专利名称：一种简捷型多功能配网电缆线路综合监控系统的制作方法
技术领域：
一种简捷型多功能配网电缆线路综合监控系统 技术领域-
本实用新型涉及电缆线路中检测及控制系统，具体说是一种简捷 型多功能配网电缆线路综合监控系统。
背景技术：
随着市场观念的转变和电力发展的需求，配网电缆线路自动化 的实现已经成为供电企业十分紧迫的任务。根据目前现有的配网电缆 线路自动化装置的运行情况来看，仍有一些遗留问题有待解决。首先 现有的电缆线路自动化系统都不具备准确检测单相接地故障的功能， 这对配网电缆线路中故障率排第一位的单相接地故障来说显然是一 个急待解决的问题；其次，现有的配网电缆线路自动化设备的通讯网 络都是通过双绞线或光缆连接，完成数据传输，其施工难度大、造价 高、维护困难，从其运行结果来看不能保证系统正常稳定运行
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种安装、使用方便，判断准确的简 捷型多功能配网电缆线路综合监控系统。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为 一种配网电缆线路故障点判断、查巡及断路器远程控制系统，其 特殊之处在于所述的系统包括测试信号发生装置、DTU装置、 软件管理系统；其中测试信号发生装置安装于电缆线路中，当线路发生单相接地故障时，该装置可向线路中性点注入检测信号，用于DTU
进行检测。DTU装置可在线检测线路运行状况，并将检测信息发送
到后台管理系统，集保护(线路短路接地故障时可准确判断并发出指
令)、通讯(利用GSM/CDMA公网，将信号上传监控中心)、远动(远 程控制开关分合)。软件管理系统可用于接受、分析、处理线路上各 DTU发回的在线检测数据，实时监控电缆线路自动化设备的运行状 况，实现电缆线路自动化设备的远程(开关型)，迅速确定故障支线。 上述的DTU包括电源模块、采样模块、数据处理模块、通讯模 块；所述的电源模块为将磁场能量转换为电能的互感器，所述的采样 模块为设在断路器内部的电流互感器，并经I-V变换电路及滤波电路 后与数据处理模块连接，所述的数据处理模块的接口与通讯模块的接 口连接。
上述的电源模块、采样模块、数据处理模块、通讯模块设置在电 磁屏蔽的金属外壳内。
上述的通讯模块为德国西门子公司的TC35工业级GSM手机模块。
上述的数据处理模块为能对采样模块的电压信号进行AD变换并 利用单片微机进行分析处理模块。
本实用新型相对于现有技术，其优点如下
1、 本实用新型运行中可维护性好，可带电更换，安装方便。
2、 本实用新型增加了通讯模块，系统采用多种通讯方式
(GSM/CDM)与传统的电缆线路自动化系统的通讯方式不 同，其安装、维护方便，成本低。3、 本实用新型采用特殊取能方式，无需外接电源。
4、 本实用新型可检测电缆线路自动化设备内各电缆接头温度。
5、 本实用新型不仅检测出相间短路故障区段，也可检测出单相
接地故障点。
6、 本实用新型中DTU装置可通过通讯模块接受软件管理系统的
控制命令，并控制断路器分合，可将故障区段隔离或切除， 从而达到快速排除故障得目的。
图1为本实用新型系统整体结构图； 图2为本实用新型的单相接地点判断示意图； 图3为本实用新型相间短路故障检测示意图。
具体实施方式
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单相接地故障检测在电缆线路中，正常工作时流过中性点的电 流一般小于IOA，但发生单相接地是流过中性点的电流立刻会增大， 安装于变电站内的测试信号发生装置可向线路中性点注入检测信号，
安装在线路上的DTU装置一直对线路上的电流实时检测，当DTU检 测到检测信号时内部的单片微机会对发生单相接地故障时的实际时 间、及测试信号大小进行记录，并将结果保存于EEPR0M 。利用手机 模块传送记录上位微机中，利用处理程序将各个FTU装置的记录结果 进行分析处理，从而确定出单相接地故障区段的位置。
相间短路故障检测在电缆线路中，正常工作电流一般小于500A， 而短路时电流一般大于800A，短路电流持续时间几十毫秒，本实用 新型系统即根据以上特点对电缆线路中的电流进行实时检测，当发生短路时DTU内部比较电路立刻给单片微机送出一个信号，单片微机可
对短路发生时的实际时间进行记录，并将结果保存于EEPR0M 。利用 手机模块传送记录上位微机中，利用处理程序将各个DTU装置的记录 结果进行分析处理，从而确定出短路点的位置。
参见图1本实用新型系统由测试信号发生装置6 、 DTU装置7 、 软件管理系统8依次连接构成。
测试信号发生装置安装于电缆线路中，当线路发生单相接地故 障时，该装置可向线路中性点注入检测信号，用于DTU进行检测。
DTU装置可在线检测线路运行状况，并将检测信息发送到后台 管理系统，集保护(线路短路接地故障时可准确判断并发出指令)、通 讯(利用GSM/CDMA公网，将信号上传监控中心)、远动(远程控 制开关分合)。
