一种配电网终端自动化感知设备及其控制方法与流程

1.本发明涉及配电网终端设备技术领域，尤其涉及一种配电网终端自动化感知设备及其控制方法。


背景技术：

2.现代电力系统由发电、输电、变电、配电及用户组成，我国的电力工业长期以来一直存在“重发、轻供、不管用”的不良现象，一贯比较重视发电、输电设施的建设，目前国内对高压输电网已经能够做到故障点的精确定位，而相对忽视了配电系统的投资和改造，造成供电可靠性低、电能质量差、用户意见大的不利局面，配电环节已成为我国电力企业进一步发展的瓶颈问题。
3.配电网是整个电力系统的末端，直接面向终端用户，随着经济的迅猛发展，用电负荷的大量增加，对供电可靠性和供电质量提出了越来越高的要求。配电网发生故障后，应能及时准确地定位故障地点，从而迅速隔离故障区域并恢复全区域供电，尽可能的减少因事故停电对社会经济和群众生活造成的影响与损失。
4.当配电网线路出现故障时，无法及时的进行故障隔离，会进一步导致经济损失扩大，使得用户用电收到极大的干扰。
5.例如，中国专利cn202010426153.8公开了一种配电网故障诊断系统及方法。设置多个边缘节点和对应连接的配电终端，由边缘节点判定负责区域配电网的运行状态。当确定配电网存在故障时，将故障信息发送至中心云节点，由中心云节点根据各区域的边缘节点发送的故障信息和gis系统再次进行判断，并在判断确实存在故障时，将故障信息发送至应用终端；其解决了故障的监测问题，但是对于故障的隔离没有进行有效应对，无法有效降低配电网的故障造成的经济损失。


