變電站光纖故障定位系統和方法

2023-11-10 05:53:32 1

變電站光纖故障定位系統和方法
【專利摘要】本發明提出了一種變電站光纖故障定位系統和方法，涉及光纖故障檢測領域，監測中心包括：數據管理模塊、監測控制模塊和報警模塊；所述數據管理模塊用於維護和管理監測中心自身的測試信息以及監測站所發送的測試信息和參數配置信息；所述監測控制模塊用於管理所述監測站的測試信息和參數配置信息，對於監測站的測試信息和參數配置信息進行分析和存儲，將監測站採集的光纖性能信息發送到監測控制模塊進行分析，將分析後的測試信息和參數配置信息以及光纖性能信息進行判斷，得到告警信息，將告警信息傳輸給報警模塊；所述報警模塊用於將告警信息通過報警模塊預存的地理位置信息進行位置定位，顯示故障位置信息。
【專利說明】變電站光纖故障定位系統和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及變電站光纖通信【技術領域】，尤其涉及一種變電站光纖故障定位系統和方法。
【背景技術】
[0002]光纖通信作為目前電力系統的主要傳輸方式，應用範圍越來越廣泛，它不僅實現了遠距離傳輸信號，且傳輸信號性能穩定，為了保證線路的穩定必須對網絡進行良好的監控，當網絡出現故障時，如果不能有效找出問題光路所在位置，必然會造成大量的時間與經濟損失。目前，對於光纖故障的定位主要採用OTDR(光時域反射儀)技術。該技術可以有效地監測出故障點與監測點之間的距離，但是無法顯示出故障點的空間位置(坐標值)，由於電力系統中光纖埋設走向複雜，這給光纖故障搶修帶來很大困難，而且在實際的PFTTH網絡光纖故障處理中，傳統的OTDR無法滿足接入網多支路、單向高損耗的實時在線監測的要求，常常出現因無法迅速準確地找到故障點地理位置而延誤事故處理，導致損失增加的情況。

【發明內容】

[0003]本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題，特別創新地提出了一種變電站光纖故障定位系統和方法。
[0004]為了實現本發明的上述目的，本發明提供了一種變電站光纖故障定位系統，由監測中心和監測站組成，其關鍵在於，所述監測中心包括:數據管理模塊、監測控制模塊和報警豐吳塊；
[0005]所述數據管理模塊用於維護和管理監測中心自身的測試信息以及監測站所發送的測試信息和參數配置信息；
[0006]所述監測控制模塊用於管理所述監測站的測試信息和參數配置信息，對於監測站的測試信息和參數配置信息進行分析和存儲，將監測站採集的光纖性能信息發送到監測控制模塊進行分析，將分析後的測試信息和參數配置信息以及光纖性能信息進行判斷，得到告警信息，將告警信息傳輸給報警模塊；
[0007]所述報警模塊用於將告警信息通過報警模塊預存的地理位置信息進行位置定位，顯示故障位置信息。
[0008]上述技術方案的有益效果為:通過監測中心的數據管理模塊、監測控制模塊和報警模塊協同工作，對光纖傳輸信息進行檢測，並且準確定位光纖故障位置，將信息反饋給監測中心進行後續處理。
[0009]所述的變電站光纖故障定位系統，優選的，所述監測站包括:主控模塊、OTDR卡測試模塊和光功率監測與統計分析模塊；
[0010]所述主控模塊用於將監測站的測試信息和參數配置信息發送到OTDR卡測試模塊進行測試工作，以及發送到光功率監測與統計分析模塊完成光纖光功率採集工作；[0011]所述OTDR卡測試模塊用於通過發送窄的雷射脈衝並檢測光纖的後向散射信號，採集被監測光纖的測試信息和性能信息，形成測試曲線，反饋給主控模塊，主控模塊對測試曲線進行分析，計算得到光纖的參數配置信息，所述參數配置信息為段平均耗損係數信息、平均接頭耗損信息、全程平均耗損信息、光學距離信息；
[0012]將所述參數配置信息傳輸給監測控制模塊，所述監測控制模塊形成參考曲線與測試曲線，將所述測試信息與參數配置信息進行比較，獲得故障點位置信息；
[0013]測試結果傳送給主控模塊，以此來判斷光纖線路所述光功率監測與統計分析模塊內置分光器模塊，採集成的測試光，實時監測被監測光纖中光功率的變化，並把告警，所述
2< η < 10。
