[发明专利]用于检测和定位在高电阻率的地区中的中压配电网上的高阻抗故障的GSM/GPRS系统

说明书

相关申请

本申请涉及、并且要求于2012年9月15日提交的美国临时专利申请第61/701,643号的优先权，本文中通过引用并入了该公开全文。

技术领域

本要求保护的发明的实施例大体上涉及检测在中压(MV)配电网中的一个或多个断线(broken conductor)或断相(open conductor)故障的领域。在更具体的方面，本要求保护的发明涉及基于全球移动通信系统(GSM)和/或通用分组无线业务(GPRS)通信的用于检测在具有高电阻率的内陆地区、例如内陆沙漠地区中的断线或断相故障的系统。

背景技术

故障的导线给人们、动物和环境造成严重的危害。故障的导线可能出现在通电导线与准绝缘物体、例如树、建筑物或设备、或地面相接触时。这种事件经常在接触点处引起电弧和闪光。

更有问题的是在具有高接地电阻的地区、例如沙漠地点中对这种故障的检测。当通电导线坠落到具有高接地电阻的地区、例如沙地的地面上时，故障导线的故障电流由于极高的接地电阻值而基本上为零。测量故障检测值的常规方法依赖于例如电流和/或电压的源侧信号处理，并且不能检测在高接地电阻的地区的高阻抗故障。申请人已经认识到本领域的上述问题和限制，并且提供了各种实施例以检测在高接地电阻地区中的故障导线。

发明内容

本发明的实施例大体上涉及基于GSM/GPRS通信的电压检测系统、方法、计算机可读介质、和计算机程序，其提供供电电压的负载侧处理并且将信息传送到基站，使得可以采取改正措施以维修在MV配电网中的断线或断相故障。

特别地，根据至少一个实施例，所述系统、方法、计算机可读介质、和计算机程序监测配电变压器的低压(LV)侧的电压。利用例如GSM/GPRS通信将所测量的电压传输到基站，并且执行后续的改正措施以解决MV配电网上的断线或断相故障。

而且，本发明的实施例包括用于确定并且定位在高电阻率地区中的MV配电网中的一个或多个故障的系统、方法、计算机可读介质、和计算机程序。本发明的实施例包括例如多个断相装置，由此每个断相装置连接到相应的配电变压器的LV侧上，并且连接到相应的低压导线的外侧端。根据各个实施例，所述多个断相装置的每个都配置为例如确定异常电压读数并且将这些读数通过通信网络、例如作为非限制性示例的基于GSM/GPRS通信的网络传送到主控站。根据各个实施例，主控站配置为确定或验证在配电网上的一个或多个故障的存在和所述一个或多个故障的位置。

根据本要求保护的发明的一个实施例，提供了一种用于检测和定位与布置为将电力分配到具有高电阻率的地区的中压配电网相关联的断线或断相故障的系统。所述系统包括配置为将电力分配到具有高电阻率的地区的电压配电网。电压配电网包括每条都具有公共节点的多条高压导线，和多条低压导线。所述系统还包括多个配电变压器。多个配电变压器中的每个都包括连接到多条高压导线中的一条或多条的上部。多个配电变压器的每个都配置为使由多条高压导线中的一条或多条接收的一个或多个第一电压降低到低于所述一个或多个第一电压的一个或多个第二电压。多个配电变压器的每个都还包括底部，该底部连接到多条低压导线中的一条或多条以将所述一个或多个第二电压从多个配电变压器中相应的一个或多个分配到一条或多条低压导线。所述系统还包括多个断相装置。多个断相装置的每个都连接在相应的配电变压器的低压侧，并且连接到与相应的配电变压器的底部连接的相应的低压导线的外侧端。多个断相装置的每个都配置为通过全球移动通信系统(GSM)通信网络将多个电压读数传送到主控站。

多个断相装置的每个都包括配置为向所述多个断相装置供电的电源。所述电源包括变压器和整流电路。多个断相装置的每个都还包括配置为对作为备用电源的直流(DC)电池充电的电池充电单元，和配置为促进与GSM通信网络通信的GSM模块。多个断相装置的每个都还包括配置为感测多条低压导线的电压的电压感测模块，和一个或多个微控制器板，所述一个或多个微控制器板连接到GSM通信网络接口并且配置为存储由所述电压感测模块感测的所述多条低压导线的多个电压负载，并利用GSM通信传送所述多个电压负载。