本實(shí)用新型涉及配電網(wǎng)故障監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著城市電網(wǎng)的迅猛發(fā)展，城市中的架空配電網(wǎng)絡(luò)正逐漸被配電網(wǎng)絡(luò)所取代。配電網(wǎng)具有傳輸距離遠(yuǎn)、支線多等特點(diǎn)，配電線大部分是架空線和電纜線，配電線所在的環(huán)境和氣候條件惡劣，故障發(fā)生概率較高。配電網(wǎng)長時(shí)間帶故障運(yùn)行往往會(huì)造成設(shè)備損壞，破壞系統(tǒng)安全運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)造成大面積的停電事故。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述情況，本實(shí)用新型提出了一種配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)，對(duì)配電網(wǎng)故障進(jìn)行定位，使工作人員及時(shí)對(duì)配電網(wǎng)故障進(jìn)行維修，保證配電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)施例為：

一種配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)，包括故障定位裝置、信息轉(zhuǎn)發(fā)站、監(jiān)控中心和安裝在配電網(wǎng)饋線上一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)位置處的饋線終端單元；

各個(gè)所述饋線終端單元的輸出端分別連接所述故障定位裝置的輸入端，所述故障定位裝置的第一輸出端連接所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站，所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站連接所述監(jiān)控中心。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為：本實(shí)用新型配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)，其包括饋線終端單元、故障定位裝置、信息轉(zhuǎn)發(fā)站和監(jiān)控中心，饋線終端單元安裝在在各線路段需要監(jiān)測的位置，對(duì)饋線電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并提供給故障定位裝置，故障定位裝置對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行定位并將定位結(jié)果通過信息轉(zhuǎn)發(fā)站發(fā)送給監(jiān)控中心，監(jiān)控中心可以顯示故障點(diǎn)并在通知相關(guān)人員進(jìn)行處理等，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)饋線運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對(duì)故障區(qū)段定位，保證了工作人員對(duì)配電線路進(jìn)行預(yù)測維修，并可在配電線路發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行快速精準(zhǔn)的故障排除，滿足實(shí)際需要。

附圖說明

圖1為一個(gè)實(shí)施例中配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為基于圖1所示系統(tǒng)一個(gè)具體示例中配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

一個(gè)實(shí)施例中配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括故障定位裝置101、信息轉(zhuǎn)發(fā)站102、監(jiān)控中心103和安裝在配電網(wǎng)饋線上一個(gè)或多個(gè)預(yù)設(shè)位置處的饋線終端單元104；

各個(gè)所述饋線終端單元104的輸出端分別連接所述故障定位裝置101的輸入端，所述故障定位裝置101的第一輸出端連接所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站102，所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站102連接所述監(jiān)控中心103。

在各線路段需要監(jiān)測的位置安裝饋線終端單元104對(duì)饋線電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，饋線終端單元監(jiān)測到短路電流流過，并與整定值電流對(duì)比生成故障信息數(shù)據(jù)，提供給故障定位裝置101。故障定位裝置101對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行定位，并生成故障區(qū)段信息，通過信息轉(zhuǎn)發(fā)站102將故障區(qū)段信息發(fā)送給監(jiān)控中心103，監(jiān)控中心103可以顯示故障點(diǎn)，同時(shí)通知相關(guān)人員進(jìn)行處理等。

從以上描述可知，本實(shí)用新型配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)饋線運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并對(duì)故障區(qū)段定位，保證了工作人員對(duì)配電線路進(jìn)行預(yù)測維修，并可在配電線路發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行快速精準(zhǔn)的故障排除。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)還包括故障指示器，所述故障定位裝置的第二輸出端連接所述故障指示器，所述故障指示器連接所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站。

當(dāng)故障定位裝置檢測到線路故障時(shí)，故障指示器會(huì)給出報(bào)警信息，并通過信息轉(zhuǎn)發(fā)站將報(bào)警信息發(fā)送給監(jiān)控中心。故障指示器用以警報(bào)故障區(qū)段，對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行指示，適合應(yīng)用。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述監(jiān)控中心包括依次連接的通訊前置機(jī)和監(jiān)控主站，所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站連接所述通訊前置機(jī)。