[0014]上述技術方案的有益效果為:通過監測站的主控模塊、OTDR卡測試模塊和光功率監測與統計分析模塊的協同工作，OTDR卡測試模塊對光纖進行故障檢測，然後通過光功率監測與統計分析模塊對故障進行分析得到故障定位信息。
[0015]所述的變電站光纖故障定位系統，優選的，還包括:運行維護模塊；所述運行維護模塊用於對數據管理模塊的測試信息、參數配置信息和性能信息的維護，管理所述信息的列印輸出。
[0016]上述技術方案的有益效果為:運行維護模塊對光纖運行數據進行管理維護以及輸出列印等相關工作。
[0017]所述的變電站光纖故障定位系統，優選的，所述報警模塊包括:地理信息系統；
[0018]所述地理信息系統用於將預存的地理位置信息與監測控制模塊接收的OTDR卡測試模塊獲得的故障點位置信息進行比對，自動標示出與監測中心基準點的距離，通過分析計算得出故障點的空間位置並在地圖上顯示，並通過數據管理模塊提供的歷史故障信息提供輔助決策。
[0019]上述技術方案的有益效果為:地理信息系統所存儲的地理位置信息與監測控制模塊接收的OTDR卡測試模塊獲得的故障點位置信息進行比對分析之後，將空間位置在地圖中顯示出來。
[0020]所述的變電站光纖故障定位系統，優選的，所述地理信息系統包括:故障定位模塊；
[0021]所述故障定位模塊用於管理地理信息系統的空間數據和屬性數據，所述空間數據和屬性數據的關係是每一個空間數據與這個空間數據所描述的屬性數據在地理信息系統中被共同賦予了有且唯一的一個ID號，而這個ID號保證了空間數據與屬性數據一一對應關係。
[0022]上述技術方案的有益效果為:所述故障定位模塊能夠準確的定位故障點。
[0023]所述的變電站光纖故障定位系統，優選的，所述故障定位模塊包括:
[0024]監測中心得到光功率告警信息，地理信息系統自動啟動故障定位操作，所述主控模塊控制OTDR卡測試模塊進行監測，得到故障點距離相應監測站的距離記為S3m，在杆塔屬性表中距離相應監測站的距離與杆塔的杆號一一對應，每一個杆塔的杆號有且唯一對應一個距離相應監測站的距離，在杆塔屬性表中選取距離相應監測站的距離與3_數值之差最小的一個杆塔的杆號，從而相當於選擇出了距離故障點最近的杆塔，該杆塔的杆號記為N，再從杆塔屬性表之中查找出距離相應監測站的距離記為SN，即通過杆塔屬性表查找出{min (Sn-Ss)I所對應的的N的值，由於在配置杆塔屬性表時，按距離相應監測站從小到大的順序依次記錄杆塔，因此故障點確定在杆塔的杆號N以及杆塔的杆號N-1所對應的杆塔之間，再在杆塔屬性表之中查找出杆塔的杆號N-1所對應的距離相應監測站的距離Sim，而每個杆塔所對應的空間坐標(XN，YN)，(Xn-PYim)也在屬性表之中查詢得到，如果X為故障點X坐標，Y為故障點Y坐標，Xn為杆塔的杆號為N對應的杆塔的X坐標，Xn 1為杆塔的杆號為N-1對應的杆塔的X坐標，Yn為杆號為N對應的杆塔的Y坐標，Yn 1為杆塔的杆號為N-1對應的杆塔的Y坐標，那麼故障點的空間坐標為
[0025]
【權利要求】
1.一種變電站光纖故障定位系統，由監測中心和監測站組成，其特徵在於，所述監測中心包括:數據管理模塊、監測控制模塊和報警模塊； 所述數據管理模塊用於維護和管理監測中心自身的測試信息以及監測站所發送的測試信息和參數配置信息； 所述監測控制模塊用於管理所述監測站的測試信息和參數配置信息，對於監測站的測試信息和參數配置信息進行分析和存儲，將監測站採集的光纖性能信息發送到監測控制模塊進行分析，將分析後的測試信息和參數配置信息以及光纖性能信息進行判斷，得到告警信息，將告警信息傳輸給報警模塊； 所述報警模塊用於將告警信息通過報警模塊預存的地理位置信息進行位置定位，顯示故障位置信息。
2.根據權利要求1所述的變電站光纖故障定位系統，其特徵在於，所述監測站包括:主控模塊、OTDR卡測試模塊和光功率監測與統計分析模塊； 所述主控模塊用於將監測站的測試信息和參數配置信息發送到OTDR卡測試模塊進行測試工作，以及發送到光功率監測與統計分析模塊完成光纖光功率採集工作； 所述OTDR卡測試模塊用於通過發送窄的雷射脈衝並檢測光纖的後向散射信號，採集被監測光纖的測試信息和性能信息，形成測試曲線，反饋給主控模塊，主控模塊對測試曲線進行分析，計算得到光纖的參數配置信息，所述參數配置信息為段平均耗損係數信息、平均接頭耗損信息、全程平均耗損信息、光學距離信息； 將所述參數配置信息傳輸給監測控制模塊，所述監測控制模塊形成參考曲線與測試曲線，將所述測試信息與參數配置信息進行比較，獲得故障點位置信息； 測試結果傳送給主控 模塊，以此來判斷光纖線路所述光功率監測與統計分析模塊內置分光器模塊，採集n%的測試光，實時監測被監測光纖中光功率的變化，並把告警，所述2< η < 10。
