一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線測溫終端、線路故障檢測器、中轉(zhuǎn)站、信息接收總站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)，所述無線測溫終端通過內(nèi)置的無線通信模塊與信息接收總站無線連接，所述線路故障檢測器通過內(nèi)置的無線通信模塊與中轉(zhuǎn)站及信息接收總站無線連接，所述信息接收總站與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與監(jiān)控主機(jī)連接。該系統(tǒng)可以實時監(jiān)測、上傳電力設(shè)備溫升超標(biāo)及輸電線路接地故障信息，迅速定位線路故障區(qū)段和故障分支，縮短故障排除時間，提高電力設(shè)備和輸電線路的安全可靠性。
【專利說明】一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力系統(tǒng)故障在線監(jiān)測領(lǐng)域，特別是涉及一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]電力系統(tǒng)設(shè)備在長期運(yùn)行過程中常出現(xiàn)表面氧化腐蝕、緊固螺栓松動，觸點和母線連接處老化等問題，造成設(shè)備過熱甚至出現(xiàn)嚴(yán)重事故。而開關(guān)柜內(nèi)有裸露高壓，空間封閉狹小，無法進(jìn)行人工巡查測溫，傳統(tǒng)的測溫方式無法有效地解決這個問題。
[0003]我國輸電線路成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)分布，分支多，且多數(shù)地區(qū)地形復(fù)雜，因雷擊、大霧、污穢以及風(fēng)暴等自然災(zāi)害引起的輸電線路跳閘事故日益增多，工頻接地故障成為頻發(fā)的事故類型之一。由于線路瞬間跳閘，故障殘跡不明顯，故障點巡查難度很大，如果一段時間內(nèi)巡查不到故障點，將會給設(shè)備運(yùn)行留下安全隱患。
[0004]電力設(shè)備過熱故障和輸電線路工頻接地故障是高危易發(fā)故障，傳統(tǒng)的電力設(shè)備溫度監(jiān)測和輸電線路故障查找方式不具備故障自動定位功能和故障信息實時上傳功能，一旦出現(xiàn)故障，需要人工沿線查找，增加了故障查找難度和時間，目前還沒有一種能夠同時對電力設(shè)備過熱故障和輸電線路工頻接地故障進(jìn)行綜合在線監(jiān)測的系統(tǒng)。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實時監(jiān)測電力設(shè)備異常溫升及輸電線路故障情況，具有故障自動定位功能和故障信息實時上傳功能，能在最短的時間內(nèi)提醒維護(hù)人員進(jìn)行故障處理，維護(hù)電力系統(tǒng)安全。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線測溫終端、線路故障檢測器、中轉(zhuǎn)站、信息接收總站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)，每個無線測溫終端包括鋰電池、無線溫度傳感器、信號處理單元一、無線通信模塊；每個所述線路故障檢測器包括數(shù)據(jù)采集單元，信號處理單元二、無線通信模塊、供電模塊；所述信息接收總站包括2個無線接收模塊和I個供電模塊；所述無線測溫終端通過內(nèi)置的無線通信模塊與信息接收總站無線通訊，所述線路故障檢測器通過內(nèi)置的無線通信模塊與中轉(zhuǎn)站及信息接收總站無線通訊，所述信息接收總站與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通訊，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與監(jiān)控主機(jī)通訊；
[0008]無線測溫終端中的無線溫度傳感器安裝在電力設(shè)備開關(guān)的觸點和母線連接容易發(fā)生溫升超標(biāo)的部位，線路故障檢測器掛裝在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上所需要監(jiān)測的位置，該系統(tǒng)可以實時監(jiān)測電力設(shè)備異常溫升及輸電線路故障情況，具有無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸功能。
