本發(fā)明涉及電網監(jiān)測技術領域，特別涉及一種電力線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

我國配電網具有線路結構復雜、環(huán)境多樣多變、故障頻繁復雜、維護工作量大等特征。配電線路某一段發(fā)生故障，需要逐段排查故障發(fā)生位置，不但工作強度大，而且還會延誤搶修時間，影響供電可靠性。目前，我國電網電壓的波動較大，而電網電壓對工業(yè)自動化設備、家用電器等電網終端設備的正常使用及使用壽命具有很大的影響，過高的電壓往往會縮短電網終端設備的使用壽命，有時甚至會使電網終端設備發(fā)生燒毀，而過低的電網電壓則有可能導致電網終端設備不能正常工作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電力線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)有利于快速發(fā)現(xiàn)電力線路故障，以保證電網的穩(wěn)定可靠工作。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是：一種電力線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據檢測終端、中心監(jiān)測系統(tǒng)和報警裝置；

所述數(shù)據檢測終端主要由微控制器以及分別與其連接的電流互感器、電壓互感器、終端通信模塊構成，所述電流互感器和電壓互感器均與電力線路連接，以采集電力線路的電流信號和電壓信號，經過信號處理后傳輸給所述微控制器，所述微控制器通過所述終端通信模塊將處理過的電流數(shù)據和電壓數(shù)據上傳到所述中心監(jiān)測系統(tǒng)；

電力線路的電流大小I₁為：

I₁ = K × I₂

其中，K為電流互感器的變比，I₂為電流互感器測得的二次電流；

電力線路的電壓大小U₁為：

U₁ = k_N × U₂

其中，k_N為電壓互感器的額定變比，U₂為電壓互感器測得的二次電壓；

所述中心監(jiān)測系統(tǒng)主要由上位通信模塊、數(shù)據處理模塊、故障診斷模塊和數(shù)據庫構成，所述數(shù)據處理模塊與所述報警裝置連接，所述上位通信模塊接收所述數(shù)據檢測終端上傳的電流數(shù)據和電壓數(shù)據，并傳輸給所述數(shù)據處理模塊，所述數(shù)據處理模塊對所述電流數(shù)據和電壓數(shù)據進行計算分析處理，然后調用所述故障診斷模塊進行故障診斷，如無故障則繼續(xù)對電力線路進行在線監(jiān)測，如有故障則通過所述報警裝置進行故障報警；

所述報警裝置根據所述中心監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出的故障信息，啟動相應的報警機制。

進一步的，所述電流互感器的二次負荷按如下公式計算：

Z_b = ∑K_mcZ_m + K_lcZ_l + R_c

其中，K_mc為電流互感器的阻抗換算系數(shù)，Z_m為電流互感器電流線圈的阻抗，K_lc為連接導線的阻抗換算系數(shù)，Z_l為連接導線的單程阻抗，R_c為接觸電阻。

進一步的，所述電壓互感器接成星型時每相負荷按如下公式計算：

第一相：P_u = W_u cosφQ_u = W_u sinφ

第二相：P_v = W_v cosφQ_v = W_v sinφ

第三相：P_w = W_w cosφQ_w = W_w sinφ

其中，P_u、P_v、P_w分別表示電壓互感器各相的有功負荷，Q_u、Q_v、Q_w分別表示電壓互感器各相的無功負荷，W_u、W_v、W_w分別表示電壓互感器各相的全負荷，φ表示相角差。

進一步的，所述數(shù)據檢測終端還包括信號調理電路和模數(shù)轉換電路，所述電流互感器和電壓互感器均與所述信號調理電路連接，對采集到的電流信號和電壓信號進行包括濾波、整形的信號處理后，經所述模數(shù)轉換電路傳輸給所述微控制器。

進一步的，所述報警裝置包括系統(tǒng)界面報警模塊、中心聲光報警模塊和手機終端報警模塊，所述系統(tǒng)界面報警模塊用于在中心監(jiān)測系統(tǒng)的人機界面上顯示報警信息，所述中心聲光報警模塊用于在監(jiān)測現(xiàn)場發(fā)出聲光報警，所述手機終端報警模塊用于向設定的手機終端發(fā)出報警信息；所述故障診斷模塊根據所述數(shù)據處理模塊處理過的電流數(shù)據和電壓數(shù)據對電力線路的運行現(xiàn)狀進行故障診斷，如果發(fā)生故障，則判斷發(fā)生的故障類型和故障等級，并反饋給所述數(shù)據處理模塊，所述數(shù)據處理模塊將包括故障類型和故障等級的故障信息傳輸給所述報警裝置，所述報警裝置根據接收到的故障信息，觸發(fā)系統(tǒng)界面報警模塊、中心聲光報警模塊、手機終端報警模塊之一或它們的組合進行相應級別的報警動作。

進一步的，所述中心監(jiān)測系統(tǒng)還包括權限管理模塊、人事管理模塊和部門管理模塊，所述權限管理模塊用于添加、刪除、修改權限信息和查找管理權限信息，根據優(yōu)先級最高的管理員設置其他優(yōu)先級低的管理員的管理權限，根據不同的分工完成不同的電力線路監(jiān)測管理事務；所述人事管理模塊用于對參與電力線路監(jiān)測的各崗位人員的信息進行管理和查詢；所述部門管理模塊用于對參與電力線路監(jiān)測的各實體部門進行管理和查詢。

