基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统，包括远端控制中心和N?1个故障探测单元；其中，N≥3；所述的远端控制中心包括第一控制器模块、第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块和第一无线通信模块；所述的第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块与第一控制器模块电连接；所述的第一控制器模块通过第一无线通信模块与N?1个故障探测单元通信；第n故障探测单元包括第n+1电磁感应模块、第n+1整流降压模块、第n+1控制器模块和第n+1无线通信模块；其中，1≤n≤N?1；所述的第n+1电磁感应模块输出的交流通过第n+1整流降压模块输入到第n+1控制器模块。
【专利说明】
基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统
技术领域
[0001]本发明涉及一种基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统。
【背景技术】
[0002]配电线路发生的故障主要有相间故障和接地故障，其中单相接地故障发生概率最大。每次故障，往往造成供电停止，对电力系统供电部门安全生产造成严重影响，因此需要及时、准确地故障定位以排除故障，减小损失。
[0003]配电系统因为分支线多而复杂，当系统发生接地故障时，故障量不突出，造成故障监测困难，要找出具体故障位置往往需耗费大量人力、物力和时间。
[0004]随着我国电力工业的发展和电网负荷需求的不断提升，要求电力系统在运行过程中保证供电的稳定性和安全性，为用户提供可靠的电力资源。电力系统中配电线路故障的长期存在，导致导线老化加快，严重时可能导致烧毁变压器，影响电力系统安全稳定的运行。同时，如果不及时的处理，停电时间过长会给国家和人民带来更大的损失。
[0005]传统的配电线路故障检测都是采用人工沿线路巡查的方式，浪费了大量的人力、物力和财力，大大延长了停电的时间，不符合智能电网发展的需求。因此研究配电线路故障定位检测系统十分必要，已经引起了国内外科技工作者的高度重视。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统。
[0007]为了实现以上目的，本发明的技术方案如下:基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统，包括远端控制中心和N-1个故障探测单元;其中，N2 3;
[0008]所述的远端控制中心包括第一控制器模块、第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块和第一无线通信模块；
[0009]所述的第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块与第一控制器模块电连接；
[0010]所述的第一控制器模块通过第一无线通信模块与N-1个故障探测单元通信；
[0011]第η故障探测单元包括第n+1电磁感应模块、第n+1整流降压模块、第n+1控制器模块和第n+1无线通信模块;其中，I < η < N-1;
[0012]所述的第n+1电磁感应模块输出的交流通过第n+1整流降压模块输入到第n+1控制器模块，所述的第n+1控制器模块通过第n+1无线通信模块与远端控制中心通信。
[0013]更加优选技术方案，所述的人机交互模块包括按键模块和显示模块。
[0014]最优选技术方案，所述的显示模块采用LED显示屏。
[0015]与现有技术方案相比，本发明的有益效果:基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统包括了N-1个故障探测单元，这N-1个故障探测单元均匀分布于配电线路中，每个故障探测单元利用电磁感应模块和整流降压模块将线路的电流值输入到控制器模块，而这N-1个故障探测单元在远端控制中心都存储有唯一的ID信息，当配电线路出现故障时，一定会出现相邻的故障探测单元检测的电流值差别较大，从而很容易就可以定位到具体的故障位置。
【附图说明】
[0016]图1是本发明系统原理方框示意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0018]基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统，包括远端控制中心和N-1个故障探测单元;其中，N2 3;
[0019]所述的远端控制中心包括第一控制器模块、第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块和第一无线通信模块;所述的第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块与第一控制器模块电连接;所述的第一控制器模块通过第一无线通信模块与N-1个故障探测单元通
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[0020]第η故障探测单元包括第n+1电磁感应模块、第n+1整流降压模块、第n+1控制器模块和第n+1无线通信模块;其中，I < η < N-1;
[0021]所述的第n+1电磁感应模块输出的交流通过第n+1整流降压模块输入到第n+1控制器模块，所述的第n+1控制器模块通过第n+1无线通信模块与远端控制中心通信。
[0022]其中，所述的人机交互模块包括按键模块和显示模块;所述的显示模块采用LED显示屏。
