配电网监测系统技术方案

本实用新型专利技术是有关于一种配电网监测系统，包括故障指示器、GPRS终端机、监测主机和短信发送机，其中：故障指示器的单片机连接有控制信号收发模块，并通过其无线通信模块与GPRS终端机通讯连接；GPRS终端机通过网络与监测主机连接；短信发送机与监测主机连接。本实用新型专利技术配电网监测系统，具有双向通信和控制功能，系统运行更灵活、更可靠，从而更适于推广使用。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种配电网监测系统，特别是涉及一种具有双向通信、控制功能的配电网监测系统。
技术介绍
目前，配电系统一旦发生短路故障和接地故障，由故障指示器会发出警报，再由工作人员沿线查找、确定故障点，其定位准确性高，但是耗费人力，且效率很低。第200620078640. 5号中国专利公开了一种“无线型电力线路故障指示系统”，其 是由无线型电力线路故障指示器、无线中继转发器、接收主机和监测电脑四部分构成，并通 过无线型电力线路故障信号指示器的无线发射模块准确、迅速的将线路故障发生的范围和 地点发送到监测电脑，从而利于管理人员及时做出故障处理决定，提高供电可靠性。上述的电力线路故障指示系统，虽可省去沿线查找故障点的人力支出，确实具有 进步性，但是，由于其所采用的是单相的通信系统，监测中心只能被动接收故障指示器发来 的信号，而无法对故障指示器的状态信号进行随时采集，也无法对故障指示器进行校准，整 个系统的灵活性和可靠性较低，在现场使用中仍有诸多不便，且其功能单一，只能监测系统 故障，无法获取配电网的正常运行参数。由此可见，上述现有的电力线路故障指示系统在结构与使用上，显然仍存在有不 便与缺陷，而亟待加以进一步改进。如何能创设一种具有双向通信、控制功能，系统运行更 灵活、更可靠的新的配电网监测系统，实属当前业界极需改进的目标。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种配电网监测系统，使其具有双向通信和 控制功能，系统运行更灵活、更可靠。为解决上述技术问题，本技术一种配电网监测系统，包括故障指示器、GPRS终 端机、监测主机和短信发送机，其中故障指示器的单片机连接有控制信号收发模块，并通 过其无线通信模块与GPRS终端机通讯连接；GPRS终端机通过网络与监测主机连接；短信发 送机与监测主机连接。作为本技术的一种改进，所述的故障指示器的单片机还连接有线路电流测量 模块。所述的故障指示器的单片机还连接有线路温度测量模块。所述的线路温度测量模块采用DS18B20芯片。所述的线路温度测量模块安装在故障指示器的卡槽底部，紧挨配电线路。所述的控制信号收发模块为红外线收发模块。所述的控制信号收发模块主要包括分别与单片机连接的红外线接收二极管和红 外线发射二极管。采用这样的结构后，本技术具有双向通信和控制功能，系统运行更灵活、更可靠，从而更适于推广使用。附图说明上述仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。图1是本技术配电网监测系统的组成示意图。图2是本技术配电网监测系统故障指示器的模块组成示意图。图3是本技术配电网监测系统故障指示器的电路原理图。具体实施方式请参阅图1所示，本技术配电网监测系统，包括故障指示器1、GPRS终端机2、 监测主机3和短信发送机4。其中，GPRS终端机2可采用太阳能供电的方式保证其长期野外工作，其是联系故 障指示器1和监测主机3的桥梁GPRS终端机2与故障指示器1之间采用无线通信方式实 现数据传输，采用红外线等控制方式实现控制信号的发送和接收；GPRS终端机2与监测主 机3之间通过GPRS等网络方式实现通信连接。监测主机3运行系统监测软件，接收各个GPRS终端机2发送来的配电网线路信息 及故障信息，对数据进行收集、计算、统计、绘图等工作，当线路发生故障时，监测主机3根 据收到的信息在配电系统图上直观地显示出来，并通过短信发送机及时把故障情况通知工 作人员。短信发送机4与监测主机3连接，用于在监测主机3控制下向工作人员发送系统 重要信息的短信。