变电站光纤故障定位系统和方法
【专利摘要】本发明提出了一种变电站光纤故障定位系统和方法，涉及光纤故障检测领域，监测中心包括：数据管理模块、监测控制模块和报警模块；所述数据管理模块用于维护和管理监测中心自身的测试信息以及监测站所发送的测试信息和参数配置信息；所述监测控制模块用于管理所述监测站的测试信息和参数配置信息，对于监测站的测试信息和参数配置信息进行分析和存储，将监测站采集的光纤性能信息发送到监测控制模块进行分析，将分析后的测试信息和参数配置信息以及光纤性能信息进行判断，得到告警信息，将告警信息传输给报警模块；所述报警模块用于将告警信息通过报警模块预存的地理位置信息进行位置定位，显示故障位置信息。
【专利说明】变电站光纤故障定位系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及变电站光纤通信【技术领域】，尤其涉及一种变电站光纤故障定位系统和方法。
【背景技术】
[0002]光纤通信作为目前电力系统的主要传输方式，应用范围越来越广泛，它不仅实现了远距离传输信号，且传输信号性能稳定，为了保证线路的稳定必须对网络进行良好的监控，当网络出现故障时，如果不能有效找出问题光路所在位置，必然会造成大量的时间与经济损失。目前，对于光纤故障的定位主要采用OTDR(光时域反射仪)技术。该技术可以有效地监测出故障点与监测点之间的距离，但是无法显示出故障点的空间位置(坐标值)，由于电力系统中光纤埋设走向复杂，这给光纤故障抢修带来很大困难，而且在实际的PFTTH网络光纤故障处理中，传统的OTDR无法满足接入网多支路、单向高损耗的实时在线监测的要求，常常出现因无法迅速准确地找到故障点地理位置而延误事故处理，导致损失增加的情况。
【发明内容】
[0003]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种变电站光纤故障定位系统和方法。
[0004]为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种变电站光纤故障定位系统，由监测中心和监测站组成，其关键在于，所述监测中心包括:数据管理模块、监测控制模块和报警丰吴块；
[0005]所述数据管理模块用于维护和管理监测中心自身的测试信息以及监测站所发送的测试信息和参数配置信息；
[0006]所述监测控制模块用于管理所述监测站的测试信息和参数配置信息，对于监测站的测试信息和参数配置信息进行分析和存储，将监测站采集的光纤性能信息发送到监测控制模块进行分析，将分析后的测试信息和参数配置信息以及光纤性能信息进行判断，得到告警信息，将告警信息传输给报警模块；
[0007]所述报警模块用于将告警信息通过报警模块预存的地理位置信息进行位置定位，显示故障位置信息。
[0008]上述技术方案的有益效果为:通过监测中心的数据管理模块、监测控制模块和报警模块协同工作，对光纤传输信息进行检测，并且准确定位光纤故障位置，将信息反馈给监测中心进行后续处理。
[0009]所述的变电站光纤故障定位系统，优选的，所述监测站包括:主控模块、OTDR卡测试模块和光功率监测与统计分析模块；
[0010]所述主控模块用于将监测站的测试信息和参数配置信息发送到OTDR卡测试模块进行测试工作，以及发送到光功率监测与统计分析模块完成光纤光功率采集工作；[0011]所述OTDR卡测试模块用于通过发送窄的激光脉冲并检测光纤的后向散射信号，采集被监测光纤的测试信息和性能信息，形成测试曲线，反馈给主控模块，主控模块对测试曲线进行分析，计算得到光纤的参数配置信息，所述参数配置信息为段平均耗损系数信息、平均接头耗损信息、全程平均耗损信息、光学距离信息；
[0012]将所述参数配置信息传输给监测控制模块，所述监测控制模块形成参考曲线与测试曲线，将所述测试信息与参数配置信息进行比较，获得故障点位置信息；