[0009]所述的無線測溫終端、線路故障檢測器采用信號處理單元均包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦，信號接入單元依次與信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦順序相連，信號接入單元、信號變換單元和隔離放大單元的選通信號均來自嵌入式微電腦，嵌入式微電腦根據(jù)監(jiān)控主機(jī)指令監(jiān)控分布式信號采集器的工作。
[0010]信號接入單元由三個⑶4051或CC4051單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)組成，信號接入單元對應(yīng)Al、A2、A3三個輸出端分別輸出，哪一路信號輸出由片選信號QH和選通信號D2、D1、D0確定。
[0011]信號變換單元內(nèi)包括電阻Rl?R11，阻抗變換器GSl?GS6，電子開關(guān)SI?S7，輸入基準(zhǔn)電壓Vuot和電子開關(guān)的選通信號D2、D1、DO，變換好的信號由B1、B2、B3三個輸出端分別輸出。
[0012]隔離放大單元由電容隔離開關(guān)U1、可編程放大器U2、電阻網(wǎng)絡(luò)U3組成，GL為電容開關(guān)式隔離選通信號、DO為電容開關(guān)控制信號、放大選控信號均來自嵌入式微電腦。
[0013]嵌入式微電腦以DSP控制器為核心，設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換單元U4、基準(zhǔn)電壓源Vout、存儲器U7 ;為了消除環(huán)境溫度對熱電耦測量精度產(chǎn)生的影響，嵌入式微電腦U5連接一個DS18B20數(shù)字溫度傳感器；DSP控制器與無線通信模塊U6連接，無線通信模塊U6采用無線信號實現(xiàn)與監(jiān)控主機(jī)的通信。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0015]1.采用自行研發(fā)的信號處理單元，可支持無線網(wǎng)絡(luò)通訊功能，信號抗干擾能力強(qiáng)，并可實現(xiàn)因設(shè)備發(fā)熱引起的溫度變化進(jìn)行溫度補(bǔ)償。
[0016]2.能夠及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備開關(guān)的觸點和母線連接等部位溫升超標(biāo)情況，系統(tǒng)可自動遠(yuǎn)程報警，有效避免電力設(shè)備燒毀事故。
[0017]3.能快速準(zhǔn)確地自動檢測輸電線路工頻接地故障，并將所采集到的故障信息自動傳輸數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，迅速定位線路故障區(qū)段和故障分支，縮短故障排除時間，提高電力設(shè)備和輸電線路的安全可靠性。
[0018]4.一旦發(fā)生故障，該系統(tǒng)會立即將故障點信息傳送到維護(hù)人員的手機(jī)里，引導(dǎo)維護(hù)人員迅速準(zhǔn)確地找到故障點，有效提高輸電線路故障檢測速度和工作效率。
[0019]5.該系統(tǒng)可以對存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、匯總、分析，供管理人員通過預(yù)測分析加強(qiáng)管理和制定應(yīng)對措施，及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備和輸電線路的故障隱患，達(dá)到事前預(yù)防的效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實用新型中無線測溫終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是本實用新型中線路故障檢測器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是本實用新型中信息接收總站的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是信號處理單元的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖6是信號接入單元結(jié)構(gòu)圖。
