專利名稱：配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用GPRS/GSM模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，特 別是指一種用于電力配電網(wǎng)的GPRS/GSM實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，適用于所有電力配電 網(wǎng)，包括城市配電網(wǎng)、油田配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)。其中GPRS是"GeneralPacket Radio Service"的縮寫，其中文含義為"通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)"，是在現(xiàn)有的GSM系 統(tǒng)上發(fā)展出來(lái)的一種新的分組數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)。GPRS與GSM系統(tǒng)最根本的區(qū)別 是，GSM是一種電路交換系統(tǒng)，而GPRS是一種分組交換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，隨著我國(guó)輸電網(wǎng)自動(dòng)化程度的提高，地、縣調(diào)系統(tǒng)及無(wú)人值守 變電站的綜合自動(dòng)化程度也迅速發(fā)展與提高。隨之而來(lái)的是大家對(duì)配電網(wǎng)的重 要性有了新的認(rèn)識(shí)，意識(shí)到了加快配電網(wǎng)自動(dòng)化的發(fā)展，是提高配電網(wǎng)供電可 靠性的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。近年來(lái)偷盜電力設(shè)施的案件也大量發(fā)生，我國(guó)電力系統(tǒng) 配電網(wǎng)其配電線路多，并且大部分呈輻射狀，供電半徑長(zhǎng)，地形復(fù)雜，在配網(wǎng) 自動(dòng)化改造方面非常困難。由于線路和系統(tǒng)成本的原因，電力設(shè)備防盜和現(xiàn)場(chǎng) 數(shù)據(jù)信息遠(yuǎn)控一直是需要解決的技術(shù)難題， 一直是苦于沒(méi)有合適的通訊方式和 低成本的系統(tǒng)無(wú)法實(shí)施。而本實(shí)用新型的遠(yuǎn)控系統(tǒng)成本低廉、通訊可靠、性價(jià) 比高，適合我國(guó)國(guó)情。20世紀(jì)70年代末，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行系統(tǒng)單相接地自動(dòng)選線方法的研究和探索， 陸續(xù)研制出一些系統(tǒng)接地自動(dòng)選線裝置。就其工作原理而言，大致可分為以下 幾種①零序功率方向原理；②故障線路零序電流最大原理；③暫態(tài)零序電壓 方向原理(首半波原理)。上述裝置經(jīng)歷了從晶體管分立元件到集成電路和微機(jī)測(cè) 控的發(fā)展過(guò)程。基于上述三種原理的產(chǎn)品是靠定值或功率方向原理動(dòng)作的，但 是僅限于在配網(wǎng)變電站檢測(cè)到故障卻一直沒(méi)有形成能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)控的配網(wǎng)定 位系統(tǒng)。也有人試圖將GPS衛(wèi)星定位技術(shù)用于接地系統(tǒng)單相接地的選線與定位， 但因受接地系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)線復(fù)雜、分支較多的原因制約，導(dǎo)致研制及運(yùn)行投入成 本過(guò)高，用戶難以接受其昂貴價(jià)格而放棄。常規(guī)變電所仍是利用傳統(tǒng)的交流絕 緣監(jiān)察裝置來(lái)指示接地相別和接地程度，不能進(jìn)行自動(dòng)選線與定位。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系 統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電力配電網(wǎng)接地故障遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)并定位故障點(diǎn)、電力設(shè)備人為破壞和 電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化信息遠(yuǎn)控和實(shí)時(shí)監(jiān)控，以解決現(xiàn)有常規(guī)變電所仍 是利用傳統(tǒng)的交流絕緣監(jiān)察裝置存在的不能進(jìn)行自動(dòng)選線與定位的問(wèn)題，以及GPS衛(wèi)星定位技術(shù)用于接地系統(tǒng)單相接地的選線與定位，因受接地系統(tǒng)運(yùn)行結(jié) 線復(fù)雜、分支較多的原因制約，導(dǎo)致研制及運(yùn)行投入成本過(guò)高，用戶難以接受 其昂貴價(jià)格的問(wèn)題。