技术实现要素：

6.本发明主要解决现有的技术中配电网终端感知设备无法做到故障隔离的问题；提供一种配电网终端自动化感知设备及其控制方法。
7.本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种配电网终端自动化感知设备，包括线路故障指示器，安装在配网线路上，用于线路故障检测，与处理模块连接；开关状态监测模块，用于检测开关设备的状态信息，与处理模块连接；处理模块，获取线路故障指示器和开关状态监测模块传递的信息，进行报文调制后传递给主站，接收主站的遥控指令并根据遥控指令控制开关设备的开关状态；通讯模块，用于线路故障指示器、开关状态监测模块与处理模块之间的信息传递以及处理模块与主站之间的信息传递。通过设置线路故障指示器对配电网线路进行故障检测，基于故障位置进行故障区间判断，结合开关状态监测模块监测的断路器、继电器以及变压器信息，判断开关设备是否处于正常工作状态，处理模块将故障信息上传，也根据可以故障的紧急性做出应急处理，优先控制开关设备，将故障区间进行隔离，防止故障区间影响正常供电区间，降低故障造成的损失，提高电
网用户的用电质量。
8.作为优选，还包括安装箱，所述处理模块安装在安装箱内，所述安装箱上设置有避雷针，所述安装箱的表面设置有防水层，所述安装箱内部设置有温度传感器，所述温度传感器用于检测温度信息，所述温度传感器与处理模块连接。设置安装箱对处理模块进行有效保护。
9.作为优选，还包括供电单元，所述供电单元包括太阳能供电板、锂电池、切换开关和光照强度传感器，所述安装箱上设置有安装槽，所述安装槽的底部设置有活动板，所述活动板的下端连接液压缸，所述液压缸的控制端与处理模块连接，所述太阳能供电板固定安装在活动板上，所述安装槽的上端侧壁设置有滑槽和收纳腔，封闭板滑动卡接在滑槽内，封闭板通过弹簧与收纳腔的底部连接，所述弹簧通过电子开关与锂电池连接，所述电子开关的控制端与处理模块连接，弹簧处于自然状态时所述封闭板将安装槽密封，弹簧通电收缩时所述封闭板沿滑槽滑动进入收纳腔内使所述活动板在液压缸的推动下活动进出安装槽，所述光照强度传感器用于检测光照信息，所述光照强度传感器与处理模块连接，所述太阳能供电板以及锂电池通过切换开关为处理模块供电。设置封闭板，防止太阳能供电板在下雨时淋雨，延长太阳能供电板的使用寿命，通过液压缸提升和调整太阳能供电板的朝向，使得太阳能供电板更好的吸收光照，提高太阳能供电板的供电能力，设置切换模块，在光照强度传感器检测到光照强度过低导致太阳能发电板产生的电量无法满足供电时切换锂电池供电，保证处理模块实时处于工作状态，防止故障无法及时被发现。
10.作为优选，所述的封闭板的上端设置有吸水层，在吸水层的下端设置有加热板。防止水进入安装箱内部，提高安全性。
11.作为优选，还包括报警模块，所述报警模块与处理模块连接。
12.作为优选，所述的通讯模块包括光纤通信、无线通信和短信模块。
13.作为优选，所述的线路故障指示器包括固定式线路故障指示器和移动式线路状态监测装置。
14.作为优选，所述的开关状态监测模块包括断路器状态监测模块、继电器状态监测模块和变压器状态监测模块。
15.本发明还提供一种一种配电网终端自动化感知设备的控制方法，包括以下步骤：获取线路故障指示器检测的线路故障信息；获取开关状态监测模块监测的开关状态信息；基于线路信息故障信息判断故障区间，进行故障位置以及故障性质判断；基于故障位置以及故障性质对开关状态进行控制，实现配网故障隔离。
16.本发明的有益效果是：通过设置线路故障指示器对配电网线路进行故障检测，基于故障位置进行故障区间判断，结合开关状态监测模块监测的断路器、继电器以及变压器信息，判断开关设备是否处于正常工作状态，处理模块将故障信息上传，也根据可以故障的紧急性做出应急处理，优先控制开关设备，将故障区间进行隔离，防止故障区间影响正常供电区间，降低故障造成的损失，提高电网用户的用电质量。
附图说明
17.图1是本发明的结构连接框图。
18.图中1、线路故障指示器，2、开关状态监测模块，3、光纤通信，4、处理模块，5、无线
通信，6、主站。
具体实施方式
19.以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
20.需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本发明的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本发明。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。
21.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
22.再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。应当进一步理解，此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“a、b或c”或者“a、b和/或c”意味着“以下任一个：a；b；c；a和b；a和c；b和c；a、b和c”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。
23.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，通过下述实施例并结合附图，对本发明实施例中的技术方案的进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定发明。
24.实施例：一种配电网终端自动化感知设备，如图1所示，包括线路故障指示器1、开关状态监测模2块、处理模块4和通讯模块，线路故障指示器安装在配网线路上，用于线路故障检测，与处理模块连接，开关状态监测模块安装在开关设备上，用于检测开关设备的状态信息，与处理模块连接，处理模块获取线路故障指示器和开关状态监测模块传递的信息，进行报文调制后传递给主站6，接收主站的遥控指令并根据遥控指令控制开关设备的开关状态，实现故障区间隔离；通讯模块包括光纤通信3、无线通信5和短信模块，线路故障指示器