[0026]圖7是信號變換單元結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖8是隔離放大單元結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖9是嵌入式微電腦結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本實用新型的具體技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0030]見圖1，一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線測溫終端、線路故障檢測器、中轉(zhuǎn)站、信息接收總站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)。所述無線測溫終端通過內(nèi)置的無線通信模塊與信息接收總站無線連接，所述線路故障檢測器通過內(nèi)置的無線通信模塊與中轉(zhuǎn)站及信息接收總站無線連接，所述信息接收總站與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器連接，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與監(jiān)控主機(jī)連接。
[0031]見圖2，一個所述無線測溫終端包括鋰電池、無線溫度傳感器、信號處理單元一、無線通信模塊。
[0032]見圖3，一個所述線路故障檢測器包括數(shù)據(jù)采集單元，信號處理單元二、無線通信模塊、供電模塊，其作用是將檢測到的上電、斷電、短路故障和接地故障等信號通過無線傳輸?shù)叫畔⒔邮湛傉净蛑修D(zhuǎn)站。
[0033]見圖4，所述信息接收總站包括2個無線接收模塊和I個供電模塊。
[0034]無線測溫終端中的無線溫度傳感器安裝在電力設(shè)備開關(guān)的觸點和母線連接等容易發(fā)生溫升超標(biāo)的部位，無線測溫終端通過內(nèi)置的無線通信模塊將無線溫度傳感器測量的溫度信號發(fā)送到信息接收總站，信息接收總站通過工業(yè)以太網(wǎng)將溫度數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將任意測溫點的實時數(shù)據(jù)在監(jiān)控主機(jī)的顯示屏上進(jìn)行展示，如果溫度值處于正常范圍之外，則發(fā)出聲、光報警，并將故障點信息發(fā)送到維護(hù)人員的手機(jī)，提醒維護(hù)人員及時處理溫度異常。
[0035]線路故障檢測器掛裝在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上所需要監(jiān)測的位置(如各分支口、各事故多發(fā)段、較長線路中段等)，當(dāng)線路出現(xiàn)工頻接地故障時，線路故障檢測器將采集的數(shù)據(jù)通過內(nèi)置的無線通信模塊發(fā)送到中轉(zhuǎn)站，中轉(zhuǎn)站通過無線傳輸將數(shù)據(jù)發(fā)送到信息接收總站，信息接收總站通過工業(yè)以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后，將線路故障點的實時數(shù)據(jù)在監(jiān)控主機(jī)的顯示屏上進(jìn)行展示。監(jiān)控主機(jī)直觀顯示故障路線及位置并發(fā)出聲、光報警，同時將故障地點及類型等信息發(fā)送到維護(hù)人員的手機(jī)，提醒維護(hù)人員及時處理故障。
[0036]在本實施例中，中轉(zhuǎn)站安裝在電線桿上，當(dāng)線路故障檢測器與信息接收總站傳輸距離小于50公里時，中途不需要加裝中轉(zhuǎn)站。
[0037]在本實施例中，系統(tǒng)可以對存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的電力設(shè)備溫升故障及輸電線路上電、斷電、短路故障和接地故障數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計、匯總、分析，供管理人員通過預(yù)測分析加強(qiáng)管理和制定應(yīng)對措施，及時發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備和輸電線路的故障隱患，達(dá)到事前預(yù)防的效果。
[0038]見圖5，本實用新型中的無線測溫終端、線路故障檢測器均采用自行研發(fā)設(shè)計的信號處理單元，具有高精度的測量和抗干擾功能。所述的信號處理單元一、信號處理單元二均包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦，信號接入單元依次與信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦順序相連，信號接入單元、信號變換單元和隔離放大單元的選通信號均來自嵌入式微電腦，嵌入式微電腦根據(jù)監(jiān)控主機(jī)指令監(jiān)控分布式信號米集器的工作。
[0039]見圖6，信號接入單元由三個⑶4051或CC4051單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)組成。信號接入單元對應(yīng)Al、A2、A3三個輸出端分別輸出，哪一路信號輸出由片選信號QH和選通信號D2、D1、D0確定.
