14的單—設備測試選項 C S )

A 21 1358544 組或全部。若步…斷為是時:執象 全檢查命令至對應第一或第傳廷女 乐—故障偵測模組4、5、7 ’而後於步驟6i5中等待接收回報結 味 觀看並儲存至資料庫。步驟 不予官理人員 等待下-個控制指令。 4後’跳回步驟⑴’以 若步驟⑴判斷為否時’執行步驟 -自動量测頻率設定指令，此自 收到 頻率選項—時產生並内含動設定指令量測 3 自動ϊ測頻率數值。舟 广判斷為是時，執行步驟617，控制中 丄二 自動量測頻率設定命令至對應第一 •生 模組4、5、7,使其依自動 7第二故障偵測 里而頻率s又疋命令中的一自動 測頻率數值自動檢測並回報檢測結果。步驟617結束後， 跳回步驟613°若步驟616判斷為否時，繼續步驟618。 中’控制中心6判斷是否收到一故障原因杳 ，此故障原因查詢指令係於圖15的顯示查詢資料選 項650被按遷時產生並内含指定故障原因，例如線路失竊 。右步驟618判斷為是時，執行步驟619，擁取資料庫内故 障原因與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613。當然，控财心6更 可提供其他種控制指令可供管理人貞制，例㈣15㈣ 息需回傳選項⑹與訊息無需回傳選項652，讓管理人員可 設定故障所在的轉❹4或5《7於轉修復前是 22 <S ) 1358544 否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。 综上所述，本發明於電力網路中佈設第一、第二與第 三故障谓測模組4、5、7並配合控制中心6，讓電力網路的 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s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，且若故障仙為線路失竊時，控制中心6 亦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。 准以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不 月色以此限定本發明會綠夕益阁 月貰施之範圍，即大凡依本發明申請專利 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； 圖…發明電力網路的故障監控系統較佳實施例應 用於一咼速公路電力網路的架構圖； 圖3是本實施例的第-故障_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债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疋本實施例第二故障傾測模組的電力通訊單元的 一範例的電路圖； C S ) 23 1358544 圖8是本實施例的第三故障偵測模組之方塊示意圖； 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福測模組的檢測流程 园· 圍， 圖11是本實施例的控制中心的自動檢測流程圖； 圖12是本實施例的控制中心的系統作業流程圖； 圖13是本實施例的控制中心的一操作介面； 圖14是本實施例的控制中心的另—操作介面；及 圖15是本實施例的控制中心的又一操作介面。

24 1358544 【主要元件符號說明】 3〇變電所 控制器 31、32供電線路/緊急供電線52電信通訊單元 路 33供電線路/區間供電綠路 31〇饋電端 311末端 312變壓器 3 13受電箱 314電源引出口接線箱 315緊急電話 3 16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 43 1電磁開關 432傳輸介面 44電源 441可充電式電池 5第二故障偵測模組 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電力線載波賴合電路 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單一設備測試選項 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 1358544 611〜619 652訊息無需回傳選項 401〜403、601〜602 I/O傳輸埠 、701〜710步驟 R電阻

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Claims (1)

1. _、申請專利範圍： 種電力網路的故隍龄批古、土 供電结枚的故障-控方法，該電力網路包含多數條 對=，各條供電線路具有—饋電端、—與饋電端相 山端、一位於末端的第一故障偵測模組、一位於該 :電端之第二故障偵測模組及複數個電力設施，該故障 =控方法係由—控制中心來執行，而該等第-、二故障

   =模組可與該控制中心互傳信息，該故障監控方法係 己 3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—安全檢查:令 與輸出該警不信號的第—故障偵測模組位於同—條供 電線路之第二故障㈣模組，以令該第二故障㈣模电 偵測該饋電端是否斷電並回報；及

