專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于10kV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，尤其是涉及一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，電網(wǎng)公司將中低壓配電線路納入監(jiān)控范圍的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，IOkV配電網(wǎng)直接面對(duì)用電用戶，所以線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接頭多容易出現(xiàn)短路、接地等故障，影響正常供電。故障指示器作為一種故障檢測(cè)和定位裝置，已在配網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，目前故障指示器主要分為機(jī)械式和電子式兩種。機(jī)械式故障指示器，其功能簡(jiǎn)單，只能應(yīng)對(duì)短路故障，對(duì)于接地故障無(wú)能為力，且須配合人工巡線才能確定故障位置。目前，國(guó)內(nèi)開(kāi)始采用基于電子式故障指示器的線路故障定位系統(tǒng)，但由于配電網(wǎng)一般節(jié)點(diǎn)多、分支多、運(yùn)行方式復(fù)雜，所以故障定位系統(tǒng)如何通信組網(wǎng)、如何保證通信的及時(shí)性和數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、如何有效降低系統(tǒng)投入費(fèi)用，成為了故障定位系統(tǒng)價(jià)值體現(xiàn)的關(guān)鍵。故障定位系統(tǒng)的組網(wǎng)方式主要有兩種一是利用故障指示器進(jìn)行接力式的級(jí)聯(lián)通信將數(shù)據(jù)傳送至主站；二是每組(3只)故障指示器配合一個(gè)GPRS轉(zhuǎn)發(fā)裝置與主站通訊。前者存在的主要問(wèn)題是通信實(shí)時(shí)性差，尤其在線路較長(zhǎng)，需要多級(jí)接力的情況下，末端數(shù)據(jù)傳送至主站需要很長(zhǎng)的時(shí)間，且由于前端的故障指示器需要轉(zhuǎn)發(fā)后端的數(shù)據(jù)，通信頻率過(guò)高，電能損耗很快；后者存在的問(wèn)題是，每組故障指示器配變一個(gè)GPRS轉(zhuǎn)發(fā)裝置，后期的通信費(fèi)用太高，且遇到GPRS盲區(qū)情況，無(wú)法實(shí)現(xiàn)可靠通信。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種組網(wǎng)靈活、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，包括主站、集中器、故障指示器，所述的主站通過(guò)GPRS通信方式與集中器連接，所述的集中器通過(guò)射頻通信方式與故障指示器連接。所述的集中器與多組故障指示器進(jìn)行通信。所述的多組故障指示器為I 4組故障指示器。所述的集中器包括主芯片、射頻通信模塊、GPRS通信模塊、外圍電路、電源模塊，所述的主芯片分別與射頻通信模塊、GPRS通信模塊、外圍電路、電源模塊連接，所述的集中器通過(guò)射頻通信模塊與故障指示器連接，所述的集中器通過(guò)GPRS通信模塊與主站連接。所述的外圍電路包括flash存儲(chǔ)器、鐵電存儲(chǔ)器、液晶顯示屏、鍵盤(pán)。所述的集中器的工作流程如下 I)主芯片判斷GPRS模塊中是否有指令數(shù)據(jù)，若為是，執(zhí)行步驟2)，若為否，執(zhí)行步驟4)；
2)主芯片對(duì)GPRS模塊接收的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并判斷該數(shù)據(jù)是否正常，若為是，執(zhí)行步驟3)，若為否，執(zhí)行步驟4)；3)集中器根據(jù)解析后的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作，并執(zhí)行步驟4)；4)主芯片判斷射頻通信模塊是否有指令數(shù)據(jù)，若為是，執(zhí)行步驟5)，若為否，執(zhí)行步驟7)；5)主芯片對(duì)射頻通信模塊中的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并判斷該數(shù)據(jù)是否正常，若為是，執(zhí)行步驟6)，若為否，執(zhí)行步驟7)；6)集中器根據(jù)解析后的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作，并執(zhí)行步驟7)；7)主芯片判斷是否滿足定時(shí)收取數(shù)據(jù)的條件，若為是，執(zhí)行步驟8)，若為否，返回 步驟I);8)集中器向故障指示器發(fā)送收取數(shù)據(jù)命令，并等待接收數(shù)據(jù)。