一種基于can總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，包括傳感器、系統(tǒng)從站、控制主站、CAN總線；在每根電線桿及節(jié)點處均布置傳感器，傳感器與控制從站相連，各控制從站之間與CAN總線相連。傳感器自動判斷線路運行狀態(tài)，并準(zhǔn)確定位故障地點，并通過CAN總線將檢測信號傳給控制主站；由控制主站監(jiān)控整個電網(wǎng)的高壓電線。本發(fā)明的故障檢測系統(tǒng)具有很強的錯誤檢測能力，通信距離遠，因此適合用于高壓電線等干擾較強的場合，且節(jié)省時間，方便工作。
【專利說明】—種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力高壓線和電子控制領(lǐng)域，是一種新型的電力故障檢測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，用電量大大增加，高壓電線遍布各地，高壓線的線路路由相對復(fù)雜，地理環(huán)境相對惡劣，同時存在樹害、鳥害、風(fēng)害等等影響線路安全運行的問題，高壓線路一旦發(fā)生故障，其下行變壓器會停止向用戶供電，這種故障會造成相應(yīng)變壓器臺區(qū)下屬用戶停電導(dǎo)致工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的損失，對群眾的日常生活造成嚴(yán)重影響。傳統(tǒng)的解決方法就是，采用一種線路故障指示器安裝在線路上。在線路故障發(fā)生時，由循線人員以人工巡邏方式目測故障線路尋找故障發(fā)生點，人工巡檢不能夠做到及時的準(zhǔn)確的故障定位，同時如果是線路搭地故障，故障點還存在跨步觸電的危險。而且如果人工處理，會消耗大量時間及人力，不利于快速及時節(jié)省時間處理相關(guān)故障。
[0003]CAN總線技術(shù)采用差分信號傳輸，有很強的錯誤檢測能力，通信距離遠，因此適合用于高壓電線等干擾較強的場合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明采用技術(shù)方案是:一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，包括傳感器、系統(tǒng)從站、控制主站、CAN總線；所述傳感器的輸出端連接系統(tǒng)從站的輸入端；系統(tǒng)從站的輸出端連接CAN總線；所述CAN總線連接控制主站；所述傳感器設(shè)置在每根電線桿及節(jié)點處。
[0006]所述傳感器包括電壓傳感器、電流傳感器、電場傳感器、磁場傳感器和溫度傳感器。
[0007]所述傳感器通過RSS-485協(xié)議連接系統(tǒng)從站。
[0008]所述系統(tǒng)從站包括微控制器、CAN控制器、光電隔離電路、CAN收發(fā)器；所述傳感器的輸出端連接微控制器的輸入端；所述CAN控制器連接微控制器；所述CAN控制器通過光電隔離電路連接CAN收發(fā)器；所述CAN收發(fā)器連接CAN總線。
[0009]所述微控制器是單片機。
[0010]所述控制主站裝有監(jiān)控軟件，所述監(jiān)控軟件包括系統(tǒng)安全模塊、系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和輸電線路控制模塊；所述系統(tǒng)安全模塊分別與系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊和數(shù)據(jù)庫模塊相互連接；所述系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊的輸出端連接輸電線路控制模塊的輸入端；所述數(shù)據(jù)庫模塊和輸電線路控制模塊相互連接。
[0011]本發(fā)明還公開一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的檢測方法包括以下步驟:
I)通過傳感器測量待測高壓電線電流I及兩端的電壓Ul、U2，并將電流及電壓信息傳入系統(tǒng)從站；
2)系統(tǒng)從站根據(jù)待測高壓電線的長度計算電線阻值R；
3)系統(tǒng)從站基于輸入的電流信息根據(jù)公式AU=IR計算出應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)電壓；
4)系統(tǒng)從站基于輸入的電壓信息根據(jù)公式AU'=U2-U1計算出實際電壓；
5)比較步驟2和步驟3得到的電壓值A(chǔ)U和AU'，從而確定電路狀態(tài)及故障類型；
6)系統(tǒng)從站將電路狀態(tài)及故障類型信息通過CAN總線傳輸至控制主站。
