专利名称：一种基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及传感设备技术领域，特别涉及一种基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统。
背景技术：
配电网(如10KV的配电网)故障主要包含两方面，即短路故障和接地故障。短路故障指示器发展到今天，技术相对稳定，但还远未达到类似继电保护装置那样的准确性和成熟度，目前比较突出的问题主要有(1)、采用线路电流平均值或者峰值做过流突变判据，当电缆线路空载合闸送电， 或者架空线路重合闸送电时，因非故障分支因(重)合闸涌流启动了短路判据，而电路没有及时检测到线路对地电场，误认为线路停电，导致误动。O)、采用过流突变判据，虽然不用设置过流定值，但也有致命缺点A、当两相接地短路时，因电流变化缓慢，导致拒动；B、农网线路变电站设定的过流电流偏小(例如 100A/0. 3S)，因电流突变量不足，导致拒动；(3)、当线路短路时，因非故障分支或故障点后面的大型电动机、储能电容等反馈送电至短路点，因不能区分工频衰减电流，导致误动。0)、对于翻牌显示方式的故障指示器，在大电流冲击时，还可能存在磁场感应直接翻牌或立刻复归的问题，导致不翻牌和翻牌以后不能正常复归。(5)、另外在各种高低温、强强紫外线和盐雾环境下，设备本身性能也受到影响，再加上后备电池选择不当，因功耗、漏流、电池钝化和环境温度问题，导致产品实际使用寿命远远低于设计寿命；安装结构设计不完善也会对设备的运营造成极大的负面影响。而接地故障指示器的技术发展历史很短。采用传统的短路故障检测技术的故障指示器，做得好一些的产品动作正确率只有65%左右(短路故障)。而小电流接地系统的单相接地故障指示器要达到短路故障指示器的动作准确度，还有很长的路要走，这是因为小电流接地系统的接地故障在理论界只有物理模型，而没有确定的数学模型，每个地区、每个变电站、每条线路、每条分支、每个接地点的数学模型都不一样。由于以上原因，目前需要有一种安全、可靠的，能够准确、及时的配电网故障定位检测方法，并将现场检测信号传送到监测中心，并且发布在电力系统内部安全生产网络上， 这样方便有关人员实时监测、统计、分析。本方案利用成熟的、低成本、低功耗的无线传感器网络技术，配合GPRS技术，在保持系统可靠性的同时，保证了系统的先进性。每个无线检测模块安装灵活，无需其他线路的布线，所以也就更加安全、可靠。另外，将多个测量点的数据连接成网络后，便于统一管理，实现管理的网络化、自动化。

实用新型内容本实用新型提供一种能实时、动态检测配电网运行状态的基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统。[0012]为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案一种基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统，其包括设置在配电网线路上的前端数据采集设备、以及还包括设置在监控中心的数据接收装置、数据存储和显示装置，所述前端数据采集设备至少包括数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、通信模块和与所述数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、通信模块电连接的系统电源，一个所述数字故障指示器与一个所述无线收发模块通信连接，所述主控模块与每个所述无线收发模块通信连接，所述主控模块与所述通信模块通信连接，所述通信模块与所述数据接收装置通信连接，所述数据接收装置于所述数据存储装置通信连接，所述数据存储装置于所述显示装置通信连接。优选地，所述三相电缆的每根电缆上分别安装一个故障指示器和一个无线收发模块。优选地，所述系统电源为太阳能电池。优选地，所述系统电源还包括蓄电池，所述蓄电池电连接所述太阳能电池。通过实施以上技术方案，具有以下技术效果本实用新型提供的系统能实时、动态检测配电网运行状态，对于单相接地和两相短路等配电网故障，一旦发生，即会通过本地传感器网络及时收到故障数据，并汇聚到设有GPRS(全球移动通信系统)网络接入点的装置，并立刻回传到电力系统内部网络上，并可与其SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition，数据采集与监视控制)系统接口，将故障点、故障数据等反应到生产数据中， 同时，可以根据设置，将报警(接地、短路等)信息直接发送到配电网维护的值班人员处，提醒其及时处理。

图1为本实用新型实施例提供的基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。本实施例提供一种基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统，其包括设置在配电网线路上的前端数据采集设备、以及还包括设置在监控中心的数据接收装置、数据存储和显示装置，所述前端数据采集设备至少包括数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、通信模块(图1中为GPRS模块)和与所述数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、 通信模块电连接的系统电源，一个所述数字故障指示器与一个所述无线收发模块通信连接，所述主控模块与每个所述无线收发模块通信连接，本实用新型中，所述主控模块通过无线传感器网络与每个所述无线收发模块通信连接，在其他实施例中，也可以通过有线方式通信连接。