全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，包括輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器、輸電主線路、支線路和若干終端采集器，它還包括故障提示終端和集中器，所述故障提示終端包括GSM短信模塊和報警提示裝置；所述終端采集器設(shè)置在每條支線路上的變壓器輸出端。本發(fā)明可以得出每個支線路、支線路與支線路之間以及主線路的運行情況；通過集中器分區(qū)域?qū)K端采集器進行管理，終端采集器的采集數(shù)據(jù)采用主動上報和被動巡檢模式，實現(xiàn)了輸電線路故障點的精確上報；它設(shè)有故障提示終端，終端采集器可通過短信發(fā)送給故障提示終端，故障提示終端進行警示，提示離故障點最近的工作人員，終端采集器還可以與故障提示終端進行語音通話。
【專利說明】全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體地說是一種全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的電力線路采集器與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器的通信方式一種是采用有線方式，這種方式受環(huán)境影響較大，在鋪設(shè)通信線路時比較麻煩，而且成本較高；還有部分采集器采用無線通信模塊與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器進行數(shù)據(jù)上傳，但當無線通信網(wǎng)絡(luò)故障時，不能及時上報故障信號。而且，電力線路采集器與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器僅僅實現(xiàn)了故障的信號的上傳，功能比較單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，它功能強大，可靠性高，具有多種通信方式，能及時讓工作人員得到故障信號。
[0004]為了解決上述問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，包括輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器、輸電主線路、支線路和若干終端采集器，其特征在于，它還包括故障提示終端和集中器，所述故障提示終端包括GSM短信模塊和報警提示裝置；所述終端采集器設(shè)置在每條支線路上的變壓器輸出端；所述終端采集器分別與集中器和故障提示終端通信連接；所述集中器與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器通信連接。
[0005]進一步的，所述終端采集器包括微控制器、存儲器、顯示裝置、按鍵模塊、擴展端口、通信模塊、線路狀態(tài)監(jiān)測電路和供電電路，所述存儲器包括工作狀態(tài)存儲器和遠程下載存儲器；所述顯示裝置、存儲器、按鍵模塊、擴展端口、通信模塊和線路狀態(tài)監(jiān)測電路分別與微控制器連接；所述通信模塊與外界通信連接；所述線路狀態(tài)監(jiān)測電路和供電電路的輸入端分別與電力線連接；所述供電電路分別與通信模塊、存儲器和微控制器連接，為其提供工作電源。
[0006]優(yōu)選的，所述顯示裝置包括電源狀態(tài)指示燈、通信模塊指示燈和通信模塊信號強度指示燈。
[0007]進一步的，所述終端采集器的通信模塊包括GSM/GPRS模塊、SM卡、受話器和揚聲器，所述SIM卡設(shè)置在GSM/GPRS模塊的SM卡槽中，所述受話器和揚聲器分別與GSM/GPRS模塊連接；所述按鍵模塊包括通話按鍵和自檢按鍵。
[0008]進一步的，所述線路狀態(tài)監(jiān)測電路包括四個光電耦合器Uf U4，三個整流二極管，三個發(fā)光二極管，四個運算放大器Af A4，以及若干電阻和電容；所述光電耦合器UfU3的輸入端陽極分別串接一個整流二極管和一個電阻后，分別與電力線的三條相線連接；光電耦合器U1?U3的輸入端陰極并聯(lián)后接到光電耦合器U4的輸入端陽極，光電耦合器U4的陰極接電力線零線；所述光電耦合器U1?U3的輸入端陰極分別串接一個電阻和一個發(fā)光二極管后連接在相應(yīng)的電力線上；四個光電耦合器UfU4的輸出端與由所述四個運算放大器Α1-Α4組成的運放電路連接。