[0012]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，在每根電線桿及節(jié)點處均布置傳感器，傳感器與控制從站相連，各控制從站之間與CAN總線相連。傳感器自動判斷線路運行狀態(tài)，并準(zhǔn)確定位故障地點，并通過CAN總線將檢測信號傳給控制主站；由控制主站監(jiān)控整個電網(wǎng)的高壓電線。本發(fā)明的故障檢測系統(tǒng)具有很強的錯誤檢測能力，通信距離遠，因此適合用于高壓電線等干擾較強的場合，且節(jié)省時間，方便工作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]以下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對發(fā)明做進一步詳細說明；
圖1本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)從站結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)從站的電路圖；
圖4本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的控制主站監(jiān)控軟件的系統(tǒng)框圖；
圖5本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0014]
【具體實施方式】
[0015]如圖1所示，本發(fā)明一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，包括傳感器1、系統(tǒng)從站2、控制主站3、CAN總線4 ;所述傳感器I的輸出端連接系統(tǒng)從站2的輸入端；系統(tǒng)從站2的輸出端連接CAN總線4 ;所述CAN總線4連接控制主站3 ;所述傳感器I設(shè)置在每根電線桿及節(jié)點處。本實施例中，傳感器I包括電壓傳感器、電流傳感器、電場傳感器、磁場傳感器和溫度傳感器等。傳感器I通過RSS-485協(xié)議連接系統(tǒng)從站2。
[0016]如圖2所示，本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)從站，包括微控制器20、CAN控制器21、光電隔離電路22、CAN收發(fā)器23 ;本實施例中微控制器20為AT89S52的單片機，CAN控制器21的型號為SJA1000，CAN收發(fā)器23的型號為PCA82C250。
[0017]如圖3所示，本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的系統(tǒng)從站的電路圖。作為微控制器20的單片機連接有正常工作必須基本電路，包括晶振電路和復(fù)位電路；所述傳感器I的輸出端連接單片機AT89S52的輸入端；單片機AT89S52的輸出口連接作為CAN控制器21的SJA1000芯片；SJA1000芯片通過由R3、R4、R5、R6組成的光電隔離電路22連接作為CAN收發(fā)器23的PCA82C250芯片；PCA82C250芯片連接CAN總線4 ;單片機收集傳感器I輸入的數(shù)據(jù)信號，并將數(shù)據(jù)信號傳入SJA1000芯片；SJA1000芯片控制PCA82C250芯片將數(shù)據(jù)信號按CAN總線的傳輸規(guī)范經(jīng)由CAN總線4傳輸至控制主站3。
[0018]如圖4所示，本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的控制主站監(jiān)控軟件的系統(tǒng)框圖，所述監(jiān)控軟件包括系統(tǒng)安全模塊1、系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊2、數(shù)據(jù)庫模塊3和輸電線路控制模塊4 ;所述系統(tǒng)安全模塊I分別與系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊2和數(shù)據(jù)庫模塊3相互連接；所述系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊2的輸出端連接輸電線路控制模塊4的輸入端；所述數(shù)據(jù)庫模塊3和輸電線路控制模塊4相互連接。所述系統(tǒng)安全模塊I用于監(jiān)控軟件系統(tǒng)故障進行修正或報警；系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊2用于系統(tǒng)通訊參數(shù)的初始化設(shè)定；數(shù)據(jù)庫模塊3將各系統(tǒng)從站的檢測數(shù)據(jù)收集處理并儲存，并將系統(tǒng)通信參數(shù)及數(shù)據(jù)庫模塊參數(shù)顯示于顯示器，同時輸出歷史檢測數(shù)據(jù)；輸電線路控制模塊4對輸電線路的各個系統(tǒng)從站進行監(jiān)控和控制。
