全线路电力设施故障及防盗报警系统的制作方法
【专利摘要】一种全线路电力设施故障及防盗报警系统，包括输变电监控中心服务器、输电主线路、支线路和若干终端采集器，它还包括故障提示终端和集中器，所述故障提示终端包括GSM短信模块和报警提示装置；所述终端采集器设置在每条支线路上的变压器输出端。本发明可以得出每个支线路、支线路与支线路之间以及主线路的运行情况；通过集中器分区域对终端采集器进行管理，终端采集器的采集数据采用主动上报和被动巡检模式，实现了输电线路故障点的精确上报；它设有故障提示终端，终端采集器可通过短信发送给故障提示终端，故障提示终端进行警示，提示离故障点最近的工作人员，终端采集器还可以与故障提示终端进行语音通话。
【专利说明】全线路电力设施故障及防盗报警系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统领域，具体地说是一种全线路电力设施故障及防盗报警系统。
【背景技术】
[0002]目前的电力线路采集器与输变电监控中心服务器的通信方式一种是采用有线方式，这种方式受环境影响较大，在铺设通信线路时比较麻烦，而且成本较高；还有部分采集器采用无线通信模块与输变电监控中心服务器进行数据上传，但当无线通信网络故障时，不能及时上报故障信号。而且，电力线路采集器与输变电监控中心服务器仅仅实现了故障的信号的上传，功能比较单一。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术存在的缺点，本发明的目的在于提供一种全线路电力设施故障及防盗报警系统，它功能强大，可靠性高，具有多种通信方式，能及时让工作人员得到故障信号。
[0004]为了解决上述问题，本发明采用以下技术方案:一种全线路电力设施故障及防盗报警系统，包括输变电监控中心服务器、输电主线路、支线路和若干终端采集器，其特征在于，它还包括故障提示终端和集中器，所述故障提示终端包括GSM短信模块和报警提示装置；所述终端采集器设置在每条支线路上的变压器输出端；所述终端采集器分别与集中器和故障提示终端通信连接；所述集中器与输变电监控中心服务器通信连接。
[0005]进一步的，所述终端采集器包括微控制器、存储器、显示装置、按键模块、扩展端口、通信模块、线路状态监测电路和供电电路，所述存储器包括工作状态存储器和远程下载存储器；所述显示装置、存储器、按键模块、扩展端口、通信模块和线路状态监测电路分别与微控制器连接；所述通信模块与外界通信连接；所述线路状态监测电路和供电电路的输入端分别与电力线连接；所述供电电路分别与通信模块、存储器和微控制器连接，为其提供工作电源。
[0006]优选的，所述显示装置包括电源状态指示灯、通信模块指示灯和通信模块信号强度指示灯。
[0007]进一步的，所述终端采集器的通信模块包括GSM/GPRS模块、SM卡、受话器和扬声器，所述SIM卡设置在GSM/GPRS模块的SM卡槽中，所述受话器和扬声器分别与GSM/GPRS模块连接；所述按键模块包括通话按键和自检按键。
[0008]进一步的，所述线路状态监测电路包括四个光电耦合器Uf U4，三个整流二极管，三个发光二极管，四个运算放大器Af A4，以及若干电阻和电容；所述光电耦合器UfU3的输入端阳极分别串接一个整流二极管和一个电阻后，分别与电力线的三条相线连接；光电耦合器U1?U3的输入端阴极并联后接到光电耦合器U4的输入端阳极，光电耦合器U4的阴极接电力线零线；所述光电耦合器U1?U3的输入端阴极分别串接一个电阻和一个发光二极管后连接在相应的电力线上；四个光电耦合器UfU4的输出端与由所述四个运算放大器Α1-Α4组成的运放电路连接。
[0009]进一步的，所述供电电路包括变压器、稳压芯片以及若干二极管、若干电容和若干电阻，电力线的三条相线输入端分别串接一个电阻，并在每一条相线与零线之间连接一瞬态二极管；变压器输入端的一个引脚连接电力线的零线，另一个引脚依次串联自恢复保险元件和熔丝保险管后与电力线相线中的任意一条连接，在变压器输入端的两个引脚之间连接一个瞬态二极管；变压器输出端与稳压芯片连接。
[0010]进一步的，所述终端采集器还包括自身防护监测装置，所述自身防护监测装置包括磁控开关、水银开关、微型摄像头和温度传感器，所述磁控开关包括设置在输变电线路报警监测终端上盖的磁体和设置在输变电线路报警监测终端内的磁控干簧管，所述磁控干簧管的两个引脚与所述微控制器的输入端引脚连接；所述微型摄像头、水银开关和温度传感器分别与所述微控制器连接。