[0009]進一步的，所述供電電路包括變壓器、穩(wěn)壓芯片以及若干二極管、若干電容和若干電阻，電力線的三條相線輸入端分別串接一個電阻，并在每一條相線與零線之間連接一瞬態(tài)二極管；變壓器輸入端的一個引腳連接電力線的零線，另一個引腳依次串聯(lián)自恢復(fù)保險元件和熔絲保險管后與電力線相線中的任意一條連接，在變壓器輸入端的兩個引腳之間連接一個瞬態(tài)二極管；變壓器輸出端與穩(wěn)壓芯片連接。
[0010]進一步的，所述終端采集器還包括自身防護監(jiān)測裝置，所述自身防護監(jiān)測裝置包括磁控開關(guān)、水銀開關(guān)、微型攝像頭和溫度傳感器，所述磁控開關(guān)包括設(shè)置在輸變電線路報警監(jiān)測終端上蓋的磁體和設(shè)置在輸變電線路報警監(jiān)測終端內(nèi)的磁控干簧管，所述磁控干簧管的兩個引腳與所述微控制器的輸入端引腳連接；所述微型攝像頭、水銀開關(guān)和溫度傳感器分別與所述微控制器連接。
[0011 ] 進一步的，所述終端采集器還包括備用電池接口，備用電池組通過備用電池接口與終端采集器連接。
[0012]進一步的，所述故障提示終端的報警提示裝置包括顯示屏、揚聲器、受話器、爆閃燈和震動馬達。
[0013]優(yōu)選的，所述終端采集器通過GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)與故障提示終端進行語音和/或短信通信連接；所述集中器通過GPRS/EDGE/CDMA網(wǎng)絡(luò)與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器進行通信連接。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:它通過在每一個輸電支線路的變壓器輸出端設(shè)置終端采集器，可以得出每個支線路、支線路與支線路之間以及主線路的運行情況；通過集中器分區(qū)域?qū)K端采集器進行管理，終端采集器的采集數(shù)據(jù)采用主動上報和被動巡檢模式，使輸電線路的運行情況有序上報到輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器，實現(xiàn)了輸電線路故障點的精確上報；它設(shè)有故障提示終端，在線路故障發(fā)生時，終端采集器通過短信發(fā)送給故障提示終端，故障提示終端進行警示，提示離故障點最近的工作人員，終端采集器還可以與故障提示終端進行語音通話。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的說明:
圖1為本發(fā)明的原理結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明終端采集器原理結(jié)構(gòu)圖；
圖3為本發(fā)明終端采集器的線路狀態(tài)監(jiān)測電路圖；
圖4為本發(fā)明終端采集器的供電電路圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一實施例包括輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器、輸電主線路、支線路和若干終端采集器，圖中的數(shù)字1-6表示六個終端采集器，該系統(tǒng)還包括故障提示終端和集中器，所述集中器使用電力抄表系統(tǒng)中的集中器，它具有數(shù)據(jù)采集處理和無線上傳的功能，通過它的參數(shù)設(shè)置功能，在修改參數(shù)后直接使用；所述故障提示終端包括GSM短信模塊和報警提示裝置，報警提示裝置包括顯示屏、揚聲器、受話器、爆閃燈和震動馬達，故障提示終端可以做成手機大小，方便攜帶；所述終端采集器1-6分別設(shè)置在每條支線路上的變壓器輸出端；所述終端采集器通過GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)與故障提示終端進行語音和/或短信通信連接；所述終端采集器通過GPRS/EDGE/CDMA網(wǎng)絡(luò)與集中器進行數(shù)據(jù)傳輸，終端采集器還通過GSM/CDMA網(wǎng)絡(luò)與集中器進行短信通信，所述集中器通過GPRS/EDGE/CDMA網(wǎng)絡(luò)與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器進行通信連接，GPRS/EDGE/CDMA網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)關(guān)與有線寬帶網(wǎng)絡(luò)連接，實現(xiàn)集中器與監(jiān)控中心服務(wù)器之間的通信。
