配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)，包括遠端控制中心和N-1個故障探測單元；其中，N≥3；所述的遠端控制中心包括第一控制器模塊、第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊和第一無線通信模塊；所述的第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊與第一控制器模塊電連接；所述的第一控制器模塊通過第一無線通信模塊與N-1個故障探測單元通信；第n故障探測單元包括第n+1電磁感應(yīng)模塊、第n+1整流降壓模塊、第n+1控制器模塊和第n+1無線通信模塊；其中，1≤n≤N-1；所述的第n+1電磁感應(yīng)模塊輸出的交流電流通過第n+1整流降壓模塊輸入到第n+1控制器模塊。
【專利說明】配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]配電線路發(fā)生的故障主要有相間故障和接地故障，其中單相接地故障發(fā)生概率最大。每次故障，往往造成供電停止，對電力系統(tǒng)供電部門安全生產(chǎn)造成嚴重影響，因此需要及時、準確地故障定位以排除故障，減小損失。
[0003]配電系統(tǒng)因為分支線多而復(fù)雜，當系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，故障量不突出，造成故障監(jiān)測困難，要找出具體故障位置往往需耗費大量人力、物力和時間。
[0004]隨著我國電力工業(yè)的發(fā)展和電網(wǎng)負荷需求的不斷提升，要求電力系統(tǒng)在運行過程中保證供電的穩(wěn)定性和安全性，為用戶提供可靠的電力資源。電力系統(tǒng)中配電線路故障的長期存在，導(dǎo)致導(dǎo)線老化加快，嚴重時可能導(dǎo)致燒毀變壓器，影響電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行。同時，如果不及時的處理，停電時間過長會給國家和人民帶來更大的損失。
[0005]傳統(tǒng)的配電線路故障檢測都是采用人工沿線路巡查的方式，浪費了大量的人力、物力和財力，大大延長了停電的時間，不符合智能電網(wǎng)發(fā)展的需求。因此研究配電線路故障定位檢測系統(tǒng)十分必要，已經(jīng)引起了國內(nèi)外科技工作者的高度重視。
實用新型內(nèi)容
[0006]本實用新型的目的在于提供一種配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型的技術(shù)方案如下:配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)，包括遠端控制中心和N-1個故障探測單元；其中，N≥3 ；
[0008]所述的遠端控制中心包括第一控制器模塊、第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊和第一無線通信模塊；
[0009]所述的第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊與第一控制器模塊電連接；
[0010]所述的第一控制器模塊通過第一無線通信模塊與N-1個故障探測單元通信；
[0011]第η故障探測單元包括第η+1電磁感應(yīng)模塊、第η+1整流降壓模塊、第η+1控制器模塊和第η+1無線通彳目模塊；其中，I ^ n ^ N-1 ；
[0012]所述的第η+1電磁感應(yīng)模塊輸出的交流電流通過第η+1整流降壓模塊輸入到第η+1控制器模塊，所述的第η+1控制器模塊通過第η+1無線通信模塊與遠端控制中心通信。
[0013]更加優(yōu)選技術(shù)方案，所述的人機交互模塊包括按鍵模塊和顯示模塊。
[0014]最優(yōu)選技術(shù)方案，所述的顯示模塊采用LED顯示屏。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)方案相比，本實用新型的有益效果:配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)包括了 N-1個故障探測單元，這N-1個故障探測單元均勻分布于配電線路中，每個故障探測單元利用電磁感應(yīng)模塊和整流降壓模塊將線路的電流值輸入到控制器模塊，而這N-1個故障探測單元在遠端控制中心都存儲有唯一的ID信息，當配電線路出現(xiàn)故障時，一定會出現(xiàn)相鄰的故障探測單元檢測的電流值差別較大，從而很容易就可以定位到具體的故障位置?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型系統(tǒng)原理方框示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0018]配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)，包括遠端控制中心和N-1個故障探測單元；其中，N ^ 3 ；
[0019]所述的遠端控制中心包括第一控制器模塊、第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊和第一無線通信模塊；所述的第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊與第一控制器模塊電連接；所述的第一控制器模塊通過第一無線通信模塊與N-1個故障探測單元通?目;
[0020]第η故障探測單元包括第η+1電磁感應(yīng)模塊、第η+1整流降壓模塊、第η+1控制器模塊和第η+1無線通彳目模塊；其中，I ^ n ^ N-1 ；
[0021]所述的第η+1電磁感應(yīng)模塊輸出的交流電流通過第η+1整流降壓模塊輸入到第η+1控制器模塊，所述的第η+1控制器模塊通過第η+1無線通信模塊與遠端控制中心通信。
[0022]其中，所述的人機交互模塊包括按鍵模塊和顯示模塊；所述的顯示模塊采用LED
顯示屏。
[0023]其中，所有的控制器模塊均采用高性能MSP430單片機。
[0024]MSP430系列單片機是一個16位的單片機，采用了精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)，具有豐富的尋址方式(7種源操作數(shù)尋址、4種目的操作數(shù)尋址)、簡潔的27條內(nèi)核指令以及大量的模擬指令；大量的寄存器以及片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器都可參加多種運算；還有高效的查表處理指令。這些特點保證了可編制出高效率的源程序。
