一种配电网故障检测系统的制作方法

1.本实用新型涉及配电网故障检测技术领域，尤其涉及一种配电网故障检测系统。


背景技术：

2.电力线路是在发电厂、变电站和电力用户间用来传送电能的线路。电力线路是配电网的重要组成部分，担负着输送和分配电能的任务。配电网中的电力线路可以是降压变电站把电力送到配电变压器的线路。
3.在日常运行过程中，由于电力线路距离长，而且长期在室外，容易受到外部环境侵蚀，使电力线路产生故障。还有在电力系统运行过程中，偶尔也会出现电力线路的运行故障。目前对故障监控采用现场数据采集，远程通信给监控中心，进行监控，如果出现故障监控人员能够及时发现。但是由于电力线路距离长，需要监控的电力线路距离较长，造成有些区域数据通信信号差，无法有效的将监控数据上传监控中心，影响故障监控的时效性，在出现故障时，无法及时发现。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种配电网故障检测系统，系统的监控服务器通过无线通信网关与现场的终端监控箱，扩大通信距离，提高数据通信的强度，满足远程监控的要求。
5.配电网故障检测系统，将预设长度的电力线路配置为一个线路监控区域；系统包括：监控服务器，每个线路监控区域设置有无线通信网关；
6.在每个预设长度电力线路的监测区域内的每相电力线路均安装电流传感器、电压传感器以及行波传感器；
7.监测区域内设有终端监控箱，终端监控箱内设有电控板，电控板上设有单片机、信号滤波调制电路、ad转换电路、ram缓存、无线通信模块以及储存器；
8.单片机依次通过ram缓存、ad转换电路以及信号滤波调制电路分别与电流传感器、电压传感器以及行波传感器通信连接，获取每相电力线路的电流、电压以及电力线路的行波状态；单片机将获取的信息储存至储存器内；
9.单片机通过无线通信模块和无线通信网关与监控服务器通信连接，将监测区域内电力线路的电流、电压以及电力线路的行波状态上传给监控服务器。
10.优选地，电控板上还设有定位模块；
11.单片机通过与定位模块连接，获取位置信息，并将位置信息与电力线路的状态信息上传给监控服务器。
12.优选地，储存器内储存有监控服务器配置的电力线路电流阈值、电压阈值以及电力线路的行波波动阈值；
13.单片机通过与储存器连接，将获取的电流、电压以及电力线路的行波状态分别对应与电流阈值、电压阈值以及电力线路的行波波动阈值进行比对，如果超阈值，则向监控服务器发送故障报警信息。
14.优选地，将预设数量的线路监控区域配置为一个监控子区域；
15.每个监控子区域设置有通信中转终端机；
16.通信中转终端机分别与监控子区域内的每个单片机通信连接，获取单片机上传的电力线路的电流、电压以及电力线路的行波状态；当单片机上传的信息中具有故障报警信息时，通信中转终端机将故障报警信息上传给监控服务器。
17.优选地，储存器内储存有零序电流计算模块和零序电压计算模块；
18.单片机通过与储存器连接，调取储存的零序电流计算模块和零序电压计算模块对电力线路的零序电流和零序电压进行计算，根据故障点的零序电压、零序电流和波形状态，定位接地故障点。
19.优选地，电控板上还设有时钟电路；
20.单片机与时钟电路连接，并根据预设时间点，向监控服务器上传数据信息。
21.优选地，监控服务器储存有配电网gis图、线路监控区域电力线路图以及配电网环网图。
22.优选地，监控服务器具有线路声光报警，电力线路运行状态打印以及系统数据信息显示。
23.从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：
24.本实用新型提供的配电网故障检测系统中，单片机通过无线通信模块和无线通信网关与监控服务器通信连接，实现增强通讯功率，延长有效的通讯距离，可以对较长的电力线路进行数据通信，保证数据通信信号的强度，使监控服务器及时获取监控数据，及时发现故障，并排除。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为配电网故障检测系统示意图；
27.图2为配电网故障检测系统实施例示意图。
具体实施方式
28.为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
29.本实用新型提供一种配电网故障检测系统，将预设长度的电力线路配置为一个线路监控区域；如图1和图2所示，包括：监控服务器1，每个线路监控区域设置有无线通信网关2；无线通信网关2可以实现将多个线路监控区域的数据信息进行中转，提高通信的稳定性，还可以提高通信距离，监控服务器1能够监控较长距离的电力线路。
30.在每个预设长度电力线路的监测区域内的每相电力线路4均安装电流传感器11、
电压传感器12以及行波传感器13；电流传感器11、电压传感器12以及行波传感器13可以检测每相电力线路4的电流、电压传感器12以及行波数据。
31.监测区域内设有终端监控箱3，终端监控箱3内设有电控板，电控板上设有单片机14、信号滤波调制电路15、ad转换电路16、ram缓存17、无线通信模块18以及储存器19；