[0017]如圖2所示，所述終端采集器包括微控制器、存儲器、顯示裝置、按鍵模塊、擴展端口、通信模塊、線路狀態(tài)監(jiān)測電路和供電電路，所述存儲器包括工作狀態(tài)存儲器和遠程下載存儲器；所述顯示裝置、存儲器、按鍵模塊、擴展端口、通信模塊和線路狀態(tài)監(jiān)測電路分別與微控制器連接；所述通信模塊與外界通信連接；所述線路狀態(tài)監(jiān)測電路和供電電路的輸入端分別與電力線連接；所述供電電路分別與通信模塊、存儲器和微控制器連接，為其提供工作電源。
[0018]優(yōu)選的，所述顯示裝置包括電源狀態(tài)指示燈、通信模塊指示燈和通信模塊信號強度指示燈。
[0019]進一步的，所述終端采集器的通信模塊包括GSM/GPRS模塊、SM卡、受話器和揚聲器，所述SIM卡設(shè)置在GSM/GPRS模塊的SM卡槽中，所述受話器和揚聲器分別與GSM/GPRS模塊連接；所述按鍵模塊包括通話按鍵和自檢按鍵，終端采集器和故障提示終端上分別設(shè)有受話器和揚聲器，可以在他們之間實現(xiàn)話務(wù)通訊。
[0020]如圖3所示，所述線路狀態(tài)監(jiān)測電路包括四個光電耦合器UfU4，三個整流二極管DW1?DW3，三個發(fā)光二極管DWL1?DWL3，四個運算放大器Af A4，以及若干電阻和電容；所述光電耦合器Ul的輸入端陽極串接整流二極管DWl和電阻RW4后，與電力線的相線PWA連接，光電耦合器U2的輸入端陽極串接整流二極管DW2和電阻RW5后，與電力線的相線PWB連接，光電耦合器U3的輸入端陽極串接整流二極管DW3和電阻RW6后，與電力線的相線PWC連接；光電耦合器U1?U3的輸入端陰極并聯(lián)后接到光電耦合器U4的輸入端陽極，光電耦合器U4的陰極接電力線零線PWO ;所述光電耦合器Ul的輸入端陰極串接電阻RW7和發(fā)光二極管DWL1，發(fā)光二極管DWLl的陰極接在整流二極管DWl的陽極端，光電耦合器U2的輸入端陰極串接電阻RW8和發(fā)光二極管DWL2，發(fā)光二極管DWL2的陰極接在整流二極管DW2的陽極端，光電耦合器U3的輸入端陰極串接電阻RW9和發(fā)光二極管DWL3，發(fā)光二極管DWL3的陰極接在整流二極管DW3的陽極端；這樣，就形成了三條相線PWA?PWC對零線PWO的回路，當三條相線有電時，光電耦合器的付邊會有導(dǎo)通回路形成，而當有相線開路時，對應(yīng)的光電耦合器的輸入端斷電，使其付邊形成開路，由此檢測相線的開路狀態(tài)；而當零線PWO斷開時，則相當于圖3上的O端斷開，則使圖3中的A、B、C三個回路的陰極呈開路狀態(tài)，但是三條相線的電阻RW7?RW9與三個LED發(fā)光二極管DWL1?DWL3又構(gòu)成了三條相線的星型連接，最終結(jié)果是O端開路，A、B、C端構(gòu)成星型連接，使三個光電耦合器Uf U3互為回路，由此檢測出零線PWO開路。
[0021]四個光電耦合器UfU4的輸出端與由所述四個運算放大器Af A4組成的運放電路連接，通過運放電路把檢測信息發(fā)送給微控制器，此處的運放電路屬于典型電路，普通技術(shù)人員很容易理解，在這里就不再贅述。