信息轉(zhuǎn)發(fā)站將信息發(fā)送給放置在監(jiān)控中心的通信前置機(jī)，通信前置機(jī)接收到信息轉(zhuǎn)發(fā)站發(fā)來的信息后，進(jìn)行初步處理分析，將地址信息保存后，同時(shí)將該信息發(fā)送給監(jiān)控主站，監(jiān)控主站得到報(bào)警信息后，結(jié)合線路拓?fù)浜偷乩硇畔?，顯示故障點(diǎn)地理位置信息，并在地理背景上顯示出來，同時(shí)以短消息的方式通知相關(guān)人員進(jìn)行處理。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述故障定位裝置包括故障定位芯片，各個(gè)所述饋線終端單元的輸出端連接所述故障定位芯片的輸入端，所述故障定位芯片的第一輸出端連接所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站。

故障定位裝置中的故障定位芯片，用以處理閉環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)故障定位。故障定位裝置內(nèi)部利用故障定位芯片對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行定位，并生成故障區(qū)段信息。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站通過長距離無線通信系統(tǒng)與所述監(jiān)控中心連接。信息轉(zhuǎn)發(fā)站通過長距離無線通信系統(tǒng)將接收到的信息發(fā)送給遠(yuǎn)方的監(jiān)控中心，監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)饋線運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，監(jiān)測距離遠(yuǎn)、范圍廣，滿足應(yīng)用需要。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述故障指示器通過短距離無線通信系統(tǒng)與所述信息轉(zhuǎn)發(fā)站連接。

信息轉(zhuǎn)發(fā)站可安裝在距離故障指示器較近的位置，信息轉(zhuǎn)發(fā)站通過短距離無線通信系統(tǒng)接收故障指示器發(fā)送過來的故障警報(bào)信息，并將接收到的故障警報(bào)信息利用通訊系統(tǒng)以無線方式發(fā)射出去，使監(jiān)控中心結(jié)合故障定位裝置所給故障區(qū)段信息和故障指示器發(fā)送的故障警報(bào)信息，顯示出故障點(diǎn)，并通知相關(guān)人員進(jìn)行故障排除。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述通訊前置機(jī)通過RS232(異步傳輸標(biāo)準(zhǔn)接口)通信系統(tǒng)與所述監(jiān)控主站連接。

信息轉(zhuǎn)發(fā)站將信息通過長距離通訊系統(tǒng)發(fā)送給放置在監(jiān)控中心的通信前置機(jī)，通信前置機(jī)接收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站發(fā)來的信息后，進(jìn)行初步處理分析，將地址信息保存后，同時(shí)將該信息通過RS232通訊系統(tǒng)送給監(jiān)控主站，監(jiān)控主站得到報(bào)警信息后，結(jié)合線路拓?fù)浜偷乩硇畔?，顯示故障點(diǎn)地理位置信息，并在地理背景上顯示出來，同時(shí)以短消息的方式通知相關(guān)人員進(jìn)行處理。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述故障指示器安裝在配電網(wǎng)饋線上。所述故障指示器安置于配電網(wǎng)饋線上，當(dāng)檢測到線路故障時(shí)，會(huì)給出報(bào)警信息。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述長距離無線通信系統(tǒng)采用GSM(Global System for Mobile communication，全球移動(dòng)通信系統(tǒng))通信。GSM通信抗干擾能力強(qiáng)、抗衰落性好、保密性好等，適合應(yīng)用。

此外，在一個(gè)具體示例中，所述短距離無線通信系統(tǒng)采用zigbee(紫蜂協(xié)議)通信。zigbee通信低功耗、低成本、短時(shí)延、高安全等，滿足實(shí)際需要。

