專利名稱：基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)
技術領域：
本實用新型涉及一種饋線故障定位系統(tǒng)，特別是一種基于無線通信配電網饋線故
障定位系統(tǒng)。背景技術：
當前，10KV城市及農村配網架空線路和電纜系統(tǒng)故障比較多，尤其是接地故障，由 于其隱性特性，很難查找。各供電公司大多通過對配電線路配置大量的故障指示器來縮小 故障查找的范圍，提高查找故障的效率。故障指示器分段定位存在缺陷故障指示器無法實 現(xiàn)故障信息上傳，不具備故障自動定位功能，一旦線路出現(xiàn)故障，需要人工沿線查找。而利 用配網自動化系統(tǒng)能夠實現(xiàn)故障的自動定位，但成本太大，難以推廣。因此，利用簡單、成本 低廉的通信手段將故障指示器所采集到的故障信息上傳到自動化主站系統(tǒng)，實現(xiàn)故障區(qū)段 的自動定位是十分必要的。
實用新型內容
本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種能夠實現(xiàn)快速、準確地檢測線路狀 態(tài)，并將所采集到的狀態(tài)信息發(fā)送回監(jiān)控中心，供實時數(shù)據分析、檢索和查詢使用的基于無 線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)。 本實用新型是通過以下技術方案解決上述技術問題的一種基于無線通信的配電 網饋線故障定位系統(tǒng)，包括檢測終端、信號傳輸終端、數(shù)據集中器和監(jiān)控計算機，檢測終端 與信號傳輸終端之間以及信號傳輸終端與數(shù)據集中器之間無線連接，數(shù)據集中器和監(jiān)控計 算機之間無線連接。 所述檢測終端包括檢測電路、MCU、觸發(fā)電路、無線射頻收發(fā)模塊、電源，所述電源 同時連接到檢測電路、MCU、觸發(fā)電路，以及無線射頻收發(fā)模塊，所述檢測電路連接到觸發(fā)電 路，所述的觸發(fā)電路以及無線射頻收發(fā)模塊連接到MCU。 所述檢測終端的電源采用電池供電。 所述信號傳輸終端包括無線射頻收發(fā)模塊、MCU、 ZigBee RF芯片，以及電源，所 述電源連接到無線射頻收發(fā)模塊、MCU，以及ZigBee RF芯片，所述無線射頻收發(fā)模塊以及 ZigBee RF芯片均連接到MCU。 所述信號傳輸終端的電源采用太陽能供電。 所述數(shù)據集中器包括ZigBee RF芯片、MCU、GPRS模塊，以及電源，所述電源連接到 ZigBee RF芯片、MCU、 GPRS模塊，所述ZigBee RF芯片以及GPRS模塊均連接到MCU。 所述數(shù)據集中器的電源采用太陽能供電。 本實用新型基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)的優(yōu)點在于實現(xiàn)快速、準 確地檢測線路狀態(tài)，并將所采集到的狀態(tài)信息發(fā)送回監(jiān)控中心，供實時數(shù)據分析、檢索和查 詢使用；當發(fā)生故障時，故障位置、故障線路能在人機界面上準確標識出，減輕工作人員勞 動強度，提高定位效率，為線路安全性能提供科學有效的依據，為電力的輸送及減人增效提供條件。
下面參照附圖結合實施例對本實用新型作進一步的描述。 圖1為本實用新型配電網饋線故障定位系統(tǒng)組成結構圖。 圖2為本實用新型檢測終端硬件結構圖。 圖3為本實用新型信號傳輸終端硬件結構圖。 圖4為本實用新型數(shù)據集中器硬件結構圖。
具體實施方式
請參閱圖l，本實用新型基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)包括檢測終端 1、信號傳輸終端2、數(shù)據集中器3和監(jiān)控計算機4。所述監(jiān)控計算機4中安裝有遠程監(jiān)控與 管理軟件。檢測終端1與信號傳輸終端2之間以及信號傳輸終端2與數(shù)據集中器3通過短 距離無線網絡連接。數(shù)據集中器3和監(jiān)控計算機4之間通過GPRS無線連接。 所述檢測終端1掛裝于線路上，請參閱圖2所示，所述檢測終端1包括檢測電路 12、MCU(微控制器)14、觸發(fā)電路15、無線射頻收發(fā)模塊16、電源17。該檢測終端1的作用 是將檢測到的上電、斷電、接地、短路信號通過短距離無線射頻收發(fā)模塊16傳輸?shù)叫盘杺?