[0022]如圖4所示，所述供電電路包括變壓器Tl、穩(wěn)壓芯片U5以及若干二極管、若干電容和若干電阻，穩(wěn)壓芯片U5采用SPX5205芯片，電力線的三條相線輸入端PWA、PffB和PWC分別串接一個電阻RW1、RW2和RW3，并在相線PWA與零線PWO之間連接一瞬態(tài)二極管DVWl，在相線PWB與零線PWO之間連接一瞬態(tài)二極管DVW2，在相線PWC與零線PWO之間連接一瞬態(tài)二極管DVW3 ;變壓器Tl輸入端的一個引腳連接電力線的零線PW0，另一個引腳依次串聯(lián)自恢復(fù)保險元件FSl和熔絲保險管FS2后與電力線相線中的任意一條連接(此處接相線PWA)，其中FS2的作用是防止浪涌，當輸變電線路報警監(jiān)測終端的系統(tǒng)電路有過流時，首先會在FSl端產(chǎn)生效果，瞬時使其電阻值達到幾百兆歐姆的量級，阻斷電流使電路得以安全，而在浪涌產(chǎn)生時會使DVW4瞬態(tài)二極管在納秒級的時間對零線PWO短路，瞬時燒毀FS2熔絲保險管。在變壓器Tl輸入端的兩個引腳之間連接一個瞬態(tài)二極管DVW4 ;變壓器Tl輸出端與穩(wěn)壓芯片U5連接。三相四線電力線由插頭JBTl引入，三條相線由RW1?RW3做限流保護，并通過DVWf DVW3這三個瞬態(tài)二極管對零線PWO做防雷擊和浪涌的泄放保護，當有大電流沖擊相線時，瞬態(tài)二極管會在納秒級的時間對零線PWO短路，瞬時會燒毀限流電阻RW1、RW2或RW3，由此保護后級電路的安全。
[0023]所述終端采集器還包括自身防護監(jiān)測裝置，所述自身防護監(jiān)測裝置包括磁控開關(guān)、水銀開關(guān)、微型攝像頭和溫度傳感器，所述磁控開關(guān)包括設(shè)置在輸變電線路報警監(jiān)測終端上蓋的磁體和設(shè)置在輸變電線路報警監(jiān)測終端內(nèi)的磁控干簧管，所述磁控干簧管的兩個引腳與所述微控制器的輸入端引腳連接；所述微型攝像頭、水銀開關(guān)和溫度傳感器分別與所述微控制器連接。
[0024]為了保證終端采集器的不間斷運行，終端采集器還包括備用電池接口，備用電池組通過備用電池接口與終端采集器連接，這樣，即使在供電電路斷電情況下也能保證其正
常工作。
[0025]本發(fā)明的工作原理是:假設(shè)在圖1中的輸電主線路上有六條分支，其引出節(jié)點分別為A、B、C、D、E和F，如果在AB之間發(fā)生b相線的截斷，那么A節(jié)點臺變Tl下的終端采集器I檢測線路狀態(tài)正常，B節(jié)點之后的5個終端采集器均出現(xiàn)b相缺陷故障，上報輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器的應(yīng)該是除A節(jié)點之外的終端采集器均有b相缺相故障的報告，從而得出AB節(jié)點之間的線路出現(xiàn)截斷事故或發(fā)生盜割警情，其他情況也以此類推。如果發(fā)生主干線路節(jié)點至變壓器之間的截斷情況，只有該節(jié)點下的終端采集器會上報缺相故障，其他終端采集器均正常工作。
[0026]該系統(tǒng)的工作方式包括巡檢和主動報警兩種模式，巡檢過程是集中器對終端采集器發(fā)起的在線工作狀態(tài)檢測過程，集中器通過撥號方式撥叫終端采集器號碼，終端采集器檢測到號碼后，啟動GPRS上網(wǎng)方式將線路狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送給集中器，集中器定時把數(shù)據(jù)發(fā)送給輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器；主動報警過程是終端采集器主動上報故障信號的方式，當線路發(fā)生故障時，終端采集器連接集中器的IP，連接成功后，發(fā)送報警數(shù)據(jù)，如果登錄集中器的IP不成功，則終端采集器將固定格式的短信發(fā)送給集中器，集中器再向輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器發(fā)送故障信號，在線路故障的同時，終端采集器向故障提示終端發(fā)送短信，同時，故障提示終端的爆閃燈、揚聲器和震動馬達開始工作，提示工作人員。
【權(quán)利要求】