当某GPRS终端机2网络意外断开时，监测主机3还可通过短信发送机4 向该GPRS终端机2发送复位指令，重新连接网络，从而提高整个系统的可靠性和可用性。请配合参阅图2、图3所示，故障指示器1在现有故障指示器电磁感应取电模块 11、短路故障测量模块12、接地故障测量模块13、无线通信模块14和故障显示输出模块15 的基础上，增设控制信号收发模块16，较佳的，还增设有线路电流测量模块17以及线路温 度测量模块18。其中，单片机10可选用ATMageS芯片，其内部具有10位A/D转换器。采用电磁感应取电模块11可为故障指示器1提供感应电流与电池相结合的供电 方式。当配电网发生短路时，线路流过非常大的工频交流电流，该电流通过短路故障测 量模块12，其电感L3感应出高压，当电流超过整定值时，稳压二极管D3击穿，NPN三极管 Ql导通，Ql的集电极输出一下降沿脉冲，此信号连接到单片机10的外部引脚，激活单片机 响应中断处理程序，单片机在中断程序中控制无线通信模块14送出故障信息。当配电网发生接地故障时，由于线路电容放电，线路中会短时流过很大的高频振 荡电流，由于L 3匝数较多、电感大，此高频电流不能经过L3输出，接地故障测量模块13的 电感L2可感应出比较高的电压，击穿稳压二极管D5，使NPN三极管Q2导通，Q2集电极产生 一下降沿脉冲，此信号使单片机10响应中断程序作出相应的处理，并发送故障信息。无线通信模块14是通过专用芯片NRF24L01实现无线通信，其具有功耗低、使用方便的优点，单片机10通过I/O 口控制NRF24L01实现与GPRS数据终端的双向通信。故障显示输出模块15可采用传统的翻牌显示方式，单片机10控制电感L4的铁芯 磁化，正向磁化时无故障指示，当发生故障时，相应的I/O 口电平翻转，铁芯反向磁化，显示 牌翻转，指示故障。控制信号收发模块16优选红外线收发模块，采用接收和发射红外线的方式实现 接收控制信号和发送控制信息。在故障指示器1休眠状态下，GPRS终端机2发射红外线， 红外线接收二极管D9的阻抗发生变化，其下端电平发生变化，并接到单片机10相应的I/O 口，唤醒单片机10并完成相应的功能。而单片机10的I/O 口可控制红外线发射二极管DlO 发射红外线，通知GPRS终端机2打开无线接收模块，准备接收数据。线路电流测量模块17主要包括电感Li，用于测量线路正常工作时的电流，可以采 用半波整流的方式，只对其输出波形的正半波进行测量，利用单片机10内部的A/D将测量 的模拟量转换成数字量，再根据平均值法计算出线路电流的有效值。线路温度测量模块18可采用高度集成测温芯片DS18B20来实现对线路温度的测 量，该芯片采用单总线结构，并且I/O数据线也可提供转换能量，在不进行温度转换的时候 不消耗能量，适合故障指示器要求低功耗的特点，该芯片安装在故障指示器1的卡槽底部， 紧挨配电线路，其测量温度就是线路正常工作的温度。故障指示器1的线路电流测量模块17和线路温度测量模块18可持续监测电路的 电流和温度，并根据监测主机3的指令或按指定时间，将相关参数通过无线通信模块14发 送到GPRS终端机2，再通过网络发送到监测主机3，监测主机3将经处理的重要信息通过短 信发送机4发送给相关工作人员。出于低功耗的考虑，也可以将故障指示器1和GPRS终端机2设置为间歇启动的工 作方式。例如，每隔半小时线路电流测量模块17和线路温度测量模块18测量线路的电流 和温度，通过无线通信模块14、GPRS终端机2发送给监测主机3 ；而其它时间，故障指示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配电网监测系统，其特征在于包括故障指示器、ＧＰＲＳ终端机、监测主机和短信发送机，其中：　　故障指示器的单片机连接有控制信号收发模块，并通过其无线通信模块与ＧＰＲＳ终端机通讯连接；　　ＧＰＲＳ终端机通过网络与监测主机连接；　　短信发送机与监测主机连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李殿清，李永，惠沛先，
申请(专利权)人：北京昊创瑞通电气设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11