為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下該遠(yuǎn)控系統(tǒng)包括設(shè)置在檢測(cè)中心的中心機(jī)系統(tǒng)，設(shè)置在配電網(wǎng)變電所母 線上的故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器，高壓斷路器附近的故障偵測(cè)控制器，用戶設(shè)備 附近的防盜終端及數(shù)據(jù)采集器，用于檢測(cè)遠(yuǎn)控信息的傳感器系統(tǒng)；所述的中心 機(jī)系統(tǒng)包括設(shè)置在監(jiān)控中心的GPRS/GSM接收設(shè)備和監(jiān)控計(jì)算機(jī)及軟件管理系 統(tǒng)；將所述的故障偵測(cè)控制器和數(shù)據(jù)采集器聯(lián)系在一起的通訊鏈路，與數(shù)據(jù)采 集器相連接的用戶傳感器系統(tǒng)、防盜終端和信號(hào)遠(yuǎn)控的GPRS/GSM模塊；所述 的數(shù)據(jù)采集器的信息輸入端通過(guò)通訊鏈路或有線網(wǎng)絡(luò)與防盜終端、用戶傳感器 系統(tǒng)、故障偵測(cè)控制器相連，信息輸出端通過(guò)移動(dòng)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)基 站與所述的中心機(jī)系統(tǒng)相連。所述的數(shù)據(jù)采集器包括微控制器、用于發(fā)送信息的GPRS/GSM模塊、防 盜終端、通訊鏈路接口、用于接收信息的傳感器接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、系統(tǒng)電源， 所述的GPRS/GSM模塊、防盜終端、通訊鏈路接口、用于接收信息的傳感器 接口、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、系統(tǒng)電源分別與微控制器相連并接受微控制器的控制，所述 的系統(tǒng)電源與GPRS/GSM模塊相連，給GPRS/GSM模塊提供電能。所述的用戶傳感器系統(tǒng)為電壓檢測(cè)傳感器、電流檢測(cè)傳感器、功率因數(shù)傳 感器和能感知具體用戶設(shè)備所需遠(yuǎn)控信息的傳感器。 所述的故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器(II)為可以檢測(cè)到接地故障并能夠發(fā)射大于40Hz注入信號(hào)的檢測(cè)發(fā)射裝置。所述的故障偵測(cè)控制器(ni)為可以偵測(cè)到配電線路上由故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā) 射器(n)發(fā)射的注入信號(hào)，并能夠向高壓斷路器發(fā)送控制命令的偵測(cè)控制裝置。 所述的通訊鏈路為現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行短距離通訊的紅外通訊鏈路、無(wú)線通訊鏈路。 本實(shí)用新型的有益效果是這套系統(tǒng)立足于國(guó)情，配電網(wǎng)的實(shí)際要求是結(jié) 合配電網(wǎng)的實(shí)際問(wèn)題，以符合供電可靠性及用戶供電的要求，不搞形式、不追 潮流、不盲目，結(jié)合技術(shù)和經(jīng)濟(jì)將有限的資金投入到較為實(shí)際有效的電網(wǎng)改造 中去，解決較為突出的技術(shù)問(wèn)題。以保證供電可靠性為前提，確保電力用戶用 電的時(shí)效性，滿足電力用戶的供電需求。無(wú)論電力能源緊缺還是電力富裕，從 用戶用電的實(shí)際要求為出發(fā)點(diǎn)，做好用戶用電的服務(wù)工作避免其它事故所造成 供電的影響，體現(xiàn)用戶是電力經(jīng)營(yíng)部門的需要。提高網(wǎng)絡(luò)的供電能力，減少用 戶的停電機(jī)率，網(wǎng)絡(luò)的互供能力主要反應(yīng)在網(wǎng)絡(luò)接線、負(fù)荷的合理調(diào)整。采用 自動(dòng)化裝備，提高設(shè)備的故障判斷能力和自動(dòng)隔離敵障，恢復(fù)非故障線路的供 電條件。