[0013]测试结果传送给主控模块，以此来判断光纤线路所述光功率监测与统计分析模块内置分光器模块，采集成的测试光，实时监测被监测光纤中光功率的变化，并把告警，所述
2< η < 10。
[0014]上述技术方案的有益效果为:通过监测站的主控模块、OTDR卡测试模块和光功率监测与统计分析模块的协同工作，OTDR卡测试模块对光纤进行故障检测，然后通过光功率监测与统计分析模块对故障进行分析得到故障定位信息。
[0015]所述的变电站光纤故障定位系统，优选的，还包括:运行维护模块；所述运行维护模块用于对数据管理模块的测试信息、参数配置信息和性能信息的维护，管理所述信息的打印输出。
[0016]上述技术方案的有益效果为:运行维护模块对光纤运行数据进行管理维护以及输出打印等相关工作。
[0017]所述的变电站光纤故障定位系统，优选的，所述报警模块包括:地理信息系统；
[0018]所述地理信息系统用于将预存的地理位置信息与监测控制模块接收的OTDR卡测试模块获得的故障点位置信息进行比对，自动标示出与监测中心基准点的距离，通过分析计算得出故障点的空间位置并在地图上显示，并通过数据管理模块提供的历史故障信息提供辅助决策。
[0019]上述技术方案的有益效果为:地理信息系统所存储的地理位置信息与监测控制模块接收的OTDR卡测试模块获得的故障点位置信息进行比对分析之后，将空间位置在地图中显示出来。
[0020]所述的变电站光纤故障定位系统，优选的，所述地理信息系统包括:故障定位模块；
[0021]所述故障定位模块用于管理地理信息系统的空间数据和属性数据，所述空间数据和属性数据的关系是每一个空间数据与这个空间数据所描述的属性数据在地理信息系统中被共同赋予了有且唯一的一个ID号，而这个ID号保证了空间数据与属性数据一一对应关系。
[0022]上述技术方案的有益效果为:所述故障定位模块能够准确的定位故障点。
[0023]所述的变电站光纤故障定位系统，优选的，所述故障定位模块包括:
[0024]监测中心得到光功率告警信息，地理信息系统自动启动故障定位操作，所述主控模块控制OTDR卡测试模块进行监测，得到故障点距离相应监测站的距离记为S3m，在杆塔属性表中距离相应监测站的距离与杆塔的杆号一一对应，每一个杆塔的杆号有且唯一对应一个距离相应监测站的距离，在杆塔属性表中选取距离相应监测站的距离与3_数值之差最小的一个杆塔的杆号，从而相当于选择出了距离故障点最近的杆塔，该杆塔的杆号记为N，再从杆塔属性表之中查找出距离相应监测站的距离记为SN，即通过杆塔属性表查找出{min (Sn-Ss)I所对应的的N的值，由于在配置杆塔属性表时，按距离相应监测站从小到大的顺序依次记录杆塔，因此故障点确定在杆塔的杆号N以及杆塔的杆号N-1所对应的杆塔之间，再在杆塔属性表之中查找出杆塔的杆号N-1所对应的距离相应监测站的距离Sim，而每个杆塔所对应的空间坐标(XN，YN)，(Xn-PYim)也在属性表之中查询得到，如果X为故障点X坐标，Y为故障点Y坐标，Xn为杆塔的杆号为N对应的杆塔的X坐标，Xn 1为杆塔的杆号为N-1对应的杆塔的X坐标，Yn为杆号为N对应的杆塔的Y坐标，Yn 1为杆塔的杆号为N-1对应的杆塔的Y坐标，那么故障点的空间坐标为
[0025]
【权利要求】
1.一种变电站光纤故障定位系统，由监测中心和监测站组成，其特征在于，所述监测中心包括:数据管理模块、监测控制模块和报警模块； 所述数据管理模块用于维护和管理监测中心自身的测试信息以及监测站所发送的测试信息和参数配置信息； 所述监测控制模块用于管理所述监测站的测试信息和参数配置信息，对于监测站的测试信息和参数配置信息进行分析和存储，将监测站采集的光纤性能信息发送到监测控制模块进行分析，将分析后的测试信息和参数配置信息以及光纤性能信息进行判断，得到告警信息，将告警信息传输给报警模块； 所述报警模块用于将告警信息通过报警模块预存的地理位置信息进行位置定位，显示故障位置信息。