   (B )恢來自該安全檢查命令之第二故障 <貞測模組 ”的回報結果來判斷該發出警示信號的第-故障偵測模組 號所在的供電線路的故障原因。 2·依據_請專利範圍第1項所述之電力網路的故障監控方 法，其中，該步驟（Β )中當第二故障偵測模組回報結果 為該饋電端斷電時，判斷該發出警示信號的第一故障债 測杈組號所在的供電線路的故障原因為非線路失竊；當 故障偵測模組回報訊息為該饋電端未斷電時，判斷 該發出警示仏號的第—故障偵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 (S ) 27 1358544 法，其中，該控制中心係以整合封包無線服務互傳信息 〇 4.依據中請專利範圍帛3 $所述之電力網路料障監控方 法，更包含-步驟（c)當控制中心開機時，連線該:第 一故障偵測模組與第二故障偵測模组。 5·依據中請專利範圍第4項所述之電力網路的故障的控方 法’其中，該步驟（C)中，該控制中心更以地圖呈:各 地的該等第—故障㈣模組與第二故障债測 及故障數量。 6. 依據中請專利範圍第4項所述之電力網路的故障龄控方 法，其中，該步驟⑻中更儲存一筆故障紀錄，各；故 障紀錄含有故障原因、故障時間及與故障位置。 7. 依據申請專利範圍第1哎 # $ 4項所叙電力網路的故障監 ； …該供電線路為-緊急供電線路時，” ==更具有複數個分別位於各該電力設施與供電 障谓測模組’各該第三故障偵測模組用 -故障偵測模組於收到該安全檢查命令時，= 於同一條供電線路之篦-料β Λ 逆位 ，第二姑㈣ ㈣職組使其偵測並回報 一故障偵測模組更將q冑- 果回報至該控制中心 第二故㈣測模組的_結 8·依據申請專利範圍第 法，直由項所达之電力網路的故障監控方 ^ U等第二故障偵測模組與第= 間係以電力線載波方式互傳信息。、第-故p早偵測模组

   28 1358544 9·依據中請專利範圍第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债：模 組於收到該安全檢查命令更轉傳至下—個相鄰第三故障 偵測模組並於收到回報結果時轉傳至前— 障偵測模組。 ^第二故 10.依據中請專利範圍第4項所述之電力網路的故障監控方 法，更包含-步驟⑻，若自外界收到一測試指令:， 產生該安全檢查命令至對應的第一或第二故㈣測模組 〇 據申請專利範圍第U4410項所述之電力網路的故 控方法’其中’ t產生該安全檢查命令至第二故障 偵測模組時，更要求該第二故障積測模組回覆—確收回 應。 12. 依射請專利範圍第1或4項所述之電力網路的故障監 更包含一步驟⑻’若自外界收到-自動量測 : '又疋指令時，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㈣模組，使其依自動量測頻率 没定命令中的-自動量測頻率數值來進行自動偵測。 13. 依據巾請專利範圍第6項所述之電力網路的故障監控方 二更包含-步驟（F)’若自外界收到一故障原因杳詢 “時，提供與該故障原因查詢指令中的_指定故障原 因相符的故障紀錄。 14_ 一種電力網路的故障於 _ _ ^ 供電線路，各條供電：二有二/網路具有多數條 ’、、”路有饋電^與一與饋電相對 29 1358544 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 號； ° 多數個第二故障偵測模組，係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丨及 一控制中心，於接收到該警示信號時對應產生一控 • 制信號至與輸出該警示信號的第一故㈣測模組位於‘ 條供電線路之第二故障伯測模組，令該第二故障债測 =組偵測該饋電端是否斷電並回報，以判斷該發出警示 U的第-故㈣測模組號所在的供電線路的故障原因 15. 依據中請專利範圍第14項所述之電力網路的故障監控系 2第其二:該控制中心係一可與該等第一故障偵測模組 第一故卩羊偵測模組互傳信息之電腦。 16. 依據申請專利齡園@ 。 圍第15項所述之電力網路的故障監控系 、’充’其中，马r後 ,,. Μ 一文P早偵測模組具有一統籌該第一故障 偵測模組運作之批备丨A ^ ^ 之雷仁工益、一負貝與該控制中心互傳信息 力；^ ^元及—電性連接該供電線路併用則貞測電 力有無之電力偵測單元β 17. 依據申請專利範图笙 、 項所述之電力網路的故障監控系 :測Si運—統籌該第二故障 之電信通訊單元及雷負貝與5亥控制中心通訊功能 早几及一電性連接該供電線路併用以偵測電 30 1358544 力有無之電力偵測單元β -8.依據中凊專利範圍第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 路之第三故障摘測模組，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.依據中請專利範圍帛18項所述之電力網路的故障監控系 統’其巾’該第二故障❹丨模組更將該安全檢查命令傳 • 送至位於同一條供電線路之第三故障债測模組並接收其 回報結果以傳送至該控制中心。 2〇·依據申請專利範圍帛17或19項所述之電力網路的故障 皿控系統’其中’位於同一條供電線路之各該第三故障 偵測模組於收到該安全檢查命令更轉傳至下一個相鄰第 二故障偵測模組並於收到回報結果時轉傳至前—個 第三故障偵測模組。