1.一種全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，包括輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器、輸電主線路、支線路和若干終端采集器，其特征在于，它還包括故障提示終端和集中器，所述故障提示終端包括GSM短信模塊和報警提示裝置；所述終端采集器設(shè)置在每條支線路上的變壓器輸出端；所述終端采集器分別與集中器和故障提示終端通信連接；所述集中器與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述終端采集器包括微控制器、存儲器、顯示裝置、按鍵模塊、擴展端口、通信模塊、線路狀態(tài)監(jiān)測電路和供電電路，所述存儲器包括工作狀態(tài)存儲器和遠程下載存儲器；所述顯示裝置、存儲器、按鍵模塊、擴展端口、通信模塊和線路狀態(tài)監(jiān)測電路分別與微控制器連接；所述通信模塊與外界通信連接；所述線路狀態(tài)監(jiān)測電路和供電電路的輸入端分別與電力線連接；所述供電電路分別與通信模塊、存儲器和微控制器連接，為其提供工作電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輸變電線路報警監(jiān)測終端，其特征在于，所述顯示裝置包括電源狀態(tài)指示燈、通信模塊指示燈和通信模塊信號強度指示燈。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述終端采集器的通信模塊包括GSM/GPRS模塊、SM卡、受話器和揚聲器，所述SM卡設(shè)置在GSM/GPRS模塊的SM卡槽中 ，所述受話器和揚聲器分別與GSM/GPRS模塊連接；所述按鍵模塊包括通話按鍵和自檢按鍵。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述線路狀態(tài)監(jiān)測電路包括四個光電耦合器Uf U4，三個整流二極管，三個發(fā)光二極管，四個運算放大器AfA4，以及若干電阻和電容；所述光電耦合器UfU3的輸入端陽極分別串接一個整流二極管和一個電阻后，分別與電力線的三條相線連接；光電耦合器UfU3的輸入端陰極并聯(lián)后接到光電耦合器U4的輸入端陽極，光電耦合器U4的陰極接電力線零線；所述光電耦合器UfU3的輸入端陰極分別串接一個電阻和一個發(fā)光二極管后連接在相應(yīng)的電力線上；四個光電耦合器UfU4的輸出端與由所述四個運算放大器Af A4組成的運放電路連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電路包括變壓器、穩(wěn)壓芯片以及若干二極管、若干電容和若干電阻，電力線的三條相線輸入端分別串接一個電阻，并在每一條相線與零線之間連接一瞬態(tài)二極管；變壓器輸入端的一個引腳連接電力線的零線，另一個引腳依次串聯(lián)自恢復(fù)保險元件和熔絲保險管后與電力線相線中的任意一條連接，在變壓器輸入端的兩個引腳之間連接一個瞬態(tài)二極管；變壓器輸出端與穩(wěn)壓芯片連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述終端采集器還包括自身防護監(jiān)測裝置，所述自身防護監(jiān)測裝置包括磁控開關(guān)、水銀開關(guān)、微型攝像頭和溫度傳感器，所述磁控開關(guān)包括設(shè)置在輸變電線路報警監(jiān)測終端上蓋的磁體和設(shè)置在輸變電線路報警監(jiān)測終端內(nèi)的磁控干簧管，所述磁控干簧管的兩個引腳與所述微控制器的輸入端引腳連接；所述微型攝像頭、水銀開關(guān)和溫度傳感器分別與所述微控制器連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述終端采集器還包括備用電池接口，備用電池組通過備用電池接口與終端采集器連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述故障提示終端的報警提示裝置包括顯示屏、揚聲器、受話器、爆閃燈和震動馬達。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全線路電力設(shè)施故障及防盜報警系統(tǒng)，其特征在于，所述終端采集器通過GSM/C DMA網(wǎng)絡(luò)與故障提示終端進行語音和/或短信通信連接；所述集中器通過GPRS/EDGE/CDMA網(wǎng)絡(luò)與輸變電監(jiān)控中心服務(wù)器進行通信連接。
【文檔編號】G08B25/00GK103794034SQ201410078989
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月6日
【發(fā)明者】肖孟國 申請人:肖孟國, 鄧軍