和开关状态监测模块通过光纤通信与处理模块进行信息传递，处理模块与主站之间通过无线通信进行信息传递。
25.本实施例中，还设置有安装箱，处理模块安装在安装箱内，安装箱上设置有避雷针，安装箱的表面设置有防水层，安装箱内部设置有温度传感器，温度传感器用于检测温度信息，温度传感器与处理模块连接。
26.供电单元包括太阳能供电板、锂电池、切换开关和光照强度传感器，安装箱上设置有安装槽，安装槽的底部设置有活动板，活动板的下端连接液压缸，液压缸的控制端与处理模块连接，太阳能供电板固定安装在活动板上，安装槽的上端侧壁设置有滑槽和收纳腔，封闭板滑动卡接在滑槽内，封闭板通过弹簧与收纳腔的底部连接，弹簧通过电子开关与锂电池连接，电子开关的控制端与处理模块连接，弹簧处于自然状态时封闭板将安装槽密封，弹簧通电收缩时封闭板沿滑槽滑动进入收纳腔内使活动板在液压缸的推动下活动进出安装槽，光照强度传感器用于检测光照信息，光照强度传感器与处理模块连接，太阳能供电板以及锂电池通过切换开关为处理模块供电，封闭板的上端设置有吸水层，在吸水层的下端设置有加热板。设置封闭板，防止太阳能供电板在下雨时淋雨，延长太阳能供电板的使用寿命，通过液压缸提升和调整太阳能供电板的朝向，使得太阳能供电板更好的吸收光照，提高太阳能供电板的供电能力，设置切换模块，在光照强度传感器检测到光照强度过低导致太阳能发电板产生的电量无法满足供电时切换锂电池供电，保证处理模块实时处于工作状态，防止故障无法及时被发现。其工作原理为：光照强度传感器检测光照强度并传递给处理模块，当光照强度达到设定阈值时，处理模块控制弹簧通电，弹簧收缩拉动封闭板，封闭板沿滑槽滑动完全进入收纳腔，此时，活动板可活动进出安装槽，处理模块控制液压缸工作，使活动板上升突出安装箱的表面，在活动板与液压缸的连接处设置有通过电机控制的转轴，通过角度传感器检测转轴转动角度检测并传递给处理模块，转动转轴使太阳能发电板朝向光照强的一侧，使得太阳能发电板更好的发电，太阳能发电板位置固定后，控制切换开关，转换为太阳能发电板供电，当光照强度传感器检测到光照强度太低时，控制转轴转动，当转轴转动角度超过阈值时，控制转轴转动使活动板与安装箱表面平行，并控制液压缸工作，使得活动板复位，弹簧断电，封闭板复位，控制切换开关转换为锂电池供电。合理利用新能源进行终端设备工作，减少碳排放，减少环境污染，降低供电成本。
27.在安装箱上设置报警用的声光报警装置，包括led灯和蜂鸣器，同时，还包括报警信息，报警信息设置有红色三角标志，将报警信息发送给主站，主站根据三角标志能快速识别报警信息，led灯和蜂鸣器与处理模块连接，报警信息作为处理模块的程序记载在处理模块当中。
28.短信模块用于通知故障区间对应的用户以及相应的技术人员进行故障维修，短信内容包括故障发生时间、故障发生地点、故障维修进度以及预计故障维修完成时间，提高用户的用电体验，无线通信为4g、5g、蓝牙、wifi中的一种或多种配合，保证数据能稳定、及时、安全的送到主站。
29.线路故障指示器包括固定式线路故障指示器和移动式线路状态监测装置，其中，固定式线路故障指示器壳体、电流互感器、动作弹簧、导轨、滑块、高压指示装置和低压指示装置，壳体安装在并网线路上，滑块通过安装在壳体底部的导轨与壳体滑动连接，滑块的两侧设置有高压安全腔和低压安全腔，高压安全腔和低压安全腔靠近滑块的一侧均设置有与
导轨滑动连接的指示板，高压指示装置安装在高压安全腔内，低压指示装置安装在低压安全腔内，电流互感器用于采集并网线路上的电流，动作弹簧的一端与电流互感器连接，动作弹簧的另一端与滑块连接，高压指示装置和低压指示装置均包括液位计、导液管和柔性球，高压安全腔和低压安全腔内均设置有隔板，柔性球安装在隔板上，与指示板抵接，液位计安装在隔板另一侧，隔板开有通孔，导液管的一端与液位计连接，导液管的另一端穿过通孔与柔性球连接；弹簧具有通电压缩的性质，在安装弹簧时，根据安装位置的常用电流大小，对弹簧进行预压缩，电网电压波动电压增大时，电流互感器采集的电流增大，动作弹簧进行进一步收缩，压缩高压安装腔内的高压指示装置，电网电压波动电压减小时，电流互感器采集的电流变小，动作弹簧进行一定程度的回复，挤压低压安装腔内的低压指示装置，柔性球被挤压后，柔性球内压强变大，通过导液管挤压液体，液位计显示的液位高度产生变化，电压波动平复后，动作弹簧复位，指示板复位，柔性球慢慢回复，液位计显示的液位回到原位，柔性球中也可以填充与液位计相同的液体，液位计可以采用电子液位计或增加摄像头进行液位读取，通过光纤通信将数据传递给处理模块。
30.移动式线路状态监测装置包括套筒、滑轮、图像拍摄装置、工型杆和帆布，套筒套在电缆上，套筒开有通孔，滑轮安装在通孔内，滑轮的底部与电缆滑动连接，工型杆安装在套筒上端，帆布设置在工型杆上，图像拍摄装置安装在工型杆上端，用于拍摄电缆表面图片，图像拍摄装置与处理模块连接。
31.开关状态监测模块包括断路器状态监测模块、继电器状态监测模块和变压器状态监测模块，其中，断路器状态监测模块为声音监测装置、图像监测装置或光电监测装置中的一种或多种结合，继电器状态监测模块和变压器状态监测模块均为电流检测单元和电压检测单元。
32.本发明还提供一种一种配电网终端自动化感知设备的控制方法，包括以下步骤：s1：获取线路故障指示器检测的线路故障信息；s2：获取开关状态监测模块监测的开关状态信息；s3：基于线路信息故障信息判断故障区间，进行故障位置以及故障性质判断；其故障定位基于固定式线路故障指示器检测到的故障位置，本采用现有的故障位置硕源定位方法进行故障定位，故障性质包括瞬时故障、可维修故障以及永久性故障；s4：基于故障位置以及故障性质对开关状态进行控制，实现配网故障隔离。
33.本发明通过设置线路故障指示器对配电网线路进行故障检测，基于故障位置进行故障区间判断，结合开关状态监测模块监测的断路器、继电器以及变压器信息，判断开关设备是否处于正常工作状态，处理模块将故障信息上传，也根据可以故障的紧急性做出应急处理，优先控制开关设备，将故障区间进行隔离，防止故障区间影响正常供电区间，降低故障造成的损失，提高电网用户的用电质量。
34.以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。