所述的故障指示器設(shè)有與集中器相同的射頻通信模塊，該射頻通信模塊發(fā)射功率為7 16dbm,通信距離在7dbm發(fā)射功率下可達(dá)到500米,在16dbm發(fā)射功率下可達(dá)到1000米。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有靈活、經(jīng)濟(jì)、實(shí)用，基于射頻通信和GPRS遠(yuǎn)距通信相結(jié)合的方式，解決了 IOkV配電線路故障定位系統(tǒng)目前由于組網(wǎng)方式不合理造成的通信費(fèi)用過(guò)高、數(shù)據(jù)冗塞、故障指示器安裝過(guò)于密集、通信可靠性差等問(wèn)題。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的集中器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的集中器的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例本發(fā)明的集中器具有射頻通信和GPRS通信功能，在集中器的前后，根據(jù)實(shí)際可分別安裝I 4組故障指示器。各級(jí)故障指示器之間通過(guò)射頻進(jìn)行級(jí)聯(lián)通信，集中器通過(guò)射頻通信模塊接收故障指示器的數(shù)據(jù)，再通過(guò)GPRS模塊發(fā)送至主站，完成整個(gè)系統(tǒng)的通信。該系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)在于按照實(shí)際需要靈活的對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行組網(wǎng)，不需要對(duì)每組故障指示器配套集中器，且故障指示器不需都進(jìn)行級(jí)聯(lián)通信，是在經(jīng)濟(jì)性和實(shí)時(shí)性綜合考慮情況下的合理解決方法。如圖I所示，一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，包括主站I、集中器2、故障指示器3，所述的主站I通過(guò)GPRS通信方式與集中器2連接，所述的集中器2通過(guò)射頻通信方式與故障指示器3連接。主站安裝有GPRS通信模塊，負(fù)責(zé)采集和分析整個(gè)故障定位系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，控制集中器和故障指示器的工作狀態(tài)。主要功能包括I)系統(tǒng)組態(tài)，主要完成增加、修改、刪除線路信息，包括配置線路名、線路編碼、線路類(lèi)型；增加、修改、刪除故障指示器信息，包括分組名、桿號(hào)、安裝地點(diǎn)、故障儀名、故障儀通信地址、界面坐標(biāo)值、告警閥值；2)用戶配置，主要完成增加、修改、刪除用戶信息，包括配置用戶名、用戶類(lèi)型；3)修改密碼，登錄用戶可以修改自己的密碼；4)事件查詢(xún)，可按照時(shí)間段、事件類(lèi)型查詢(xún)系統(tǒng)所發(fā)生的各種日志信息；5)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，按照時(shí)間段統(tǒng)計(jì)各條線路的具體故障次數(shù)，包括短路故障、接地故障。統(tǒng)計(jì)結(jié)果以表格和棒圖形式展示；6)歷史數(shù)據(jù)，按照時(shí)間段查詢(xún)各條線路下的故障指示器的負(fù)荷電流和的具體故障發(fā)生時(shí)間；7)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，可查詢(xún)特定組的故障指示器上的當(dāng)前電流值；8)告警提示，故障指示器通信故障，系統(tǒng)已黃色圖標(biāo)顯示并在右下方的托盤(pán)上閃爍提醒，故障告警系統(tǒng)已紅色圖標(biāo)顯示，如有故障告警，則直接彈出故障線路和提示框；9)通信查詢(xún),可查詢(xún)所有故障指示器當(dāng)前的通信狀態(tài)；10)故障定位，有故障的線路段之間用紅色閃爍提醒，同時(shí)報(bào)告故障數(shù)據(jù)的指示器也用紅色顯示；11)主界面，主界面是變電站的一次接線圖，安裝故障指示器的線路正常用綠色圖標(biāo)顯示，點(diǎn)擊該綠色圖標(biāo)，可查詢(xún)相應(yīng)線路下故障指示器的通信信息和故障信息。