[0011 ] 进一步的，所述终端采集器还包括备用电池接口，备用电池组通过备用电池接口与终端采集器连接。
[0012]进一步的，所述故障提示终端的报警提示装置包括显示屏、扬声器、受话器、爆闪灯和震动马达。
[0013]优选的，所述终端采集器通过GSM/CDMA网络与故障提示终端进行语音和/或短信通信连接；所述集中器通过GPRS/EDGE/CDMA网络与输变电监控中心服务器进行通信连接。
[0014]本发明的有益效果是:它通过在每一个输电支线路的变压器输出端设置终端采集器，可以得出每个支线路、支线路与支线路之间以及主线路的运行情况；通过集中器分区域对终端采集器进行管理，终端采集器的采集数据采用主动上报和被动巡检模式，使输电线路的运行情况有序上报到输变电监控中心服务器，实现了输电线路故障点的精确上报；它设有故障提示终端，在线路故障发生时，终端采集器通过短信发送给故障提示终端，故障提示终端进行警示，提示离故障点最近的工作人员，终端采集器还可以与故障提示终端进行语音通话。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明:
图1为本发明的原理结构图；
图2为本发明终端采集器原理结构图；
图3为本发明终端采集器的线路状态监测电路图；
图4为本发明终端采集器的供电电路图。
【具体实施方式】
[0016]如图1至图4所示，本发明的一实施例包括输变电监控中心服务器、输电主线路、支线路和若干终端采集器，图中的数字1-6表示六个终端采集器，该系统还包括故障提示终端和集中器，所述集中器使用电力抄表系统中的集中器，它具有数据采集处理和无线上传的功能，通过它的参数设置功能，在修改参数后直接使用；所述故障提示终端包括GSM短信模块和报警提示装置，报警提示装置包括显示屏、扬声器、受话器、爆闪灯和震动马达，故障提示终端可以做成手机大小，方便携带；所述终端采集器1-6分别设置在每条支线路上的变压器输出端；所述终端采集器通过GSM/CDMA网络与故障提示终端进行语音和/或短信通信连接；所述终端采集器通过GPRS/EDGE/CDMA网络与集中器进行数据传输，终端采集器还通过GSM/CDMA网络与集中器进行短信通信，所述集中器通过GPRS/EDGE/CDMA网络与输变电监控中心服务器进行通信连接，GPRS/EDGE/CDMA网络通过网关与有线宽带网络连接，实现集中器与监控中心服务器之间的通信。
[0017]如图2所示，所述终端采集器包括微控制器、存储器、显示装置、按键模块、扩展端口、通信模块、线路状态监测电路和供电电路，所述存储器包括工作状态存储器和远程下载存储器；所述显示装置、存储器、按键模块、扩展端口、通信模块和线路状态监测电路分别与微控制器连接；所述通信模块与外界通信连接；所述线路状态监测电路和供电电路的输入端分别与电力线连接；所述供电电路分别与通信模块、存储器和微控制器连接，为其提供工作电源。
[0018]优选的，所述显示装置包括电源状态指示灯、通信模块指示灯和通信模块信号强度指示灯。
[0019]进一步的，所述终端采集器的通信模块包括GSM/GPRS模块、SM卡、受话器和扬声器，所述SIM卡设置在GSM/GPRS模块的SM卡槽中，所述受话器和扬声器分别与GSM/GPRS模块连接；所述按键模块包括通话按键和自检按键，终端采集器和故障提示终端上分别设有受话器和扬声器，可以在他们之间实现话务通讯。
[0020]如图3所示，所述线路状态监测电路包括四个光电耦合器UfU4，三个整流二极管DW1?DW3，三个发光二极管DWL1?DWL3，四个运算放大器Af A4，以及若干电阻和电容；所述光电耦合器Ul的输入端阳极串接整流二极管DWl和电阻RW4后，与电力线的相线PWA连接，光电耦合器U2的输入端阳极串接整流二极管DW2和电阻RW5后，与电力线的相线PWB连接，光电耦合器U3的输入端阳极串接整流二极管DW3和电阻RW6后，与电力线的相线PWC连接；光电耦合器U1?U3的输入端阴极并联后接到光电耦合器U4的输入端阳极，光电耦合器U4的阴极接电力线零线PWO ;所述光电耦合器Ul的输入端阴极串接电阻RW7和发光二极管DWL1，发光二极管DWLl的阴极接在整流二极管DWl的阳极端，光电耦合器U2的输入端阴极串接电阻RW8和发光二极管DWL2，发光二极管DWL2的阴极接在整流二极管DW2的阳极端，光电耦合器U3的输入端阴极串接电阻RW9和发光二极管DWL3，发光二极管DWL3的阴极接在整流二极管DW3的阳极端；这样，就形成了三条相线PWA?PWC对零线PWO的回路，当三条相线有电时，光电耦合器的付边会有导通回路形成，而当有相线开路时，对应的光电耦合器的输入端断电，使其付边形成开路，由此检测相线的开路状态；而当零线PWO断开时，则相当于图3上的O端断开，则使图3中的A、B、C三个回路的阴极呈开路状态，但是三条相线的电阻RW7?RW9与三个LED发光二极管DWL1?DWL3又构成了三条相线的星型连接，最终结果是O端开路，A、B、C端构成星型连接，使三个光电耦合器Uf U3互为回路，由此检测出零线PWO开路。
[0021]四个光电耦合器UfU4的输出端与由所述四个运算放大器Af A4组成的运放电路连接，通过运放电路把检测信息发送给微控制器，此处的运放电路属于典型电路，普通技术人员很容易理解，在这里就不再赘述。
[0022]如图4所示，所述供电电路包括变压器Tl、稳压芯片U5以及若干二极管、若干电容和若干电阻，稳压芯片U5采用SPX5205芯片，电力线的三条相线输入端PWA、PffB和PWC分别串接一个电阻RW1、RW2和RW3，并在相线PWA与零线PWO之间连接一瞬态二极管DVWl，在相线PWB与零线PWO之间连接一瞬态二极管DVW2，在相线PWC与零线PWO之间连接一瞬态二极管DVW3 ;变压器Tl输入端的一个引脚连接电力线的零线PW0，另一个引脚依次串联自恢复保险元件FSl和熔丝保险管FS2后与电力线相线中的任意一条连接(此处接相线PWA)，其中FS2的作用是防止浪涌，当输变电线路报警监测终端的系统电路有过流时，首先会在FSl端产生效果，瞬时使其电阻值达到几百兆欧姆的量级，阻断电流使电路得以安全，而在浪涌产生时会使DVW4瞬态二极管在纳秒级的时间对零线PWO短路，瞬时烧毁FS2熔丝保险管。在变压器Tl输入端的两个引脚之间连接一个瞬态二极管DVW4 ;变压器Tl输出端与稳压芯片U5连接。三相四线电力线由插头JBTl引入，三条相线由RW1?RW3做限流保护，并通过DVWf DVW3这三个瞬态二极管对零线PWO做防雷击和浪涌的泄放保护，当有大电流冲击相线时，瞬态二极管会在纳秒级的时间对零线PWO短路，瞬时会烧毁限流电阻RW1、RW2或RW3，由此保护后级电路的安全。
[0023]所述终端采集器还包括自身防护监测装置，所述自身防护监测装置包括磁控开关、水银开关、微型摄像头和温度传感器，所述磁控开关包括设置在输变电线路报警监测终端上盖的磁体和设置在输变电线路报警监测终端内的磁控干簧管，所述磁控干簧管的两个引脚与所述微控制器的输入端引脚连接；所述微型摄像头、水银开关和温度传感器分别与所述微控制器连接。
[0024]为了保证终端采集器的不间断运行，终端采集器还包括备用电池接口，备用电池组通过备用电池接口与终端采集器连接，这样，即使在供电电路断电情况下也能保证其正
常工作。
[0025]本发明的工作原理是:假设在图1中的输电主线路上有六条分支，其引出节点分别为A、B、C、D、E和F，如果在AB之间发生b相线的截断，那么A节点台变Tl下的终端采集器I检测线路状态正常，B节点之后的5个终端采集器均出现b相缺陷故障，上报输变电监控中心服务器的应该是除A节点之外的终端采集器均有b相缺相故障的报告，从而得出AB节点之间的线路出现截断事故或发生盗割警情，其他情况也以此类推。如果发生主干线路节点至变压器之间的截断情况，只有该节点下的终端采集器会上报缺相故障，其他终端采集器均正常工作。
[0026]该系统的工作方式包括巡检和主动报警两种模式，巡检过程是集中器对终端采集器发起的在线工作状态检测过程，集中器通过拨号方式拨叫终端采集器号码，终端采集器检测到号码后，启动GPRS上网方式将线路状态数据发送给集中器，集中器定时把数据发送给输变电监控中心服务器；主动报警过程是终端采集器主动上报故障信号的方式，当线路发生故障时，终端采集器连接集中器的IP，连接成功后，发送报警数据，如果登录集中器的IP不成功，则终端采集器将固定格式的短信发送给集中器，集中器再向输变电监控中心服务器发送故障信号，在线路故障的同时，终端采集器向故障提示终端发送短信，同时，故障提示终端的爆闪灯、扬声器和震动马达开始工作，提示工作人员。
【权利要求】