   21.依據巾請專利範圍第2Q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_與該第三故障 偵測模組通訊之電力線通訊單元，該第三故障情測模組 具有：統籌該第三故障偵測模組運作之控制器、一負責 與該第二故障偵測模組及其他第三故障偵測模組通訊: 電力線通訊單元— Φ I.4- 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。 、 依據申明專利範圍第21項所述之電力網路的故障監控系 ΐ第其:r Γ等第一故㈣測模組、第二故障偵測模組 -、第—故p早偵測模組之控制器係一神經元晶片。 31 1358544 23. 依據申請專利範圍帛22項所述之電力網路的故障監控系 .統’其中’該等第—故㈣測模組與第二故㈣測模組 之電信通訊單元係一整合封包無線服務收發器。 24. 依據申請專利範圍帛23項所述之電力網路的故障監控系 統^中，該等第—故障偵測模組、第：故以貞測模组 與第二故障偵測模組之電力㈣單元含有—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 面的一傳料電性連接至該f磁開關的—接點， 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’讓該傳料的位準隨之於—低 準間變化。 干兴间位 25.依射請專利範圍帛24項所述之電力網路的故障監控系 :電’該等第二故障倘測模組與第三故障偵測模組 ==訊：元含有—連接該控制器之電力線载波訊 β電力線載波訊號收發器與該 路之電力線載波耦合電路。 /供電線 26· 一種電力網路的故障監控方法，該電力網路包含至少一 2緊急供電線路，各條緊急供電線路具有—饋電端、一 與饋電端相對之末端、—位於該鎖電端之第二 =组'多數個間隔地位於該饋電端與該末端間故 障偵測模組及複數個f Λ & 第—故 以下步驟： ㈤電力叹施’該故障監控方法係包含 (Α)該第二故障_模組將-安全檢查命令傳送至位 於同-條緊急供電線路，最接近該第二故障偵測 < S > 32 1358544 杈的第二故障須測模組，以令其檢測所在位置 斷電與否並回報至該第二故障伯測模組； .(B )右該第二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一個第三故障偵測模 組時’將該安全檢查命令轉傳至同一條緊急供電 線路令下一個第二故障谓測模組並令其檢測所在 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谓 測模纽回報結果時，將其轉傳至同一條緊急供電 線路令前一個故障偵測模組。 27t據利範圍第26項所述之電力網路的故障監控方 -中，該步驟（C)，該第二故障伯測模組更將接收 的回報結果傳送至遠端。 依據申請專利範 監控方法，其中，該步驟(A)中所路的故障 f ^ *a,| ^ 第一故障偵測模組 更檢測該饋電端斷電與否並回報遠端。 29t據ΓΓ利範圍第28項所述之電力網路的故障監控方 供電線路供ΐ步驟（A)中’該第二故障债測模組係於該 ;線路供電之初檢測該饋電端斷電與否並回報遠端， ^第一故障俄測模組更對應產生該安全檢查命令。 3〇t據1Γ利範圍第28項所述之電力網路的故障監控方 端=’該步驟（A)中’該第二故障债測模組係於自 Γ二：安全檢查命令時檢測該饋電端斷電與否並回 33 1358544 3 =據申請專利範圍帛28項所述之電力網路的故障監控方 •果：該第-故障偵測模組係以整合封包無線服務回報結 • 32.: =專利範圍…所述之電力網路的故障監控方 門係：二該等第二故障㈣模組與第三故障_模組 間係以電力線載波方式互傳信息。 