[0025]MSP430系列單片機能在25MHz晶體的驅(qū)動下，實現(xiàn)40ns的指令周期。16位的數(shù)據(jù)寬度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能實現(xiàn)乘加運算)相配合，能實現(xiàn)數(shù)字信號處理的某些算法(如FFT等)。
[0026]MSP430單片機之所以有超低的功耗，是因為其在降低芯片的電源電壓和靈活而可控的運行時鐘方面都有其獨到之處。
[0027]首先，MSP430系列單片機的電源電壓采用的是1.8-3.6V電壓。因而可使其在IMHz的時鐘條件下運行時，芯片的電流最低會在165 μ A左右，RAM保持模式下的最低功耗只有
0.1 μ Α。
[0028]其次，獨特的時鐘系統(tǒng)設(shè)計。在MSP430系列中有兩個不同的時鐘系統(tǒng):基本時鐘系統(tǒng)、鎖頻環(huán)(FLL和F LL+)時鐘系統(tǒng)和DCO數(shù)字振蕩器時鐘系統(tǒng)。可以只使用一個晶體振蕩器(32.768kHz)DT-260R DT-38 [4]，也可以使用兩個晶體振蕩器。由系統(tǒng)時鐘系統(tǒng)產(chǎn)生(PU和各功能所需的時鐘。并且這些時鐘可以在指令的控制下，打開和關(guān)閉，從而實現(xiàn)對總體功耗的控制。
[0029]片內(nèi)資源豐富:
[0030]MSP430系列單片機的各系列都集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。它們分別是看門狗(WDT)、模擬比較器 A、定時器 AO (Timer_A0)、定時器 Al (Timer_Al)、定時器 BO (Timer_B0)、UART、SP1、I2C、硬件乘法器、液晶驅(qū)動器、10位/12位ADC、16位2-AADC、DMA、I/O端口、基本定時器(Basic Timer)、實時時鐘(RTC)和USB控制器等若干外圍模塊的不同組合。其中，看門狗可以使程序失控時迅速復(fù)位；模擬比較器進行模擬電壓的比較，配合定時器，可設(shè)計出A/D轉(zhuǎn)換器；16位定時器(Timer_A和Timer_B)具有捕獲/比較功能，大量的捕獲/比較寄存器，可用于事件計數(shù)、時序發(fā)生、PWM等；有的器件更具有可實現(xiàn)異步、同步及多址訪問串行通信接口可方便的實現(xiàn)多機通信等應(yīng)用；具有較多的I/O端口，P0、P1、P2端口能夠接收外部上升沿或下降沿的中斷輸入；10/12位硬件A/D轉(zhuǎn)換器有較高的轉(zhuǎn)換速率，最高可達200kbps，能夠滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)采集應(yīng)用；能直接驅(qū)動液晶多達160段；實現(xiàn)兩路的12位D/A轉(zhuǎn)換；硬件I2C串行總線接口實現(xiàn)存儲器串行擴展；以及為了增加數(shù)據(jù)傳輸速度，而采用的DMA模塊。MSP430系列單片機的這些片內(nèi)外設(shè)為系統(tǒng)的單片解決方案提供了極大的方便。
[0031]本系統(tǒng)的工作原理和使用方法:本配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)包括了 N-1個故障探測單元，這N-1個故障探測單元均勻分布于配電線路中，每個故障探測單元利用電磁感應(yīng)模塊和整流降壓模塊將線路的電流值輸入到控制器模塊，而這N-1個故障探測單元在遠端控制中心都存儲有唯一的ID信息，當配電線路出現(xiàn)故障時，一定會出現(xiàn)相鄰的故障探測單元檢測的電流值差別較大，從而很容易就可以定位到具體的故障位置。例如，N= 100，那么就是說有99個故障探測單元，當?shù)?0個故障探測單元與第51個故障探測單元之間線路斷了，導(dǎo)致單項接地時，一定會出現(xiàn)第50個故障探測單元和第51個故障探測單元的電流值變化很大，但是“第50個故障探測單元的電流值與之前探測到的電流值的差值”一定與“第51個故障探測單元的電流值與之前探測到的電流值的差值”區(qū)別較大，所以通過這種方法能夠很容易判斷出故障出現(xiàn)在第50個故障探測單元和第51個故障探測單元之間。
【權(quán)利要求】
1.配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括遠端控制中心和N-1個故障探測單元；其中，N≥3 ； 所述的遠端控制中心包括第一控制器模塊、第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊和第一無線通信模塊； 所述的第一數(shù)據(jù)存儲模塊、人機交互模塊、報警模塊與第一控制器模塊電連接； 所述的第一控制器模塊通過第一無線通信模塊與N-1個故障探測單元通信； 第η故障探測單元包括第η+1電磁感應(yīng)模塊、第η+1整流降壓模塊、第η+1控制器模塊和第η+1無線通彳目模塊；其中，I≤n ≤ N-1 ； 所述的第η+1電磁感應(yīng)模塊輸出的交流電流通過第η+1整流降壓模塊輸入到第η+1控制器模塊，所述的第η+1控制器模塊通過第η+1無線通信模塊與遠端控制中心通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的人機交互模塊包括按鍵模塊和顯示模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的配電線路故障定位監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述的顯示模塊米用LED顯不屏。
【文檔編號】G01R31/08GK203720301SQ201420024435
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年1月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月16日
【發(fā)明者】包重華, 夏曉燕 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司東臺市供電公司