解決配電網(wǎng)用戶設(shè)備的技術(shù)性能，提高設(shè)備的自身可靠性運(yùn)行能力， 尤其是配電網(wǎng)開(kāi)關(guān)設(shè)備的操動(dòng)機(jī)構(gòu)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)適應(yīng)于戶外(戶內(nèi))運(yùn)行條件， 做到檢修周期長(zhǎng)，設(shè)備運(yùn)行可靠。大大地減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和維護(hù)費(fèi)用。 便于系統(tǒng)的監(jiān)控，方便配電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度，歷史數(shù)據(jù)的記錄和査備，事件記錄 的查詢規(guī)劃?；谂渚W(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)的研制成功為配 網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行及事故情況下的監(jiān)測(cè)、保護(hù)、控制、配電管理及確保電網(wǎng)安全 提供了一種先進(jìn)的監(jiān)控設(shè)備，使配網(wǎng)系統(tǒng)管理水平進(jìn)一步提高。


圖1為本實(shí)用新型的總體構(gòu)成示意圖；圖2為本實(shí)用新型的防盜終端及數(shù)據(jù)采集器內(nèi)部各部件之間數(shù)據(jù)傳輸示意圖。
具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式
，加以附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述。如圖l所示，本實(shí)用新型包括設(shè)置在檢測(cè)中心的中心機(jī)系統(tǒng)I:該中心機(jī) 系統(tǒng)I包括設(shè)置在監(jiān)控中心的GPRS/GSM接收設(shè)備A2、監(jiān)控計(jì)算機(jī)Al(包括軟 件管理系統(tǒng))；GPRS/GSM接收設(shè)備A2用來(lái)接收電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集器V通 過(guò)移動(dòng)基站C發(fā)送來(lái)的GPRS/GSM信息，通過(guò)通訊端口和監(jiān)控計(jì)算機(jī)Al通訊。 軟件管理系統(tǒng)主要用于接收、分析處理各數(shù)據(jù)采集器V發(fā)回的在線檢測(cè)數(shù)據(jù)， 實(shí)時(shí)監(jiān)控線路的運(yùn)行狀況，分合高壓斷路器進(jìn)行負(fù)荷調(diào)控。當(dāng)發(fā)生線路故障時(shí)， 系統(tǒng)可快速確定故障區(qū)段，并遠(yuǎn)程控制以隔離或切除相應(yīng)故障區(qū)段。將該信息 進(jìn)行處理、分析、記錄等，出現(xiàn)異常情況時(shí)進(jìn)行事故報(bào)警。設(shè)置在配電網(wǎng)變電站B1母線上的故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器II:安裝于變電站 內(nèi)或故障線路母線上，當(dāng)線路發(fā)生接地故障時(shí)，該裝置可向線路中性點(diǎn)注入檢 測(cè)信號(hào)，用于高壓斷路器D附近的故障偵測(cè)控制器III進(jìn)行檢測(cè)和故障點(diǎn)定位。安裝于高壓斷路器上的用于用戶終端高壓斷路器D上的故障偵測(cè)控制器 III:在線檢測(cè)線路運(yùn)行狀況，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)通過(guò)通訊鏈路發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集 器V，也可以接收數(shù)據(jù)采集器V轉(zhuǎn)發(fā)的監(jiān)控中心的是否切斷斷路器刀閘的控制 命令。其工作電源取自于運(yùn)行線路導(dǎo)線負(fù)荷電流感應(yīng)所產(chǎn)生的能量，并且可以 實(shí)現(xiàn)零負(fù)荷啟動(dòng)。避免了受自然環(huán)境的影響，使用簡(jiǎn)便、可靠、終生免維護(hù)。防盜終端IV檢測(cè)電力設(shè)備的運(yùn)行及安全數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)異常時(shí)實(shí)時(shí)發(fā)送給 數(shù)據(jù)采集器V。所述的數(shù)據(jù)釆集器V的信息輸入端通過(guò)通訊鏈路或有線網(wǎng)絡(luò)與防盜終端 IV、用戶傳感器系統(tǒng)VI、故障偵測(cè)控制器III相連，信息輸出端通過(guò)移動(dòng) GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)基站C與遠(yuǎn)程中心機(jī)I系統(tǒng)相連。