如圖2所示，所述的集中器2包括主芯片21、射頻通信模塊22、GPRS通信模塊23、外圍電路24、電源模塊25，所述的主芯片21分別與射頻通信模塊22、GPRS通信模塊23、夕卜圍電路24、電源模塊25連接，所述的集中器2通過(guò)射頻通信模塊22與故障指示器3連接，所述的集中器2通過(guò)GPRS通信模塊23與主站I連接。主芯片選取ARM7，ARM芯片采用性 價(jià)比較高的Lpc2138，可以完全滿足本發(fā)明的各種要求，且留有一定的設(shè)計(jì)裕量，方便功能的擴(kuò)展。所述的外圍電路包括采用16M的flash存儲(chǔ)器對(duì)各類(lèi)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，采用32K的鐵電對(duì)讀取頻繁的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，采用IIC接口的液晶顯示屏作為人機(jī)界面。利用ARM的擴(kuò)展功能，還可以選配鍵盤(pán)等外接設(shè)備，方便操作。集中器GPRS模塊選取工業(yè)級(jí)MC52i，該模塊可靠性高，應(yīng)用方便。電源模塊采用高可靠性的低壓變壓器配合外圍電路組成，直接從配變低壓側(cè)取電，三相可同時(shí)供電，如果有某相或某兩相停電，其余相皆可單獨(dú)供電，保證了電源的冗余度，具有很高的可靠性。如圖3所示，所述的集中器的工作流程如下I)主芯片判斷GPRS模塊中是否有指令數(shù)據(jù)，若為是，執(zhí)行步驟2)，若為否，執(zhí)行步驟4)；2)主芯片對(duì)GPRS模塊接收的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并判斷該數(shù)據(jù)是否正常，若為是，執(zhí)行步驟3)，若為否，執(zhí)行步驟4)；3)集中器根據(jù)解析后的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作，并執(zhí)行步驟4)；4)主芯片判斷射頻通信模塊是否有指令數(shù)據(jù)，若為是，執(zhí)行步驟5)，若為否，執(zhí)行步驟7)；5)主芯片對(duì)射頻通信模塊中的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并判斷該數(shù)據(jù)是否正常，若為是，執(zhí)行步驟6)，若為否，執(zhí)行步驟7)；6)集中器根據(jù)解析后的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作，并執(zhí)行步驟7)；7)主芯片判斷是否滿足定時(shí)收取數(shù)據(jù)的條件，若為是，執(zhí)行步驟8)，若為否，返回步驟I);8)集中器向故障指示器發(fā)送收取數(shù)據(jù)命令，并等待接收數(shù)據(jù)。集中器的功能和特點(diǎn)包括I故障主動(dòng)上報(bào)功能。極大的提高了故障檢測(cè)的實(shí)時(shí)性。2大容量的故障數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。最高可記錄30天內(nèi)的故障數(shù)據(jù)。3準(zhǔn)確的故障判斷功能。集中器自身帶有簡(jiǎn)單的故障分析功能，減少了主站的運(yùn)算量。4通信距離拓寬。GPRS通訊功能解決了無(wú)線通信對(duì)線路檢測(cè)距離的要求，并實(shí)現(xiàn) 了線路的分區(qū)段故障監(jiān)測(cè)，無(wú)需對(duì)整條線路安裝故障指示器，減少了設(shè)備投入。5通信延時(shí)減少。集中器覆蓋周?chē)舾山M故障指示器的通信鏈路方式，極大的減少了通信中繼級(jí)數(shù)，縮短通信延遲時(shí)間，系統(tǒng)對(duì)故障檢測(cè)更具實(shí)時(shí)性。故障指示器的射頻通信模塊在制作時(shí)，除天線和外接串口接口外，其余器件均布置于電路板的同一面，且用金屬屏蔽罩封閉，避免外來(lái)電磁干擾對(duì)通信模塊的干擾，尤其適合用于工作于強(qiáng)電磁干擾環(huán)境中的故障指示器。同時(shí)該射頻通信模塊具有低功耗設(shè)計(jì)。其發(fā)射電流不大于60mA ;休眠電流7uA且可立即進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)；射頻關(guān)閉電流60nA，喚醒時(shí)間120uS。在僅有電池供電情況下5年以上的工作壽命；在配合感應(yīng)取電情況下，具有超過(guò)10年的使用壽命；發(fā)射功率7 16dbm可調(diào)，通信距離在7dbm發(fā)射功率下可達(dá)到500米，在16dbm發(fā)射功率下可達(dá)到1000米。故障指示器負(fù)責(zé)檢測(cè)配電線路的電流信息，對(duì)短路、接地故障進(jìn)行報(bào)警，配合故障診斷系統(tǒng)進(jìn)行故障定位。故障指示器3只一組，通過(guò)自組網(wǎng)和自動(dòng)路由的方式，將數(shù)據(jù)通過(guò)射頻接力地傳輸至集中器，并由集中器將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