软件管理系统可用于接受、分析、处理线路上各DTU发回的 在线检测数据，实时监控电缆线路自动化设备的运行状况，实现电缆 线路自动化设备的远程(开关型)，迅速确定故障支线。
其中DTU包括电源模块1、采样模块2、数据处理模块3、通讯 模块4构成
电源模块为整个装置的工作提供能量，在线路电流正常时，由 互感器将线路的磁场能量转换为电能，使装置电路正常工作，并对内 置的锂电池进行浮充；当线路发生停电后，利用锂电池使装置继续正 常工作约24小时。
采样模块利用电流互感器及I-V变换电路将线路中的电流信号 转变成电压信号并送到数据处理模块。数据处理模块对采样模块的电压信号进行滤波处理、AD变换 并利用单片微机进行分析处理，判断是否发生单相接地，并对单相接 地发生时的的实际时间及测试信号大小进行记录，并将结果保存于
EEPR0M 。
通讯模块利用德国西门子公司的TC35工业级手机模块完成装 置与上位微机的通讯。
参见图2、图2为本实用新型的单相接地点判断示意图；当线路 发生单相接地故障时信号发生装置B可向线路发送检测信号(红色箭 头所示)，该检测信号为一特殊频率的低频信号。DTU通过内部测量 CT采集线路电流信号，该信号经过滤波模块滤除工频信号，并对剩 下的信号发生装置所发出的检测信号进行处理，如果该信号强度超过 所设定门限值则认为线路发生单相接地故障，并向后台发送故障信 息，如在上图中装置1、 2向后台软件管理系统发送信息。后台软件 管理系统根据装置返回的数据及装置在线路的安装位置判断出故障 区段。
单相接地故障检测原理是利用电流互感器及I-V变换电路将线 路中的电流转变成电压信号，此电压信号在600A以下正比于线路电 流，此电压信号经过滤波电路将50Hz的工频信号滤掉并对剩下的测 试信号放大将此电压信号进行AD变换，利用单片微机对AD变换值进 行处理比较其是否大于设定的门限值，如果大于则判定线路单相接 地，否则继续进行采样比较循环。
当判定线路发生单相接地后，单片微机对发生的实际时间、及所 测的测试信号大小进行记录，并将结果保存于EEPROM 。本装置可存储最近一条单相接地故障记录，每条记录在掉电情况下可保存十年以
上，EEPR0M可改写10万次。
参见图3、图3为本实用新型相间短路故障检测示意图。DTU实 时检测线路的负荷电流，当线路的负荷电流超过装置设定的短路保护 整定值，装置认为线路发生相间短路故障并向后台软件管理系统发送 故障信息。如下图所示，发生故障后装置1、 3向软件管理系统发送 故障信息。后台软件管理系统根据装置返回的数据及装置在线路的安 装位置判断出故障区段。
权利要求1、一种简捷型多功能配网电缆线路综合监控系统，其特征在于所述的系统由测试信号发生装置(6)、DTU装置(7)、软件管理系统(8)三部分依次连接构成；测试信号发生装置(6)设置于电缆线路中，当线路发生单相接地故障时，装置可向线路中性点注入检测信号，用于DTU装置(7)进行检测；DTU装置(7)在线检测线路运行状况，并将检测信息发送到后台管理系统；软件管理系统(8)用于接受、分析、处理线路上各DTU发回的在线检测数据，实时监控电缆线路自动化设备的运行状况，实现电缆线路自动化设备的远程，迅速确定故障支线。
2、 根据权利要求1所述的一种简捷型多功能配网电缆线路综合 监控系统，其特征在于所述的DTU包括电源模块(1)、采样模块(2)、数据处理模块(3)、通讯模块(4);所述的电源模块(1)为 将磁场能量转换为电能的互感器，所述的采样模块(2)为设在断路 器内部的电流互感器，并经I-V变换电路及滤波电路后与数据处理模 块(3)连接，所述的数据处理模块(3)的接口与通讯模块(4)的 接口连接。
3 、根据权利要求1或2所述的一种简捷型多功能配网电缆线路 综合监控系统，其特征在于所述的电源模块(1)、采样模块(2)、 数据处理模块(3)、通讯模块(4)设置在电磁屏蔽的金属外壳内。
4 、根据权利要求3所述的一种简捷型多功能配网电缆线路综合 监控系统，其特征在于所述的通讯模块(4)为德国西门子公司的TC35工业级GSM手机模块。
5 、根据权利要求3所述的一种简捷型多功能配网电缆线路综合 监控系统，其特征在于所述的数据处理模块(3)为能对采样模块 的电压信号进行AD变换并利用单片微机进行分析处理模块。
专利摘要本实用新型涉及一种简捷型多功能配网电缆线路综合监控系统。现有的电缆线路自动化系统都不具备准确检测单相接地故障的功能，这对配网电缆线路中故障率排第一位的单相接地故障来说显然是一个亟待解决的问题。本实用新型测试信号发生装置、DTU装置、软件管理系统连接构成；其中测试信号发生装置安装于电缆线路中，用于DTU装置进行检测；软件管理系统用于接受、分析、处理线路上各DTU发回的在线检测数据，实时监控电缆线路自动化设备的运行状况。因而其实现电缆线路自动化设备的远程，迅速确定故障支线。
文档编号G01R31/08GK201290028SQ200820222298
公开日2009年8月12日 申请日期2008年11月5日 优先权日2008年11月5日
发明者超 刘, 勇 周, 尹之仁, 汤怀收, 王建辉 申请人:西安兴汇电力科技有限公司;咸阳供电局