參見(jiàn)圖2，所述的數(shù)據(jù)采集器V包括微控制器1、用于發(fā)送信息的GPRS模 塊2、防盜終端3、通訊鏈路接口 4、用于接收信息的傳感器接口 5、實(shí)時(shí)時(shí)鐘6、 系統(tǒng)電源7。所述的GPRS/GSM模塊2、防盜終端3、通訊鏈路接口 4、用于 接收信息的傳感器接口 5、實(shí)時(shí)時(shí)鐘6、系統(tǒng)電源7分別與微控制器1相連并接 受微控制器1的控制，所述的系統(tǒng)電源7與GPRS/GSM模塊2相連，給 GPRS/GSM模塊2提供電能。每個(gè)數(shù)據(jù)采集器均設(shè)有獨(dú)立的地址信息。用戶傳感器系統(tǒng)VI為電壓檢測(cè)傳感器、電流檢測(cè)傳感器、功率因數(shù)傳感器 和能感知具體用戶設(shè)備所需遠(yuǎn)控信息的傳感器。 本實(shí)用新型的工作過(guò)程是(一).由安裝在配電網(wǎng)母線上，能夠監(jiān)測(cè)變電站各個(gè)出線是否出現(xiàn)接地故 障的故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器II，在故障情況下發(fā)出專用信號(hào)由安裝在高壓斷路器 附近的故障偵測(cè)控制器III接收，故障偵測(cè)控制器III通過(guò)通訊鏈路將該信號(hào)發(fā) 送到數(shù)據(jù)采集器V。(二 ).通過(guò)電力設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的有線網(wǎng)絡(luò)將防盜終端信息和傳感器信息傳遞給 數(shù)據(jù)采集器V，由數(shù)據(jù)采集器V進(jìn)行控制、處理；傳感器系統(tǒng)VI檢測(cè)電力設(shè)備 現(xiàn)場(chǎng)的情況。(三).經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)釆集器V處理后的信息通過(guò)移動(dòng)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)傳給移 動(dòng)基站，再由移動(dòng)基站發(fā)給遠(yuǎn)程檢測(cè)的中心機(jī)系統(tǒng)I所接收。監(jiān)測(cè)中心接收到線 路信息和地址信息后，自動(dòng)或人為判斷是否需要對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行跳閘或者其他動(dòng) 作，并發(fā)送命令給數(shù)據(jù)采集器，執(zhí)行相關(guān)動(dòng)作。所述的數(shù)據(jù)采集器V中的微控制器1實(shí)時(shí)接收通訊鏈路的故障信號(hào)、檢測(cè) 傳感器接口和防盜終端的數(shù)據(jù)信息，讀取傳感器狀態(tài)，對(duì)狀態(tài)進(jìn)行故障分析， 然后控制GPRS/GSM模塊2，把處理后的數(shù)據(jù)打包發(fā)送到設(shè)置在監(jiān)控中心的 GPRS/GSM接收設(shè)備。采用GPRS/GSM等移動(dòng)通訊方式完成數(shù)據(jù)傳輸。不用自行建設(shè)通訊網(wǎng)絡(luò)， 通訊費(fèi)用低，網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定可靠，免維護(hù)。故障偵測(cè)控制器III可與一般型高壓斷路器組合。通過(guò)系統(tǒng)管理軟件可對(duì)數(shù)據(jù)采集器下達(dá)指令，控制高壓斷路器的分合，實(shí) 現(xiàn)負(fù)荷調(diào)控和故障區(qū)段隔離和切除。因?yàn)樵撓到y(tǒng)采用移動(dòng)公網(wǎng)通訊，為了確保 系統(tǒng)的安全性及保密性，數(shù)據(jù)采集器只接收后臺(tái)軟件管理系統(tǒng)所發(fā)出的指令。
權(quán)利要求1、 一種配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)，其特征在于該遠(yuǎn)控系統(tǒng)包括中心機(jī)系統(tǒng)(i)，故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器(n)，故障偵測(cè)控制器(ni)，防盜終端(IV)及數(shù)據(jù)采集器(V)，傳感器系統(tǒng)(VI);所述的中心機(jī)系統(tǒng)(I)包括設(shè)置在監(jiān)控中心的GPRS/GSM接收設(shè)備(A2)和監(jiān)控計(jì)算機(jī)及軟件管理系統(tǒng)(A1);將所述的故障偵測(cè)控制器(m)和數(shù)據(jù)采集器(v)聯(lián)系在一起的通訊鏈路，與數(shù)據(jù)采集器(V)相連接的用戶傳感器系統(tǒng)(VI)、防盜終端(IV)和信號(hào)遠(yuǎn)控的GPRS/GSM 