輸終端2。檢測終端1每三個一組，可直接帶電安裝和拆卸。電源17同時連接到檢測電路 12、MCU 14、觸發(fā)電路15，以及無線射頻收發(fā)模塊16，所述檢測電路12連接到觸發(fā)電路15， 所述觸發(fā)電路15以及無線射頻收發(fā)模塊16連接到MCU 14。 檢測終端1正常情況下處于休眠狀態(tài)，當線路狀態(tài)發(fā)生變化時，通過檢測電路12 檢測到上電，斷電，短路和接地信息時，通過觸發(fā)電路15將MCU14喚醒，MCU 14被喚醒后對 變位信息進行處理，當確定為線路狀態(tài)發(fā)生變化后，啟動無線射頻收發(fā)模塊16，無線射頻收 發(fā)模塊16內的頻率調制器將信息以數(shù)據包的形式發(fā)送出去，信號傳輸終端2的無線射頻收 發(fā)模塊在收到數(shù)據后將返回一個"收到"信號，檢測終端1接收到這個信號后，恢復為休眠 狀態(tài)。 信號傳輸終端2同檢測終端1安裝于同一電桿上。功能是將收到三相線路狀態(tài)信 息簡單處理后，通過無線網絡傳輸?shù)綌?shù)據集中器3。請參閱圖3所示，所述信號傳輸終端2 包括無線射頻收發(fā)模塊22、MCU 24、ZigBee RF(ZigBee射頻)芯片26，以及電源28。所述 電源28連接到無線射頻收發(fā)模塊22、MCU24，以及ZigBee RF芯片26，所述無線射頻收發(fā)模 塊22以及ZigBee RF芯片26均連接到MCU 24。 信號傳輸終端2通過無線射頻收發(fā)模塊22接收檢測終端1發(fā)送過來的信號，傳送 到MCU 24，經簡單分析處理后，通過ZigBee RF芯片26將信息發(fā)送到數(shù)據集中器3。 請參閱圖3所示，所述數(shù)據集中器3包括ZigBee RF芯片32、MCU 34、GPRS模塊36， 以及電源38。所述電源38連接到ZigBee RF芯片32、 MCU 34、 GPRS模塊36，所述ZigBee RF芯片32以及GPRS模塊36均連接到MCU 34。所述數(shù)據集中器3通過ZigBee RF芯片32 接收信號傳輸終端2傳輸?shù)臓顟B(tài)信息，并將各個狀態(tài)信息匯總后，通過GPRS模塊36傳送到 監(jiān)控計算機4。 監(jiān)控管理系統(tǒng)軟件安裝在監(jiān)控計算機4上，從功能上講，它通過GPRS模塊接收數(shù)據集中器3傳輸?shù)臄?shù)據，監(jiān)控計算機4將接收到的數(shù)據進行分析處理。當存在故障信息時， 啟動拓撲分析以及故障定位，在圖表上顯示故障站名，線路名稱，報警時間，并在線路圖上 閃爍，發(fā)出聲音提示報警，同時用短信通知值班人員?；趧討B(tài)拓撲分析的故障定位改進矩 陣算法可及時準確地確定故障區(qū)段。圖形具有組態(tài)功能，可根據實際線路變化對圖形進行 修改。系統(tǒng)還支持分布式數(shù)據庫，可查尋歷史記錄。 檢測終端1和信號傳輸終端2之間通過433MHz短距離無線方式進行通信。信號 傳輸終端2和數(shù)據集中器3之間采用基于IEEE 802. 15. 4標準的ZigBee無線通信方式，網 架結構采用Mesh架構。通信采用免費的2. 4GHz信道，將多個節(jié)點信息集中于個域網的中 心協(xié)調器，通過協(xié)調器節(jié)點控制所有的監(jiān)測節(jié)點。ZigBee協(xié)議支持自組網，能夠方便靈活地 加入或撤銷監(jiān)測節(jié)點。 ZigBee協(xié)議規(guī)定，Mesh網絡由協(xié)調器節(jié)點、路由器節(jié)點和終端節(jié)點組成。協(xié)調器 和路由器的任務是發(fā)送和路由數(shù)據，不可休眠；終端不路由數(shù)據，不發(fā)送數(shù)據時可以休眠； 協(xié)調器同時是網絡的發(fā)起和組織者，并對網絡進行維護。 信號傳輸終端2配置成路由器，這樣信號傳輸終端2就可以互為中繼，為其他信號 傳輸終端2路由數(shù)據；數(shù)據集中器3配置為協(xié)調器，負責建立和維護網絡。 數(shù)據集中器3與監(jiān)控計算機4的通信使用的是GPRS方式，采用標準的電力系統(tǒng)通 信協(xié)議，不需要另外鋪設通信線路，就可以非常方便地獲取現(xiàn)地信息。 