專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于gprs網(wǎng)絡(luò)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，具體涉及一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國(guó)IOKv城市及農(nóng)村配電網(wǎng)架空線(xiàn)路故障比較多，傳統(tǒng)的故障指示器具有報(bào)警顯示功能，卻沒(méi)有實(shí)現(xiàn)故障類(lèi)型信息上傳功能，一旦線(xiàn)路出現(xiàn)故障需要人工沿線(xiàn)查找，從而增加了故障查找的難度和時(shí)間，無(wú)法滿(mǎn)足DMS(Distribution Management System)的控制要求。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種具有故障類(lèi)型信息上傳功能的基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明包括安裝在線(xiàn)路上的信號(hào)檢測(cè)終端、設(shè)置在信號(hào)檢測(cè)終端附近電桿上的信號(hào)傳輸終端、信號(hào)接收終端和與信號(hào)接收終端相連接的監(jiān)控中心；信號(hào)檢測(cè)終端包括檢測(cè)電路和與檢測(cè)電路輸出端相連接的無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊；信號(hào)傳輸終端包括與無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊進(jìn)行通信的無(wú)線(xiàn)通信接收模塊和與無(wú)線(xiàn)通信接收模塊輸出端相連接用于得出故障類(lèi)型信息的控制器；控制器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障類(lèi)型信息發(fā)送給信號(hào)接收終端；信號(hào)接收終端用于將故障類(lèi)型信息上傳到監(jiān)控中心，并且通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障類(lèi)型信息以短信的形式發(fā)送到相關(guān)人員的手機(jī)中；監(jiān)控中心用于顯示故障類(lèi)型信息并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。上述無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊采用的是紅外發(fā)送模塊，無(wú)線(xiàn)通信接收模塊采用的是紅外接收模塊。上述控制器的處理過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟(A)判斷無(wú)線(xiàn)通信接收模塊輸出的電流突變值是否大于電流閾值，如果是，則得出線(xiàn)路存在相間短路故障；如果否，則轉(zhuǎn)向步驟(B)；(B)判斷無(wú)線(xiàn)通信接收模塊輸出的零序電壓是否大于零序電壓閾值，如果否，則轉(zhuǎn)向步驟(A)；如果是，則轉(zhuǎn)向步驟(C)；(C)判斷出口邏輯是否存在故障，如果否，則轉(zhuǎn)向步驟㈧；如果是，則轉(zhuǎn)向步驟 ⑶；(D)判斷中性點(diǎn)接地方式，如果中性點(diǎn)不接地，則轉(zhuǎn)向步驟(E)；如果中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地，則轉(zhuǎn)向步驟(F)；(E)分別進(jìn)行基波幅值故障判斷和基波相位故障判斷，得出線(xiàn)路是否存在單相接地故障；(F)分別進(jìn)行小波變換暫態(tài)量故障判斷、有功分量故障判斷和首半波故障判斷，得出線(xiàn)路是否存在單相接地故障。
本發(fā)明能夠在線(xiàn)檢測(cè)故障信息的類(lèi)型，無(wú)需人工沿線(xiàn)查找，從而節(jié)約了時(shí)間，提高了工作效率，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于推廣使用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理框圖；圖3為本實(shí)施例的電源電路模塊電路原理圖；圖4為本實(shí)施例的紅外發(fā)送模塊電路原理圖；圖5為本實(shí)施例的紅外接收模塊電路原理圖；圖6為本實(shí)施例的控制器的處理過(guò)程流程圖。(圖中各標(biāo)號(hào)信號(hào)檢測(cè)終端1，檢測(cè)電路11，無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊12，信號(hào)傳輸終端 2，無(wú)線(xiàn)通信接收模塊21，控制器22，信號(hào)接收終端3，監(jiān)控中心41，手機(jī)42)
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施方式