模塊(2);所述的數(shù)據(jù)采集器(V)的信息輸入端通過(guò)通訊鏈路或有線網(wǎng)絡(luò)與防盜終端(iv)、用戶傳感器系統(tǒng)(vi)、故障偵測(cè)控制器(m)相連，信息輸出端通過(guò)移動(dòng)GPRS/GSM網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)基站(C)與所述的中心機(jī)系統(tǒng)①系統(tǒng)相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集器(V)包括微控制器(l)、用于發(fā)送信息的GPRS /GSM模塊(2)、防盜終端(3)、通訊鏈路接口(4)、用于接收信息的傳感器接口(5)、 實(shí)時(shí)時(shí)鐘(6)、系統(tǒng)電源(7)，所述的GPRS/GSM模塊(2)、防盜終端(3)、通訊鏈 路接口(4)、用于接收信息的傳感器接口(5)、實(shí)時(shí)時(shí)鐘(6)、系統(tǒng)電源(7)分別與微 控制器(l)相連并接受微控制器(l)的控制，所述的系統(tǒng)電源(7)與GPRS/GSM模 塊(2)相連，給GPRS/GSM模塊(2)提供電能。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的用戶傳感器系統(tǒng)(VI)為電壓檢測(cè)傳感器、電流檢測(cè)傳感器、 功率因數(shù)傳感器和能感知具體用戶設(shè)備所需遠(yuǎn)控信息的傳感器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器(II)為可以檢測(cè)到接地故障并能夠發(fā) 射大于40Hz注入信號(hào)的檢測(cè)發(fā)射裝置。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的故障偵測(cè)控制器(III)為可以偵測(cè)到配電線路上由故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器(n)發(fā)射的注入信號(hào)，并能夠向高壓斷路器發(fā)送控制命令的偵測(cè)控制裝置。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)， 其特征在于所述的通訊鏈路為現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行短距離通訊的紅外通訊鏈路、無(wú)線通 訊鏈路。
專利摘要一種配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)，包括中心機(jī)系統(tǒng)、故障檢測(cè)及信號(hào)發(fā)射器、故障偵測(cè)控制器、防盜終端及數(shù)據(jù)采集器、傳感器系統(tǒng)，所述系統(tǒng)還包括GPRS/GSM接收設(shè)備的中心機(jī)及軟件管理系統(tǒng)；聯(lián)系故障偵測(cè)控制器和數(shù)據(jù)采集器的通訊線路、與數(shù)據(jù)采集器相聯(lián)系的傳感器、信號(hào)遠(yuǎn)控的GPRS/GSM模塊；傳感器通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的通訊鏈路將信息傳遞給數(shù)據(jù)采集器的單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行控制、處理；經(jīng)過(guò)處理后的信息通過(guò)GPRS/GSM模塊傳給移動(dòng)基站，再轉(zhuǎn)發(fā)給中心機(jī)的GPRS/GSM接收設(shè)備，至中心機(jī)接收并進(jìn)行處理。本實(shí)用新型支持多種傳感器，能滿足多用戶要求，適合各種用戶使用；能實(shí)時(shí)監(jiān)控電力設(shè)備運(yùn)行情況，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)設(shè)備防盜故障定位及數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳控制。
文檔編號(hào)H04L12/28GK201039211SQ20072014122
公開(kāi)日2008年3月19日 申請(qǐng)日期2007年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月29日
發(fā)明者呂鳳環(huán), 周春利, 周永娟 申請(qǐng)人:周春利;呂鳳環(huán);周永娟