33. 一種電力财的故障監㈣統，該電力㈣ 供電線路，該腎各视恭仏 ’家μ 對之東戚兮…具有一饋電端與一與饋電相 對之末知，该故障監控系統係包含： f電：：：故障偵測模組，係設於該條緊急供電線路的 單：出:測該饋電端斷電與否，該第二故障债測 早疋輸出一安全檢查命令；及 電線故障摘測模組，係間隔地設於該緊急供 端與末端間，各該第三故障债測模组接收 令時摘測所在位置斷電與否並輸出其檢查 二故障偵測模組收到來自其-側的第三故 側的第三故障須測模組。 吟轉傳至另 34·依據申請專利範圍第33 統，其中，亨第一故Λ 路的故障監控系 _模組運組具有一統籌該第二故障 之電力線通訊單=電=該第三故障偵測模組通訊 備測電力有無之 連接該緊急供電線路併用以 有_ m '、'早兀，該第三故障偵測模組具 、“邊第三故障摘測模纽運作之控制器、一負責與 34 1358544 該第二故障偵測模組及其他第三故 •力線通訊單元及—電性連接併、，·且：訊之電 有無之電力偵測單a 料併用則貞測電力 35. 依據申請專利籁囹楚 m 第34項所述之電力網路的故障監控系 、’·八，該等第二故障偵測模組與第三始暗占 ' 之控制器係-神經元晶片。 、-故障偵測模組 36. 依據申請專利範圊筮 姑… 項所述之電力網路的故障監控系 , 八，邊第二故障偵測模組更具有一整人封勺給 服務收發器以與遠端通訊。 整口封包無線 37·依據申請專利範圍帛％或％項所 監控系統，盆中，轉梦# _ 电刀凋路的故P早 測模组之編 障伯測模組與第三故障偵 龍，，且之電力相單元含有—電 =:::r的傳輸介面，該傳輸介面的： 連接至該供電線：開關的一接點，該電磁開關的另兩接 該傳輸谭的位準隨m電λγ電力有無而啟閉，讓 晛之於一低位準與一高位準間變化。 38.依據申請專利範圍第 7項所述之電力網路的故障監控系 、·-，該等第二故障偵測模組與第三 之電力線通訊單元含纟、垒姑々障制模組 號收d紙 控制器之電力線載波訊 蹊盗、接該電力線載波訊號收發器與該供電線 路之電力線載波耦合電路。 、' 39·:種電力網路的故障監控方法，該電力網路包含多數緊 心，電線路，各條緊急供電線路具有一饋電端、一與铲 電端相對之末端、—位於該 电响心乐一故障偵測模組 35 < S ) 1358544 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-與第^故障_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 界 (B)該控制中心接收回報的檢測結果並提供給外 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一、第二故障偵測二組 係以整合封包無線服務互傳信息。 44. 依據申請專利範圍帛42或43項所述之電力網路的故障 監=方法，該控制中心係一電腦，而該故障監控方法更 匕3步驟（C )’當控制中心開機時，連線該等第一故 障偵測杈組與第二故障偵測模組，並以地圖呈現各地的 。亥等第一與第二故障偵測模組的數量及故障數量。 據申叫專利範圍第44項所述之電力網路的故障監控方 其中，當該控制中心產生該安全檢查命令至該等第 :與第二故障價測模組中指定至少一者時，更要：其回 覆~確收回應。 46·依據申請專利範圍帛42項所述之電力網路的故障監控方 ^定一步驟（D)，若自外界收到-自動量測頻率 :第二Γμ ’對應產生一自動量測頻率設定命令至對應 命令中二障偵測模組’使其依自動量測頻率設定 ^ 、自動量測頻率數值來進行自動偵測。 37