為了更好地理解上述系統(tǒng)，以下詳細(xì)闡述一個(gè)本實(shí)用新型配電網(wǎng)故障監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例。

本應(yīng)用實(shí)例以10kV配電網(wǎng)為例，對(duì)于復(fù)雜配電網(wǎng)，將其劃分為多個(gè)獨(dú)立區(qū)域，每個(gè)區(qū)域以進(jìn)線斷路器為標(biāo)志，可將環(huán)網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行配電網(wǎng)故障定位問題轉(zhuǎn)化為單電源供電型配電網(wǎng)故障定位問題。

如圖2所示，所述系統(tǒng)可以包括饋線終端單元201、故障定位裝置202、故障指示器203、信息轉(zhuǎn)發(fā)站204和監(jiān)控中心205；

在各線路段需要監(jiān)測的位置安裝饋線終端單元201，各個(gè)饋線終端單元201的輸出端分別連接故障定位裝置202的輸入端，故障定位裝置202的第一輸出端連接信息轉(zhuǎn)發(fā)站204，故障定位裝置202的第二輸出端連接故障指示器203，故障指示器203連接信息轉(zhuǎn)發(fā)站204，信息轉(zhuǎn)發(fā)站204連接監(jiān)控中心205；

監(jiān)控中心205包括依次連接的通訊前置機(jī)2051和監(jiān)控主站2052，信息轉(zhuǎn)發(fā)站204連接通訊前置機(jī)2051；

故障定位裝置202包括故障定位芯片，信息轉(zhuǎn)發(fā)站204通過GSM通信系統(tǒng)與監(jiān)控中心205連接，故障指示器203通過zigbee通信系統(tǒng)與信息轉(zhuǎn)發(fā)站204連接，通訊前置機(jī)2051通過RS232通信系統(tǒng)與監(jiān)控主站2052連接。利用通訊系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)故障信息的實(shí)時(shí)雙向傳輸，便于在線監(jiān)測配電網(wǎng)饋線運(yùn)行狀況。

饋線終端單元201對(duì)配電網(wǎng)中電流進(jìn)行監(jiān)測，并將其與設(shè)定整定電流對(duì)比生成離散數(shù)據(jù)，作為故障信息初始數(shù)據(jù)；

故障定位裝置202其中包含故障定位芯片，利用故障定位芯片對(duì)饋線故障進(jìn)行定位，并將生成故障信息發(fā)送至信息轉(zhuǎn)發(fā)站204，同時(shí)發(fā)送給故障指示器203用以警報(bào)故障區(qū)段。

所述故障定位裝置202中的故障定位芯片，用以處理閉環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)故障定位。在應(yīng)用階段，建立考慮故障電流方向的目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行故障區(qū)段的搜尋，對(duì)滿足目標(biāo)函數(shù)F的最小值，尋找故障設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障區(qū)段的定位。針對(duì)配電網(wǎng)多電源供電的情況下，當(dāng)饋線有一處和多處發(fā)生故障時(shí)，考慮信息傳輸有無畸變對(duì)于定位準(zhǔn)確度帶來的影響，并進(jìn)行仿真分析。對(duì)配電網(wǎng)多點(diǎn)發(fā)生故障進(jìn)行仿真。假設(shè)多個(gè)區(qū)段同時(shí)發(fā)生故障。針對(duì)有無上傳信息畸變對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證性仿真，并得出了準(zhǔn)確的故障定位區(qū)間