[0023]其中，所有的控制器模块均采用高性能MSP430单片机。
[0024]MSP430系列单片机是一个16位的单片机，采用了精简指令集(RISC)结构，具有丰富的寻址方式(7种源操作数寻址、4种目的操作数寻址)、简洁的27条内核指令以及大量的模拟指令;大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算;还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。
[0025]MSP430系列单片机能在25MHz晶体的驱动下，实现40ns的指令周期。16位的数据宽度、40ns的指令周期以及多功能的硬件乘法器(能实现乘加运算)相配合，能实现数字信号处理的某些算法(如FFT等)。
[0026]MSP430单片机之所以有超低的功耗，是因为其在降低芯片的电源电压和灵活而可控的运行时钟方面都有其独到之处。
[0027]首先，MSP430系列单片机的电源电压采用的是1.8-3.6V电压。因而可使其在IMHz的时钟条件下运行时，芯片的电流最低会在165μΑ左右，RAM保持模式下的最低功耗只有0.1μΑ0
[0028]其次，独特的时钟系统设计。在MSP430系列中有两个不同的时钟系统:基本时钟系统、锁频环(FLL和FLL+)时钟系统和DCO数字振荡器时钟系统。可以只使用一个晶体振荡器(32.768kHz)DT-260R DT_38[4]，也可以使用两个晶体振荡器。由系统时钟系统产生CPU和各功能所需的时钟。并且这些时钟可以在指令的控制下，打开和关闭，从而实现对总体功耗的控制。
[0029]片内资源丰富:
[0030]MSP430系列单片机的各系列都集成了较丰富的片内外设。它们分别是看门狗(WDT)、模拟比较器 A、定时器 AO(Timer_AO)、定时器 Al(Timer_Al)、定时器 BO(Timer_BO)、UART、SP1、12C、硬件乘法器、液晶驱动器、1位/12位ADC、16位Σ - Δ ADC、DMA、I /0端口、基本定时器(Basic Timer)、实时时钟(RTC)和USB控制器等若干外围模块的不同组合。其中，看门狗可以使程序失控时迅速复位;模拟比较器进行模拟电压的比较，配合定时器，可设计出A/D转换器；16位定时器(1^111虹_4和1^11^^_8)具有捕获/比较功能，大量的捕获/比较寄存器，可用于事件计数、时序发生、PWM等;有的器件更具有可实现异步、同步及多址访问串行通信接口可方便的实现多机通信等应用;具有较多的I /0端口，PO、P1、P2端口能够接收外部上升沿或下降沿的中断输入；10/12位硬件A/D转换器有较高的转换速率，最高可达200kbps，能够满足大多数数据采集应用；能直接驱动液晶多达160段;实现两路的12位D/A转换;硬件I2C串行总线接口实现存储器串行扩展；以及为了增加数据传输速度，而采用的DMA模块。MSP430系列单片机的这些片内外设为系统的单片解决方案提供了极大的方便。
[0031]本系统的工作原理和使用方法:本基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统包括了N-1个故障探测单元，这N-1个故障探测单元均匀分布于配电线路中，每个故障探测单元利用电磁感应模块和整流降压模块将线路的电流值输入到控制器模块，而这N-1个故障探测单元在远端控制中心都存储有唯一的ID信息，当配电线路出现故障时，一定会出现相邻的故障探测单元检测的电流值差别较大，从而很容易就可以定位到具体的故障位置。例如，N=100，那么就是说有99个故障探测单元，当第50个故障探测单元与第51个故障探测单元之间线路断了，导致单项接地时，一定会出现第50个故障探测单元和第51个故障探测单元的电流值变化很大，但是“第50个故障探测单元的电流值与之前探测到的电流值的差值”一定与“第51个故障探测单元的电流值与之前探测到的电流值的差值”区别较大，所以通过这种方法能够很容易判断出故障出现在第50个故障探测单元和第51个故障探测单元之间。
【主权项】
1.基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统，其特征在于:包括远端控制中心和N-1个故障探测单元;其中，N2 3; 所述的远端控制中心包括第一控制器模块、第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块和第一无线通信模块； 所述的第一数据存储模块、人机交互模块、报警模块与第一控制器模块电连接； 所述的第一控制器模块通过第一无线通信模块与N-1个故障探测单元通信； 第η故障探测单元包括第n+1电磁感应模块、第n+1整流降压模块、第n+1控制器模块和第n+1无线通彳目模块;其中，1 < η < N-1 ； 所述的第η+1电磁感应模块输出的交流通过第η+1整流降压模块输入到第η+1控制器模块，所述的第n+1控制器模块通过第n+1无线通信模块与远端控制中心通信。2.根据权利要求1所述的基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统，其特征在于:所述的人机交互模块包括按键模块和显示模块。3.根据权利要求2所述的基于智能手机的配电线路故障实时定位监测系统，其特征在于:所述的显示模块采用LED显示屏。
【文档编号】G01R31/08GK105823965SQ201610347821
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月24日
【发明人】顾荣巨, 姜志平, 徐正宏, 朱文帅, 顾文权, 曹宏林, 顾宏海, 王韵, 何菲
【申请人】国网江苏省电力公司泰兴市供电公司