，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見(jiàn)圖1和圖2，本發(fā)明包括安裝在線(xiàn)路5上的信號(hào)檢測(cè)終端1、安裝在信號(hào)檢測(cè)終端1附近電桿6上的信號(hào)傳輸終端2、信號(hào)接收終端3和與信號(hào)接收終端3相連接的監(jiān)控中心41。信號(hào)檢測(cè)終端1包括電源電路模塊、檢測(cè)電路11和與檢測(cè)電路11輸出端相連接的無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊12，電源電路模塊給檢測(cè)電路11和無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊12提供電源。參見(jiàn)圖3，電源電路模塊的基本工作原理是利用特制的CT從線(xiàn)路5上感應(yīng)電壓， 通過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓等后續(xù)電路處理后，提供給檢測(cè)電路11和無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊12所必需的電源。由于高壓側(cè)的在幾安培到幾百安培之間，且成余弦變化，利用控制線(xiàn)圈中的電流變化來(lái)抵消高壓側(cè)電流的大范圍的變化。這就要求控制回路的開(kāi)關(guān)具有過(guò)零關(guān)斷和導(dǎo)通的能力。因此采用具有過(guò)零關(guān)斷特點(diǎn)的雙向可控硅，有控制簡(jiǎn)單、可靠的優(yōu)點(diǎn)。整流電路輸出的電壓經(jīng)濾波后，由穩(wěn)壓芯片LM317進(jìn)行第二次穩(wěn)壓。信號(hào)傳輸終端2包括與無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊12進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信的無(wú)線(xiàn)通信接收模塊 21和與無(wú)線(xiàn)通信接收模塊21輸出端相連接用于得出故障類(lèi)型信息的控制器22。本實(shí)施例中，無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊12采用的是紅外發(fā)送模塊，無(wú)線(xiàn)通信接收模塊21 采用的是紅外接收模塊。紅外線(xiàn)通信是一種以紅外線(xiàn)為傳輸介質(zhì)而傳送數(shù)據(jù)信息的通信方式，其傳輸過(guò)程不易受空間電磁波的干擾，并且具有制作簡(jiǎn)單、易于產(chǎn)生和調(diào)制等優(yōu)點(diǎn)。紅外發(fā)送模塊與紅外接收模塊的單片機(jī)都選用Silabs公司推出的(S0C)C8051F310，它自帶AD采樣和串行通信功能。參見(jiàn)圖4，紅外發(fā)送模塊的采樣AD值通過(guò)單片機(jī)的P2. 2和P2. 4輸入，單片機(jī)處理后將采樣值通過(guò)串口 P0. 4輸出，此輸出信號(hào)和由單片機(jī)產(chǎn)生的占空比為50%，頻率為38K 的方波通過(guò)“或非門(mén)”電路74HC02 “或非”后來(lái)控制三極管導(dǎo)通或截止，以實(shí)現(xiàn)對(duì)紅發(fā)射管是否發(fā)射紅外光的控制。
參見(jiàn)圖5，HS0038B已經(jīng)對(duì)所接收信號(hào)封裝處理好，它對(duì)外有三個(gè)管腳，其中“ 1 ”為接收信號(hào)輸出Out，它輸出TTL電平，可以直接輸出至接收單片機(jī)的串口接收端(RX)。接收端單片機(jī)再將串口接收的數(shù)據(jù)處理并顯示。參見(jiàn)圖6，控制器22的處理過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟(A)判斷無(wú)線(xiàn)通信接收模塊21輸出的電流突變值是否大于電流閾值，如果是，則得出線(xiàn)路5存在相間短路故障；如果否，則轉(zhuǎn)向步驟⑶；(B)判斷無(wú)線(xiàn)通信接收模塊21輸出的零序電壓是否大于零序電壓閾值，如果否， 則轉(zhuǎn)向步驟㈧；如果是，則轉(zhuǎn)向步驟(C)；(C)判斷出口邏輯是否存在故障，如果否，則轉(zhuǎn)向步驟㈧；如果是，則轉(zhuǎn)向步驟 ⑶；(D)判斷中性點(diǎn)接地方式，如果中性點(diǎn)不接地，則轉(zhuǎn)向步驟(E)；如果中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地，則轉(zhuǎn)向步驟(F)；(E)分別進(jìn)行基波幅值故障判斷和基波相位故障判斷，得出線(xiàn)路5是否存在單相接地故障；基波幅值故障判斷和基波相位故障判斷均為現(xiàn)有技術(shù)。是判斷小電流單相接地故障的判據(jù)之一，首先比較零序電流幅值的大小，超過(guò)閾值，再判斷零序電流的相位，零序電流方向超前零序電壓方向90度，也是判斷小電流單相接地故障的判據(jù)之一。(F)分別進(jìn)行小波變換暫態(tài)量故障判斷、有功分量故障判斷和首半波故障判斷，得出線(xiàn)路5是否存在單相接地故障。小波變換暫態(tài)量故障判斷、有功分量故障判斷和首半波故障判斷，均為現(xiàn)有技術(shù)。線(xiàn)路5相間短路故障情況特征明顯，量值很大，出口邏輯的故障狀態(tài)和正常狀態(tài)界限明顯，而單相接地故障則不同，故障具有多樣性，可利用的故障電流很小，相對(duì)信噪比很低，再加上測(cè)量環(huán)節(jié)精度的限制等特點(diǎn)，僅憑一種故障判據(jù)或僅憑一種故障特征量不能對(duì)各種單相接地狀況均做出正確判斷，因此本發(fā)明引入了多種信息融合的算法，綜合了穩(wěn)態(tài)算法和暫態(tài)算法的利弊，從而更有效地判斷故障情況。控制器22通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障類(lèi)型信息發(fā)送給信號(hào)接收終端3。信號(hào)接收終端 3為GPRS模塊，即數(shù)據(jù)收發(fā)器，負(fù)責(zé)把故障類(lèi)型信息上傳到計(jì)算機(jī)中的監(jiān)控中心41進(jìn)行處理，并通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障類(lèi)型信息以短信的形式發(fā)送到工作人員的手機(jī)42中，通知工作人員線(xiàn)路5發(fā)生的故障類(lèi)型。