[0019]本發(fā)明的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的理論基礎(chǔ):由于傳感器之間距離不變，電線電阻一定。根據(jù)歐姆定律U=IR可知對于一定長度的電線，電阻一定，當(dāng)電流變化時，電壓隨之變化，因此可以通過傳感器測得瞬時電流值并輸入控制從站(各從站之間可以通過CAN總線傳遞信息)。根據(jù)各電線電阻計算出瞬時電壓，然后再與傳感器傳輸?shù)碾妷翰钸M行比較。如果比較結(jié)果在誤差范圍之內(nèi)，則認(rèn)為電纜正常，如果誤差較大，則認(rèn)為出現(xiàn)故障，再通過信號線將信號傳出。
[0020]檢測方法的具體如圖5所示，包括如下步驟:
1)通過傳感器測量待測高壓電線電流I及兩端的電壓Ul、U2，并將電流及電壓信息傳入系統(tǒng)從站；
2)系統(tǒng)從站根據(jù)待測高壓電線的長度計算電線阻值R；
3)系統(tǒng)從站基于輸入的電流信息根據(jù)公式AU=IR計算出應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)電壓；
4)系統(tǒng)從站基于輸入的電壓信息根據(jù)公式AU'=U2-U1計算出實際電壓；
5)比較步驟2和步驟3得到的電壓值A(chǔ)U和ΛU'，從而確定電路狀態(tài)及故障類型；
6)系統(tǒng)從站將電路狀態(tài)及故障類型信息通過CAN總線傳輸至控制主站。
[0021]綜上所述，僅為本發(fā)明的實施例的一種而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，其特征在于:其包括傳感器、系統(tǒng)從站、控制主站、CAN總線；所述傳感器的輸出端連接系統(tǒng)從站的輸入端；系統(tǒng)從站的輸出端連接CAN總線；所述CAN總線連接控制主站；所述傳感器設(shè)置在每根電線桿及節(jié)點處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器包括電壓傳感器、電流傳感器、電場傳感器、磁場傳感器和溫度傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器通過RSS-485協(xié)議連接系統(tǒng)從站。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)從站包括微控制器、CAN控制器、光電隔離電路、CAN收發(fā)器；所述傳感器的輸出端連接微控制器的輸入端；所述CAN控制器連接微控制器；所述CAN控制器通過光電隔離電路連接CAN收發(fā)器；所述CAN收發(fā)器連接CAN總線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述微控制器是單片機。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)，其特征在于:所述控制主站裝有監(jiān)控軟件，所述監(jiān)控軟件包括系統(tǒng)安全模塊、系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊、數(shù)據(jù)庫模塊和輸電線路控制模塊；所述系統(tǒng)安全模塊分別與系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊和數(shù)據(jù)庫模塊相互連接；所述系統(tǒng)通信參數(shù)設(shè)定模塊的輸出端連接輸電線路控制模塊的輸入端；所述數(shù)據(jù)庫模塊和輸電線路控制模塊相互連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于CAN總線的高壓電線故障檢測系統(tǒng)的檢測方法，其特征在于:所述檢測方法包括以下步驟: 1)通過傳感器測量待測高壓電線電流I及兩端的電壓Ul、U2，并將電流及電壓信息傳入系統(tǒng)從站； 2)系統(tǒng)從站根據(jù)待測高壓電線的長度計算電線阻值R； 3)系統(tǒng)從站基于輸入的電流信息根據(jù)公式AU=IR計算出應(yīng)有標(biāo)準(zhǔn)電壓； 4)系統(tǒng)從站基于輸入的電壓信息根據(jù)公式AU'=U2-U1計算出實際電壓； 5)比較步驟2和步驟3得到的電壓值A(chǔ)U和ΛU'，從而確定電路狀態(tài)及故障類型； 6)系統(tǒng)從站將電路狀態(tài)及故障類型信息通過CAN總線傳輸至控制主站。
【文檔編號】G01R31/08GK104007368SQ201410270421
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】王冰, 郭柳, 吳成金 申請人:漳州市錦成電力設(shè)備有限公司