[0040]見圖7，信號變換單元內(nèi)包括電阻Rl?Rll，阻抗變換器GSl?GS6，電子開關(guān)SI?S7，輸入基準(zhǔn)電壓Vuot和電子開關(guān)的選通信號D2、D1、D0，變換好的信號由B 1、B2、B3三個輸出端分別輸出。
[0041]見圖8，隔離放大單元是由電容隔離開關(guān)UjP可編程放大器U 2和電阻網(wǎng)絡(luò)U 3組成，GL為電容開關(guān)式隔離選通信號、DO為電容開關(guān)控制信號、放大選控信號均來自嵌入式微電腦；這種電容開關(guān)式隔離，具有高可靠隔離特性，可編程放大器，線性好，依據(jù)信號自動選定量程，尤其能保證微弱數(shù)據(jù)信號放大不失真。
[0042]見圖9，嵌入式微電腦基于DSP (如TMS320C54X)技術(shù)設(shè)計，設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換單元U4、基準(zhǔn)電壓源Vout、存儲器U7。為了消除環(huán)境溫度對熱電耦測量精度產(chǎn)生的影響，嵌入式微電腦U5連接一個DS18B20數(shù)字溫度傳感器；DSP控制器與無線通信模塊U6連接，無線通信模塊U6采用無線信號(如GPRS\GSM)實現(xiàn)與監(jiān)控主機(jī)的通信。
[0043]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，本實用新型的保護(hù)范圍不限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡單變化或等效替換均落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電力設(shè)備及輸電線路故障綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括無線測溫終端、線路故障檢測器、中轉(zhuǎn)站、信息接收總站、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、監(jiān)控主機(jī)，每個無線測溫終端包括鋰電池、無線溫度傳感器、信號處理單元一、無線通信模塊；每個所述線路故障檢測器包括數(shù)據(jù)采集單元，信號處理單元二、無線通信模塊、供電模塊；所述信息接收總站包括2個無線接收模塊和1個供電模塊；所述無線測溫終端通過內(nèi)置的無線通信模塊與信息接收總站無線通訊，所述線路故障檢測器通過內(nèi)置的無線通信模塊與中轉(zhuǎn)站及信息接收總站無線通訊，所述信息接收總站與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器通訊，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器與監(jiān)控主機(jī)通訊；其特征在于: 無線測溫終端中的無線溫度傳感器安裝在電力設(shè)備開關(guān)的觸點和母線連接容易發(fā)生溫升超標(biāo)的部位，線路故障檢測器掛裝在電力傳輸網(wǎng)絡(luò)上所需要監(jiān)測的位置，該系統(tǒng)可以實時監(jiān)測電力設(shè)備異常溫升及輸電線路故障情況，具有無線通訊網(wǎng)絡(luò)傳輸功能； 所述的無線測溫終端、線路故障檢測器采用信號處理單元均包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦，信號接入單元依次與信號變換單元、隔離放大單元和嵌入式微電腦順序相連，信號接入單元、信號變換單元和隔離放大單元的選通信號均來自嵌入式微電腦，嵌入式微電腦根據(jù)監(jiān)控主機(jī)指令監(jiān)控分布式信號采集器的工作； 信號接入單元由三個⑶4051或CC4051單8通道數(shù)字控制模擬電子開關(guān)組成，信號接入單元對應(yīng)A1、A2、A3三個輸出端分別輸出，哪一路信號輸出由片選信號QH和選通信號D2、D1、D0確定； 信號變換單元內(nèi)包括電阻R1?R11，阻抗變換器GS1?GS6，電子開關(guān)S1?S7，輸入基準(zhǔn)電壓Vuot和電子開關(guān)的選通信號D2、D1、D0，變換好的信號由B1、B2、B3三個輸出端分別輸出； 隔離放大單元由電容隔離開關(guān)仏、可編程放大器隊、電阻網(wǎng)絡(luò)U3組成，GL為電容開關(guān)式隔離選通信號、D0為電容開關(guān)控制信號、放大選控信號均來自嵌入式微電腦； 嵌入式微電腦以DSP控制器為核心，設(shè)有A/D轉(zhuǎn)換單元U4、基準(zhǔn)電壓源Vout、存儲器U7 ;為了消除環(huán)境溫度對熱電耦測量精度產(chǎn)生的影響，嵌入式微電腦U5連接一個DS18B20數(shù)字溫度傳感器；DSP控制器與無線通信模塊U6連接，無線通信模塊U6采用無線信號實現(xiàn)與監(jiān)控主機(jī)的通信。
【文檔編號】G01R31/08GK204228887SQ201420662749
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月7日
【發(fā)明者】張朝龍 申請人:國網(wǎng)遼寧省電力有限公司鞍山供電公司, 國家電網(wǎng)公司