2.根据权利要求1所述的变电站光纤故障定位系统，其特征在于，所述监测站包括:主控模块、OTDR卡测试模块和光功率监测与统计分析模块； 所述主控模块用于将监测站的测试信息和参数配置信息发送到OTDR卡测试模块进行测试工作，以及发送到光功率监测与统计分析模块完成光纤光功率采集工作； 所述OTDR卡测试模块用于通过发送窄的激光脉冲并检测光纤的后向散射信号，采集被监测光纤的测试信息和性能信息，形成测试曲线，反馈给主控模块，主控模块对测试曲线进行分析，计算得到光纤的参数配置信息，所述参数配置信息为段平均耗损系数信息、平均接头耗损信息、全程平均耗损信息、光学距离信息； 将所述参数配置信息传输给监测控制模块，所述监测控制模块形成参考曲线与测试曲线，将所述测试信息与参数配置信息进行比较，获得故障点位置信息； 测试结果传送给主控 模块，以此来判断光纤线路所述光功率监测与统计分析模块内置分光器模块，采集n%的测试光，实时监测被监测光纤中光功率的变化，并把告警，所述2< η < 10。
3.根据权利要求1所述的变电站光纤故障定位系统，其特征在于，还包括:运行维护模块；所述运行维护模块用于对数据管理模块的测试信息、参数配置信息和性能信息的维护，管理所述信息的打印输出。
4.根据权利要求2所述的变电站光纤故障定位系统，其特征在于，所述报警模块包括:地理信息系统； 所述地理信息系统用于将预存的地理位置信息与监测控制模块接收的OTDR卡测试模块获得的故障点位置信息进行比对，自动标示出与监测中心基准点的距离，通过分析计算得出故障点的空间位置并在地图上显示，并通过数据管理模块提供的历史故障信息提供辅助决策。
5.根据权利要求4所述的变电站光纤故障定位系统，其特征在于，所述地理信息系统包括:故障定位|吴块； 所述故障定位模块用于管理地理信息系统的空间数据和属性数据，所述空间数据和属性数据的关系是每一个空间数据与这个空间数据所描述的属性数据在地理信息系统中被共同赋予了有且唯一的一个ID号，而这个ID号保证了空间数据与属性数据一一对应关系。
6.根据权利要求5所述的变电站光纤故障定位系统，其特征在于，所述故障定位模块包括:监测中心得到光功率告警信息，地理信息系统自动启动故障定位操作，所述主控模块控制OTDR卡测试模块进行监测，得到故障点距离相应监测站的距离记为S3m，在杆塔属性表中距离相应监测站的距离与杆塔的杆号一一对应，每一个杆塔的杆号有且唯一对应一个距离相应监测站的距离，在杆塔属性表中选取距离相应监测站的距离与3_数值之差最小的一个杆塔的杆号，从而相当于选择出了距离故障点最近的杆塔，该杆塔的杆号记为N，所述N为正整数，再从杆塔属性表之中查找出距离相应监测站的距离记为SN，即通过杆塔属性表查找出{min(Sn-SM)}所对应的的N的值，由于在配置杆塔属性表时，按距离相应监测站从小到大的顺序依次记录杆塔，因此故障点确定在杆塔的杆号N以及杆塔的杆号N-1所对应的杆塔之间，再在杆塔属性表之中查找出杆塔的杆号N-1所对应的距离相应监测站的距离Sim，而每个杆塔所对应的空间坐标(ΧΝ，ΥΝ)，(Χ,Υ)也在属性表之中查询得到，如果X为故障点X坐标，Y为故障点Y坐标，Xn为杆塔的杆号为N对应的杆塔的X坐标，Xn1为杆塔的杆号为N-1对应的杆塔的X坐标,Yn为杆号为N对应的杆塔的Y坐标,YN_!为杆塔的杆号为N-1对应的杆塔的Y坐标，那么故障点的空间坐标为
7.根据权利要求2所述的变电站光纤故障定位系统，其特征在于，还包括:光开关切换模块； 所述光开关切换模块用于切换光纤光路，与OTDR卡测试模块形成联动,光纤光路发生故障时，将测试光切换到指定光纤光路上。