對(duì)于復(fù)雜程度較高的配電網(wǎng)，所構(gòu)造的目標(biāo)函數(shù)F需要將網(wǎng)絡(luò)電流的流向考慮進(jìn)去，用以處理閉環(huán)運(yùn)行的配電網(wǎng)故障定位問題。建立統(tǒng)一的使用度函數(shù)為：F＝p₁·(F_1(n→m)+F_1(m→n))+p₂·F₂，其中：F_1(n→m)表示區(qū)域1的配電網(wǎng)由n端單獨(dú)進(jìn)行供電且網(wǎng)絡(luò)正方向設(shè)定為從n到m時(shí)的目標(biāo)函數(shù)；同樣F_1(m→n)為區(qū)域1的配電網(wǎng)由m端單獨(dú)進(jìn)行供電且網(wǎng)絡(luò)正方向設(shè)定為從m到n時(shí)的目標(biāo)函數(shù)；F₂表示區(qū)域2的目標(biāo)函數(shù)；當(dāng)區(qū)域1中的節(jié)點(diǎn)被監(jiān)測到發(fā)生故障時(shí)，p₁為1，無故障發(fā)生時(shí)為0，p₂取值情況類似。

故障指示器203安置于配電網(wǎng)10Kv架空線的饋線上，當(dāng)檢測到線路故障時(shí)，會(huì)給出報(bào)警信息。

信息轉(zhuǎn)發(fā)站204可接受不同分支故障指示器發(fā)送過來的故障警報(bào)信息，并將接受到的故障信息利用通訊系統(tǒng)以無線方式發(fā)射出去。

所述通訊系統(tǒng)包括在通信前置機(jī)2051與監(jiān)控主站2052之間進(jìn)行通訊的RS232通信系統(tǒng)、將動(dòng)作信號(hào)從故障指示器203傳送給信息轉(zhuǎn)發(fā)站204的zigbee短距離無線通訊系統(tǒng)以及在信息轉(zhuǎn)發(fā)站204中負(fù)責(zé)接收無線警報(bào)信息和自身地址形成的綜合地址碼，利用移動(dòng)GSM網(wǎng)絡(luò)，以無線方式發(fā)射出去的GSM長距離通訊系統(tǒng)。

監(jiān)控中心205得到警報(bào)信息根據(jù)系統(tǒng)接線圖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆?jì)算分析，并結(jié)合故障定位裝置202所給故障區(qū)段信息，顯示出故障點(diǎn)地理位置信息，在地里背景上顯示出來，同時(shí)以短消息的方式通知相關(guān)人員進(jìn)行故障排除。

饋線終端單元201安裝于低壓側(cè)，由低壓側(cè)提供穩(wěn)定電源。故障指示器203檢測斷線進(jìn)行警報(bào)，可檢測線路的缺相斷線故障。

從以上描述可知，本實(shí)施例在各線路段需要監(jiān)測的位置安裝饋線終端單元對(duì)饋線電流進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并安裝相應(yīng)故障指示器和信息轉(zhuǎn)發(fā)站，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時(shí)，饋線終端單元監(jiān)測到短路電流流過，并與整定值電流對(duì)比生成故障信息數(shù)據(jù)，提供給故障定位裝置。故障定位裝置內(nèi)部利用故障定位芯片對(duì)故障區(qū)段進(jìn)行定位，并生成故障區(qū)段信息，此時(shí)故障指示器報(bào)警顯示故障區(qū)段，通過短距離無線通訊系統(tǒng)將動(dòng)作信號(hào)送給相距5到20米的信息轉(zhuǎn)發(fā)站，信息轉(zhuǎn)發(fā)站將信息通過GSM長距離通訊系統(tǒng)發(fā)送給放置在監(jiān)控中心的通信前置機(jī)，通信前置機(jī)接收到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)站發(fā)來的信息后，進(jìn)行初步處理分析，將地址信息保存后，同時(shí)將該信息通過RS232通訊系統(tǒng)送給監(jiān)控主站，監(jiān)控主站得到報(bào)警信息后，結(jié)合線路拓?fù)浜偷乩硇畔?，顯示故障點(diǎn)地理位置信息，并在地理背景上顯示出來，同時(shí)以短消息的方式通知相關(guān)人員進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)饋線運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，并利用故障定位裝置對(duì)故障區(qū)段定位，由此保證了工作人員對(duì)配電線路進(jìn)行預(yù)測維修，并可在配電線路發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行快速精準(zhǔn)的故障排除。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。