本發(fā)明的有益效果在于提供了一種電力線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術相比，該系統(tǒng)可以快速檢測并發(fā)現(xiàn)電力線路發(fā)生的故障，判斷發(fā)生的故障類型和故障等級，并啟動相應的報警機制，從而保證了電網的穩(wěn)定可靠工作，具有很強的實用性和廣闊的應用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的系統(tǒng)結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

本發(fā)明的電力線路故障在線監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括數(shù)據檢測終端、中心監(jiān)測系統(tǒng)和報警裝置。

所述數(shù)據檢測終端包括電流互感器、電壓互感器、信號調理電路、模數(shù)轉換電路、微控制器和終端通信模塊。所述電流互感器和電壓互感器均與電力線路連接，以采集電力線路的電流信號和電壓信號。所述電流互感器和電壓互感器均與所述信號調理電路連接，對采集到的電流信號和電壓信號進行包括濾波、整形的信號處理后，經所述模數(shù)轉換電路傳輸給所述微控制器。所述微控制器通過所述終端通信模塊將處理過的電流數(shù)據和電壓數(shù)據上傳到所述中心監(jiān)測系統(tǒng)。

電力線路的電流大小I₁為：

I₁ = K × I₂

其中，K為電流互感器的變比，I₂為電流互感器測得的二次電流。

電流互感器的二次負荷按如下公式計算：

Z_b = ∑K_mcZ_m + K_lcZ_l + R_c

其中，K_mc為電流互感器的阻抗換算系數(shù)，Z_m為電流互感器電流線圈的阻抗，K_lc為連接導線的阻抗換算系數(shù)，Z_l為連接導線的單程阻抗，R_c為接觸電阻。

電力線路的電壓大小U₁為：

U₁ = k_N × U₂

其中，k_N為電壓互感器的額定變比，U₂為電壓互感器測得的二次電壓。

電壓互感器接成星型時每相負荷按如下公式計算：

第一相：P_u = W_u cosφQ_u = W_u sinφ

第二相：P_v = W_v cosφQ_v = W_v sinφ

第三相：P_w = W_w cosφQ_w = W_w sinφ

其中，P_u、P_v、P_w分別表示電壓互感器各相的有功負荷，Q_u、Q_v、Q_w分別表示電壓互感器各相的無功負荷，W_u、W_v、W_w分別表示電壓互感器各相的全負荷，φ表示相角差。

所述中心監(jiān)測系統(tǒng)包括上位通信模塊、數(shù)據處理模塊、故障診斷模塊、數(shù)據庫、權限管理模塊、人事管理模塊和部門管理模塊。所述數(shù)據處理模塊與所述報警裝置連接。所述上位通信模塊接收所述數(shù)據檢測終端上傳的電流數(shù)據和電壓數(shù)據，并傳輸給所述數(shù)據處理模塊，所述數(shù)據處理模塊對所述電流數(shù)據和電壓數(shù)據進行計算分析處理，然后調用所述故障診斷模塊進行故障診斷，如無故障則繼續(xù)對電力線路進行在線監(jiān)測，如有故障則通過所述報警裝置進行故障報警。所述報警裝置根據所述中心監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)出的故障信息，啟動相應的報警機制。

在本發(fā)明的較佳實施例中，所述報警裝置包括系統(tǒng)界面報警模塊、中心聲光報警模塊和手機終端報警模塊，所述系統(tǒng)界面報警模塊用于在中心監(jiān)測系統(tǒng)的人機界面上顯示報警信息，所述中心聲光報警模塊用于在監(jiān)測現(xiàn)場發(fā)出聲光報警，所述手機終端報警模塊用于向設定的手機終端發(fā)出報警信息；所述故障診斷模塊根據所述數(shù)據處理模塊處理過的電流數(shù)據和電壓數(shù)據對電力線路的運行現(xiàn)狀進行故障診斷，如果發(fā)生故障，則判斷發(fā)生的故障類型和故障等級，并反饋給所述數(shù)據處理模塊，所述數(shù)據處理模塊將包括故障類型和故障等級的故障信息傳輸給所述報警裝置，所述報警裝置根據接收到的故障信息，觸發(fā)系統(tǒng)界面報警模塊、中心聲光報警模塊、手機終端報警模塊之一或它們的組合進行相應級別的報警動作。

所述權限管理模塊用于添加、刪除、修改權限信息和查找管理權限信息，根據優(yōu)先級最高的管理員設置其他優(yōu)先級低的管理員的管理權限，根據不同的分工完成不同的電力線路監(jiān)測管理事務；所述人事管理模塊用于對參與電力線路監(jiān)測的各崗位人員的信息進行管理和查詢；所述部門管理模塊用于對參與電力線路監(jiān)測的各實體部門進行管理和查詢。

以上是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術方案所作的改變，所產生的功能作用未超出本發(fā)明技術方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護范圍。