8.一种根据权利要求1所述变电站光纤故障定位系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤1，所述数据管理模块维护和管理监测中心自身的测试信息以及监测站所发送的测试信息和参数配置信息；所述监测控制模块管理所述监测站的测试信息和参数配置信息，对于监测站的测试信息和参数配置信息进行分析和存储，将监测站采集的光纤性能信息发送到监测控制模块进行分析，将分析后的测试信息和参数配置信息以及光纤性能信息进行判断，得到告警信息，将告警信息传输给报警模块；所述报警模块将告警信息通过报警模块预存的地理位置信息进行位置定位，显示故障位置信息； 步骤2，所述主控模块将监测站的测试信息和参数配置信息发送到OTDR卡测试模块进行测试工作，以及发送到光功率监测与统计分析模块完成光纤光功率采集工作；所述OTDR卡测试模块通过发送窄的激光脉冲并检测光纤的后向散射信号，采集被监测光纤的测试信息和性能信息，形成测试曲线，反馈给主控模块，主控模块对测试曲线进行分析，计算得到光纤的参数配置信息，所述参数配置信息为段平均耗损系数信息、平均接头耗损信息、全程平均耗损信息、光学距离信息；将所述参数配置信息传输给监测控制模块，所述监测控制模块形成参考曲线与测试曲线，将所述测试信息与参数配置信息进行比较，获得故障点位置信息；所述光功率监测与统计分析模块内置分光器模块，采集成的测试光，实时监测被监测光纤中光功率的变化，并把测试结果传送给主控模块，以此来判断光纤线路告警，所述10;运行维护模块对数据管理模块的测试信息、参数配置信息和性能信息的维护，管理所述信息的打印输出。
9.根据权利要求8所述的变电站光纤故障定位控制方法，其特征在于，所述步骤2包括: 步骤2-1，地理信息系统将预存的地理位置信息与监测控制模块接收的OTDR卡测试模块获得的故障点位置信息进行比对，自动标示出与监测中心基准点的距离，通过分析计算得出故障点的空间位置并在地图上显示，并通过数据管理模块提供的历史故障信息提供辅助决策； 步骤2-2，故障定位模块管理地理信息系统的空间数据和属性数据，所述空间数据和属性数据的关系是每一个空间数据与这个空间数据所描述的属性数据在地理信息系统中被共同赋予了有且唯一的一个ID号，而这个ID号保证了空间数据与属性数据一一对应关系。
10.根据权利要求9所述的变电站光纤故障定位控制方法，其特征在于，所述步骤2-2包括: 步骤2-3，监测中心得到光功率告警信息，地理信息系统自动启动故障定位操作，所述主控模块控制OTDR卡测试模块进行监测，得到故障点距离相应监测站的距离记为S3m，在杆塔属性表中距离相应监测站的距离与杆塔的杆号一一对应，每一个杆塔的杆号有且唯一对应一个距离相应监测站的距离； 步骤2-4，在杆塔属性表中选取距离相应监测站的距离与S3m数值之差最小的一个杆塔的杆号，从而相当于选择出了距离故障点最近的杆塔，该杆塔的杆号记为N，所述N为正整数，再从杆塔属性表之中查找出距离相应监测站的距离记为SN，即通过杆塔属性表查找出{min (Sn-S测)}所对应的的N的值； 步骤2-5、由于在配置杆塔属性表时，按距离相应监测站从小到大的顺序依次记录杆塔，因此故障点确定在杆塔的杆号N以及杆塔的杆号N-1所对应的杆塔之间，再在杆塔属性表之中查找出杆塔的杆号N-1所对应的距离相应监测站的距离Sim，而每个杆塔所对应的空间坐标(XN，YN), (Xn_1; Yn 1)也在属性表之中查询得到； 步骤2-6，如果X为故障点X坐标，Y为故障点Y坐标，Xn为杆塔的杆号为N对应的杆塔的X坐标，Xn-!为杆塔的杆号为N-1对应的杆塔的X坐标，Yn为杆号为N对应的杆塔的Y坐标，Yn-!为杆塔的杆号为N-1对应的杆塔的Y坐标，那么故障点的空间坐标为
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【文档编号】H04B10/075GK103441794SQ201310399223
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年9月5日 优先权日:2013年9月5日
【发明者】熊兰, 刘钰, 郝海泉, 李伟, 罗珊, 杨子康, 宋道军, 姚树友 申请人:重庆大学, 国家电网公司, 国网重庆市电力公司市区供电分公司