32.单片机14依次通过ram缓存17、ad转换电路16以及信号滤波调制电路15分别与电流传感器11、电压传感器12以及行波传感器13通信连接，获取每相电力线路的电流、电压以及电力线路的行波状态；单片机14将获取的信息储存至储存器19内；
33.ram缓存17可以将获取的数据进行缓存，单片机14可以每个一定时间段之后激活单片机14从ram缓存17调取数据，进行处理，这样可以降低系统能耗。
34.单片机14通过无线通信模块18和无线通信网关2与监控服务器1通信连接，将监测区域内电力线路的电流、电压以及电力线路的行波状态上传给监控服务器1。
35.监控服务器1实现了对电力线路运行信息的获取，实现对配电网电力线路的监控。
36.电控板上还设有时钟电路20；单片机14与时钟电路20连接，并根据预设时间点，向监控服务器1上传数据信息。单片机14也可以定时上传数据，降低系统的能耗。
37.进一步的讲，电控板上还设有定位模块21；单片机14通过与定位模块21连接，获取位置信息，并将位置信息与电力线路的状态信息上传给监控服务器1。在电力线路出现故障信息时，单片机14将故障信号和位置信息上传给监控服务器1，监控服务器1通过位置信息，获悉出现故障的监测区域，并及时派人到现场进行解决排查。
38.对于故障的判断，本实用新型中，储存器19内储存有监控服务器1配置的电力线路电流阈值、电压阈值以及电力线路的行波波动阈值；
39.单片机14通过与储存器19连接，将获取的电流、电压以及电力线路的行波状态分别对应与电流阈值、电压阈值以及电力线路的行波波动阈值进行比对，如果超阈值，则向监控服务器1发送故障报警信息。
40.本实用新型为了降低系统通信数据量，降低监控服务器1的数据处理量，将预设数量的线路监控区域配置为一个监控子区域；每个监控子区域设置有通信中转终端机；通信中转终端机可以采用工控机，或者计算机，或者终端服务器来进行数据中转，数据储存等功能。
41.通信中转终端机分别与监控子区域内的每个单片机14通信连接，获取单片机14上传的电力线路的电流、电压以及电力线路的行波状态；当单片机14上传的信息中具有故障报警信息时，通信中转终端机将故障报警信息上传给监控服务器1。也就是只有出现报警信息时，将报警信息上传给监控服务器1，而正常运行信息保存到中转终端机。监控人员或者操作人员需要查看日常信息时，可以从中转终端机调取，避免所有信息都发送给监控服务器1造成系统通信量大，而造成通信阻塞。
42.对于本实用新型来讲，储存器19内储存有零序电流计算模块和零序电压计算模块；单片机14通过与储存器19连接，调取储存的零序电流计算模块和零序电压计算模块对电力线路的零序电流和零序电压进行计算，根据故障点的零序电压、零序电流和波形状态，定位接地故障点。
43.系统可以获取到电力线路的电压，电流等数据，可以计算出电力线路的零序电压、零序电流。从计算出的各个零序电压、零序电流中，提取各个位置零序电压、零序电流的暂
态信号，根据接地点前后在暂态零序电压、零序电流和行波波形相似性上的差别，对各个电力线路进行故障评估，进行故障判断，故障定位。
44.监控服务器1储存有配电网gis图、线路监控区域电力线路图、配电网环网图。
45.如果电力线路出现故障，可以在gis图上显示出故障点，同时监控服务器1下发故障处理任务，将故障处理任务和故障点的位置发生给检修人员进行故障排除。
46.监控服务器1具有线路声光报警，电力线路运行状态打印以及系统数据信息显示，系统运行浏览器。
47.监控服务器1可以具有容错软件，使系统出现某些故障时，能够正确判断故障位置，并防止误报；监控服务器1能够提高故障定位及故障状态信息的历史数据查询。具有监视通道、通信运行显示功能，满足监控需要。
48.配电网故障检测系统可以实现在硬件，软件，固件或它们的任何组合。所述的各种特征为模块，单元或组件可以一起实现在集成逻辑装置或分开作为离散的但可互操作的逻辑器件或其他硬件设备。在一些情况下，电子电路的各种特征可以被实现为一个或多个集成电路器件，诸如集成电路芯片或芯片组。
49.单片机14采用如一个或多个数字信号处理器(dsp)，通用微处理器，特定应用集成电路(asics)，现场可编程门阵列(fpga)，或者其它等价物把集成电路或离散逻辑电路。因此，术语“处理器，”由于在用于本文时可以指任何前述结构或任何其它的结构更适于实现的这里所描述的技术。另外，在一些方面，本公开中所描述的功能可以提供在软件模块和硬件模块。
50.当然本实用新型涉及的单片机14、振动信号滤波放大电路(12)、信号滤波调制电路15、ad转换电路16以及无线通信模块18均可以采用本领域常用的电路形式以及常用的型号，具体型号本实用新型不做限定，基于本领域技术人员的知识范畴可以预料到相应的电路形式和具体型号，来实现本实用新型的功能。
51.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。