由于大部分時間檢測終端1的MCU 14處于休眠狀態(tài)，因此在硬件設計上電源17 采用低功耗設計、電池供電方式。 所述信號傳輸終端2的電源28利用太陽能供電模式。在晴朗的白天，太陽能電池 板為其提供充足的電量，同時對蓄電池進行充電。在夜晚和陰天時，信號傳輸終端2就由蓄 電池進行充電。將ZigBee RF芯片26配置為路由器模式。 在通信程序設計上，根據A0DV (按需距離矢量)協(xié)議計算路由信息，不僅能夠快速 獲取最優(yōu)的路由信息，當網絡中的非協(xié)調器節(jié)點出現(xiàn)故障，能夠重新計算路由，將數(shù)據包快 速送達指定地址。 所述數(shù)據集中器3的供電方式與信號傳輸終端2相同，采用太陽能供電模式。MCU 34采用32位的RCM5700模塊作為控制核心，并且將ZigBee RF芯片32配置為協(xié)調器模式。
權利要求一種基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，其特征在于包括檢測終端、信號傳輸終端、數(shù)據集中器和監(jiān)控計算機，檢測終端與信號傳輸終端之間以及信號傳輸終端與數(shù)據集中器之間通過短距離無線網絡連接，數(shù)據集中器和監(jiān)控計算機之間通過GPRS無線連接。
2. 如權利要求1所述的基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，其特征在于所述檢測終端包括檢測電路、MCU、觸發(fā)電路、無線射頻收發(fā)模塊、電源，所述電源同時連接到檢 測電路、MCU、觸發(fā)電路，以及無線射頻收發(fā)模塊，所述檢測電路 連接到觸發(fā)電路，所述觸發(fā) 電路以及無線射頻收發(fā)模塊連接到MCU。
3. 如權利要求2所述的基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，其特征在于所述 檢測終端的電源采用電池供電。
4. 如權利要求1或2所述的基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，其特征在于 所述信號傳輸終端包括無線射頻收發(fā)模塊、MCU、 ZigBee RF芯片，以及電源，所述電源連接 到無線射頻收發(fā)模塊、MCU，以及ZigBee RF芯片，所述無線射頻收發(fā)模塊以及ZigBee RF芯 片均連接到MCU。
5. 如權利要求4所述的基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，其特征在于所述 信號傳輸終端的電源采用太陽能供電。
6. 如權利要求4所述的基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，其特征在于所述 數(shù)據集中器包括ZigBee RF芯片、MCU、GPRS模塊，以及電源，所述電源連接到ZigBee RF芯 片、MCU、 GPRS模塊，所述ZigBee RF芯片以及GPRS模塊均連接到MCU。
7. 如權利要求6所述的基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，其特征在于所述 數(shù)據集中器的電源采用太陽能供電。
專利摘要一種基于無線通信的配電網饋線故障定位系統(tǒng)，包括檢測終端、信號傳輸終端、數(shù)據集中器和監(jiān)控計算機。檢測終端和信號傳輸終端之間通過433MHz短距離無線通信，信號傳輸終端和數(shù)據集中器之間采用2.4GHz基于IEEE 802.15.4標準的Zig Bee無線通信，數(shù)據集中器與監(jiān)控計算機使用GPRS無線通信。本實用新型的優(yōu)勢在于實現(xiàn)網絡化的非接觸式數(shù)據傳輸，不需要布線，具有更強的環(huán)境適用能力和更高的性價比，通過實時檢測線路狀態(tài)變化，當線路發(fā)生故障時，準確進行故障定位，引導工作人員迅速準確找到故障點，提高工作效率、減輕工作人員勞動強度，對供電可靠性的提高將起到重要的作用。
文檔編號G08C17/02GK201535811SQ200920183169
公開日2010年7月28日 申請日期2009年9月30日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者楊耿杰, 賴安定, 郭謀發(fā), 高偉 申請人:泉州科力電氣有限公司