權(quán)利要求
1.一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，包括主站、集中器、故障指示器，所述的主站通過(guò)GPRS通信方式與集中器連接，所述的集中器通過(guò)射頻通信方式與故障指示器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的集中器與多組故障指示器進(jìn)行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的多組故障指示器為I 4組故障指示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的集中器包括主芯片、射頻通信模塊、GPRS通信模塊、外圍電路、電源模塊，所述的主芯片分別與射頻通信模塊、GPRS通信模塊、外圍電路、電源模塊連接，所述的集中器通過(guò)射頻通信模塊與故障指示器連接，所述的集中器通過(guò)GPRS通信模塊與主站連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的外圍電路包括flash存儲(chǔ)器、鐵電存儲(chǔ)器、液晶顯示屏、鍵盤(pán)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的集中器的工作流程如下 1)主芯片判斷GPRS模塊中是否有指令數(shù)據(jù)，若為是，執(zhí)行步驟2)，若為否，執(zhí)行步驟4)； 2)主芯片對(duì)GPRS模塊接收的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并判斷該數(shù)據(jù)是否正常，若為是，執(zhí)行步驟3)，若為否，執(zhí)行步驟4)； 3)集中器根據(jù)解析后的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作，并執(zhí)行步驟4)； 4)主芯片判斷射頻通信模塊是否有指令數(shù)據(jù)，若為是，執(zhí)行步驟5)，若為否，執(zhí)行步驟7)； 5)主芯片對(duì)射頻通信模塊中的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，并判斷該數(shù)據(jù)是否正常，若為是，執(zhí)行步驟6)，若為否，執(zhí)行步驟7)； 6)集中器根據(jù)解析后的指令數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)操作，并執(zhí)行步驟7)； 7)主芯片判斷是否滿足定時(shí)收取數(shù)據(jù)的條件，若為是，執(zhí)行步驟8)，若為否，返回步驟I); 8)集中器向故障指示器發(fā)送收取數(shù)據(jù)命令，并等待接收數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種用于IOkV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的故障指示器設(shè)有與集中器相同的射頻通信模塊，該射頻通信模塊發(fā)射功率為7 16dbm，通信距離在7dbm發(fā)射功率下可達(dá)到500米,在16dbm發(fā)射功率下可達(dá)到1000米。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于10kV配電網(wǎng)線路故障定位系統(tǒng)，包括主站、集中器、故障指示器，所述的主站通過(guò)GPRS通信方式與集中器連接，所述的集中器通過(guò)射頻通信方式與故障指示器連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有組網(wǎng)靈活、經(jīng)濟(jì)實(shí)用、解決了10kV配電線路故障定位系統(tǒng)目前由于組網(wǎng)方式不合理造成的通信費(fèi)用過(guò)高、數(shù)據(jù)冗塞、故障指示器安裝過(guò)于密集、通信可靠性差的問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R31/08GK102841293SQ20111014234
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月30日
發(fā)明者熊晨陽(yáng), 錢(qián)博, 宓欣, 佘益輝, 吳軍生 申請(qǐng)人:上海勵(lì)諳電子技術(shù)有限公司, 臨沂市計(jì)量檢定所