1.一种全线路电力设施故障及防盗报警系统，包括输变电监控中心服务器、输电主线路、支线路和若干终端采集器，其特征在于，它还包括故障提示终端和集中器，所述故障提示终端包括GSM短信模块和报警提示装置；所述终端采集器设置在每条支线路上的变压器输出端；所述终端采集器分别与集中器和故障提示终端通信连接；所述集中器与输变电监控中心服务器通信连接。
2.根据权利要求1所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述终端采集器包括微控制器、存储器、显示装置、按键模块、扩展端口、通信模块、线路状态监测电路和供电电路，所述存储器包括工作状态存储器和远程下载存储器；所述显示装置、存储器、按键模块、扩展端口、通信模块和线路状态监测电路分别与微控制器连接；所述通信模块与外界通信连接；所述线路状态监测电路和供电电路的输入端分别与电力线连接；所述供电电路分别与通信模块、存储器和微控制器连接，为其提供工作电源。
3.根据权利要求2所述的输变电线路报警监测终端，其特征在于，所述显示装置包括电源状态指示灯、通信模块指示灯和通信模块信号强度指示灯。
4.根据权利要求2所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述终端采集器的通信模块包括GSM/GPRS模块、SM卡、受话器和扬声器，所述SM卡设置在GSM/GPRS模块的SM卡槽中 ，所述受话器和扬声器分别与GSM/GPRS模块连接；所述按键模块包括通话按键和自检按键。
5.根据权利要求2所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述线路状态监测电路包括四个光电耦合器Uf U4，三个整流二极管，三个发光二极管，四个运算放大器AfA4，以及若干电阻和电容；所述光电耦合器UfU3的输入端阳极分别串接一个整流二极管和一个电阻后，分别与电力线的三条相线连接；光电耦合器UfU3的输入端阴极并联后接到光电耦合器U4的输入端阳极，光电耦合器U4的阴极接电力线零线；所述光电耦合器UfU3的输入端阴极分别串接一个电阻和一个发光二极管后连接在相应的电力线上；四个光电耦合器UfU4的输出端与由所述四个运算放大器Af A4组成的运放电路连接。
6.根据权利要求2所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述供电电路包括变压器、稳压芯片以及若干二极管、若干电容和若干电阻，电力线的三条相线输入端分别串接一个电阻，并在每一条相线与零线之间连接一瞬态二极管；变压器输入端的一个引脚连接电力线的零线，另一个引脚依次串联自恢复保险元件和熔丝保险管后与电力线相线中的任意一条连接，在变压器输入端的两个引脚之间连接一个瞬态二极管；变压器输出端与稳压芯片连接。
7.根据权利要求2-6任一项所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述终端采集器还包括自身防护监测装置，所述自身防护监测装置包括磁控开关、水银开关、微型摄像头和温度传感器，所述磁控开关包括设置在输变电线路报警监测终端上盖的磁体和设置在输变电线路报警监测终端内的磁控干簧管，所述磁控干簧管的两个引脚与所述微控制器的输入端引脚连接；所述微型摄像头、水银开关和温度传感器分别与所述微控制器连接。
8.根据权利要求2-6任一项所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述终端采集器还包括备用电池接口，备用电池组通过备用电池接口与终端采集器连接。
9.根据权利要求1所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述故障提示终端的报警提示装置包括显示屏、扬声器、受话器、爆闪灯和震动马达。
10.根据权利要求1所述的全线路电力设施故障及防盗报警系统，其特征在于，所述终端采集器通过GSM/C DMA网络与故障提示终端进行语音和/或短信通信连接；所述集中器通过GPRS/EDGE/CDMA网络与输变电监控中心服务器进行通信连接。
【文档编号】G08B25/00GK103794034SQ201410078989
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2014年3月6日 优先权日:2014年3月6日
【发明者】肖孟国 申请人:肖孟国, 邓军