每个无线模块单独编址。优选地，数字故障指示器采用数字式电流互感器，用于检测IOKV配电网线路中的电流，所述主控模块与所述通信模块通信连接，所述通信模块与所述数据接收装置通信连接，本实用新型中，所述通信模块通过GPRS网络与所述数据接收装置通信连接，在其他实施例中，也可以通过有线方式通信连接或者其他网络进行通信连接。所述数据接收装置于所述数据存储装置通信连接，所述数据存储装置于所述显示装置通信连接。主控模块定时通过无线收发模块与各个数字故障指示器通信，并将获取的数据通过与其相连的通信模块，利用移动网络，将数据发送回监控中心；系统电源向整个前端数据采集设备提供电能；监控中心根据网络配置，选择使用GPRS模块，或者是有线以太网，根据事先约定的协议，将远端的数据接收到本地的数据接收装置，并用数据存储装置将数据存储起来，同时由本地ffeb(网络)服务器发布在电力系统内部网络上，通过显示装置显示出来，同时，提供接口连接SCADA系统。并运行Windows (操作视窗)上的图形化检测软件， 客户端就可以直接通过IE浏览器直接访问服务器，查询所检测对应配电网(如10KV配电网)的故障状态信息等。优选地，为了检测每根电缆，所述三相电缆的每根电缆上分别安装一个故障指示器和一个无线收发模块。优选的实施例中，为了方便系统的供电及节约能源。所述系统电源为太阳能电池。 太阳能电池提供12V电压和12Ah的电流，并配置有与太阳能电池相配合的蓄电池，所述蓄电池电连接所述太阳能电池。以便在阴雨天气为系统提供足够的电能。1)、本实施例提供的系统具有很强的实时性、实用性，通过定时采集更新数据，保证状态信息的实时性；通过预先设定阀值和在线参数调节等措施，确保被测点电流一旦超过经验值，就能够发出报警信号及时提醒有关人员采取措施，实用性高。2)、本实施例提供的系统选用数字故障指示器，使其可以完成“四遥”功能，即遥信 (短路、接地、翻牌)、遥测(测量4个电流+1个电压+1个温度)、遥控(翻牌、复归)、遥调 (在线调整参数)。还可以监测正弦波电流、自取电电压、电池电压等实时数据。3)、本实施例提供的系统高效节能，装置每个部分都进行了精心的效率设计，能量分配合理，使得装置功耗极低，采用经典的压电传感器技术及时唤醒装置，保证采集数据的实时性、可靠性。4)、本实施例提供的系统使用灵活，安全，用户可根据自己的需求，灵活、方便的设置参数，不论是产品、还是工具及其维护，都安全、可靠。以上对本实用新型实施例所提供的一种基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
权利要求1.一种基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统，其特征在于，包括设置在配电网线路上的前端数据采集设备、以及还包括设置在监控中心的数据接收装置、数据存储和显示装置，所述前端数据采集设备至少包括数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、通信模块和与所述数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、通信模块电连接的系统电源，一个所述数字故障指示器与一个所述无线收发模块通信连接，所述主控模块与每个所述无线收发模块通信连接，所述主控模块与所述通信模块通信连接，所述通信模块与所述数据接收装置通信连接，所述数据接收装置于所述数据存储装置通信连接，所述数据存储装置于所述显示装置通信连接。
2.如权利要求1基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统，其特征在于，所述三相电缆的每根电缆上分别安装一个故障指示器和一个无线收发模块。
3.如权利要求1基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统，其特征在于，所述系统电源为太阳能电池。
4.如权利要求3基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统，其特征在于，所述系统电源还包括蓄电池，所述蓄电池电连接所述太阳能电池。
专利摘要本实用新型提供一种基于无线传感器网络的配电网故障快速定位系统，其包括前端数据采集设备、以及还包括数据接收装置、数据存储和显示装置，所述前端数据采集设备至少包括数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、通信模块和与所述数字故障指示器、无线收发模块、主控模块、通信模块电连接的系统电源，一个所述数字故障指示器与一个所述无线收发模块通信连接，所述主控模块与每个所述无线收发模块通信连接，所述主控模块与所述通信模块通信连接，所述通信模块与所述数据接收装置通信连接，所述数据接收装置于所述数据存储装置通信连接，所述数据存储装置于所述显示装置通信连接。本实用新型提供的系统能实时、动态检测配电网运行状态。
文档编号G01R31/08GK201993434SQ201020673678
公开日2011年9月28日 申请日期2010年12月20日 优先权日2010年12月20日
发明者何江涛, 刘庭磊, 左飞, 魏建炜, 鲁帆 申请人:重庆市电力公司南岸供电局