監(jiān)控中心41用于顯示故障類(lèi)型信息并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。本發(fā)明的具體工作過(guò)程如下信號(hào)檢測(cè)終端1檢測(cè)到電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)紅外線(xiàn)通信傳輸?shù)叫盘?hào)傳輸終端2，經(jīng)過(guò)控制器22中的算法分析判斷有無(wú)故障，如果發(fā)生故障，則分析故障類(lèi)型信息，然后通過(guò)GPRS 網(wǎng)絡(luò)通信，將故障類(lèi)型信息發(fā)送到信號(hào)接收終端3，然后通過(guò)串口上傳到監(jiān)控中心41的計(jì)算機(jī)上，進(jìn)行故障類(lèi)型顯示和報(bào)警。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括安裝在線(xiàn)路(5)上的信號(hào)檢測(cè)終端(1)、設(shè)置在信號(hào)檢測(cè)終端⑴附近電桿(6)上的信號(hào)傳輸終端O)、信號(hào)接收終端C3)和與信號(hào)接收終端C3)相連接的監(jiān)控中心Gl)；所述信號(hào)檢測(cè)終端(1)包括檢測(cè)電路(11)和與檢測(cè)電路(11)輸出端相連接的無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊(12)；所述信號(hào)傳輸終端( 包括與無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊(1 進(jìn)行通信的無(wú)線(xiàn)通信接收模塊 (21)和與無(wú)線(xiàn)通信接收模塊輸出端相連接用于得出故障類(lèi)型信息的控制器02)；所述控制器0 通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障類(lèi)型信息發(fā)送給信號(hào)接收終端(3)；所述信號(hào)接收終端(3)用于將故障類(lèi)型信息上傳到監(jiān)控中心Gl)，并且通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障類(lèi)型信息以短信的形式發(fā)送到相關(guān)人員的手機(jī)0 中；所述監(jiān)控中心Gl)用于顯示故障類(lèi)型信息并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊(1 采用的是紅外發(fā)送模塊，所述無(wú)線(xiàn)通信接收模塊采用的是紅外接收模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器0 的處理過(guò)程包括以下幾個(gè)步驟(A)判斷無(wú)線(xiàn)通信接收模塊輸出的電流突變值是否大于電流閾值，如果是，則得出線(xiàn)路(5)存在相間短路故障；如果否，則轉(zhuǎn)向步驟⑶；(B)判斷無(wú)線(xiàn)通信接收模塊輸出的零序電壓是否大于零序電壓閾值，如果否，則轉(zhuǎn)向步驟㈧；如果是，則轉(zhuǎn)向步驟(C)；(C)判斷出口邏輯是否存在故障，如果否，則轉(zhuǎn)向步驟(A)；如果是，則轉(zhuǎn)向步驟(D)；(D)判斷中性點(diǎn)接地方式，如果中性點(diǎn)不接地，則轉(zhuǎn)向步驟(E)；如果中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地，則轉(zhuǎn)向步驟(F)；(E)分別進(jìn)行基波幅值故障判斷和基波相位故障判斷，得出線(xiàn)路(5)是否存在單相接地故障；(F)分別進(jìn)行小波變換暫態(tài)量故障判斷、有功分量故障判斷和首半波故障判斷，得出線(xiàn)路( 是否存在單相接地故障。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于GPRS網(wǎng)絡(luò)的故障在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括安裝在線(xiàn)路上的信號(hào)檢測(cè)終端、設(shè)置在信號(hào)檢測(cè)終端附近電桿上的信號(hào)傳輸終端、信號(hào)接收終端和與信號(hào)接收終端相連接的監(jiān)控中心；所述信號(hào)檢測(cè)終端包括檢測(cè)電路和與檢測(cè)電路輸出端相連接的無(wú)線(xiàn)通信發(fā)射模塊；所述信號(hào)傳輸終端包括無(wú)線(xiàn)通信接收模塊和與無(wú)線(xiàn)通信接收模塊輸出端相連接用于得出故障類(lèi)型信息的控制器；所述控制器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)將故障類(lèi)型信息發(fā)送給信號(hào)接收終端；所述信號(hào)接收終端用于將故障類(lèi)型信息上傳到監(jiān)控中心及相關(guān)人員的手機(jī)中。本發(fā)明能夠在線(xiàn)檢測(cè)故障信息的類(lèi)型，無(wú)需人工沿線(xiàn)查找，從而節(jié)約了時(shí)間，提高了工作效率，且本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于推廣使用。
文檔編號(hào)G08C17/02GK102243803SQ201110208358
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者于揚(yáng), 林莘, 王益濤, 童利琴 申請(qǐng)人:南京因泰萊配電自動(dòng)化設(shè)備有限公司