3.根據權利要求1所述的變電站光纖故障定位系統，其特徵在於，還包括:運行維護模塊；所述運行維護模塊用於對數據管理模塊的測試信息、參數配置信息和性能信息的維護，管理所述信息的列印輸出。
4.根據權利要求2所述的變電站光纖故障定位系統，其特徵在於，所述報警模塊包括:地理信息系統； 所述地理信息系統用於將預存的地理位置信息與監測控制模塊接收的OTDR卡測試模塊獲得的故障點位置信息進行比對，自動標示出與監測中心基準點的距離，通過分析計算得出故障點的空間位置並在地圖上顯示，並通過數據管理模塊提供的歷史故障信息提供輔助決策。
5.根據權利要求4所述的變電站光纖故障定位系統，其特徵在於，所述地理信息系統包括:故障定位|吳塊； 所述故障定位模塊用於管理地理信息系統的空間數據和屬性數據，所述空間數據和屬性數據的關係是每一個空間數據與這個空間數據所描述的屬性數據在地理信息系統中被共同賦予了有且唯一的一個ID號，而這個ID號保證了空間數據與屬性數據一一對應關係。
6.根據權利要求5所述的變電站光纖故障定位系統，其特徵在於，所述故障定位模塊包括:監測中心得到光功率告警信息，地理信息系統自動啟動故障定位操作，所述主控模塊控制OTDR卡測試模塊進行監測，得到故障點距離相應監測站的距離記為S3m，在杆塔屬性表中距離相應監測站的距離與杆塔的杆號一一對應，每一個杆塔的杆號有且唯一對應一個距離相應監測站的距離，在杆塔屬性表中選取距離相應監測站的距離與3_數值之差最小的一個杆塔的杆號，從而相當於選擇出了距離故障點最近的杆塔，該杆塔的杆號記為N，所述N為正整數，再從杆塔屬性表之中查找出距離相應監測站的距離記為SN，即通過杆塔屬性表查找出{min(Sn-SM)}所對應的的N的值，由於在配置杆塔屬性表時，按距離相應監測站從小到大的順序依次記錄杆塔，因此故障點確定在杆塔的杆號N以及杆塔的杆號N-1所對應的杆塔之間，再在杆塔屬性表之中查找出杆塔的杆號N-1所對應的距離相應監測站的距離Sim，而每個杆塔所對應的空間坐標(ΧΝ，ΥΝ)，(Χ,Υ)也在屬性表之中查詢得到，如果X為故障點X坐標，Y為故障點Y坐標，Xn為杆塔的杆號為N對應的杆塔的X坐標，Xn1為杆塔的杆號為N-1對應的杆塔的X坐標,Yn為杆號為N對應的杆塔的Y坐標,YN_!為杆塔的杆號為N-1對應的杆塔的Y坐標，那麼故障點的空間坐標為
7.根據權利要求2所述的變電站光纖故障定位系統，其特徵在於，還包括:光開關切換模塊； 所述光開關切換模塊用於切換光纖光路，與OTDR卡測試模塊形成聯動,光纖光路發生故障時，將測試光切換到指定光纖光路上。
8.一種根據權利要求1所述變電站光纖故障定位系統的控制方法，其特徵在於，包括如下步驟: 步驟1，所述數據管理模塊維護和管理監測中心自身的測試信息以及監測站所發送的測試信息和參數配置信息；所述監測控制模塊管理所述監測站的測試信息和參數配置信息，對於監測站的測試信息和參數配置信息進行分析和存儲，將監測站採集的光纖性能信息發送到監測控制模塊進行分析，將分析後的測試信息和參數配置信息以及光纖性能信息進行判斷，得到告警信息，將告警信息傳輸給報警模塊；所述報警模塊將告警信息通過報警模塊預存的地理位置信息進行位置定位，顯示故障位置信息； 步驟2，所述主控模塊將監測站的測試信息和參數配置信息發送到OTDR卡測試模塊進行測試工作，以及發送到光功率監測與統計分析模塊完成光纖光功率採集工作；所述OTDR卡測試模塊通過發送窄的雷射脈衝並檢測光纖的後向散射信號，採集被監測光纖的測試信息和性能信息，形成測試曲線，反饋給主控模塊，主控模塊對測試曲線進行分析，計算得到光纖的參數配置信息，所述參數配置信息為段平均耗損係數信息、平均接頭耗損信息、全程平均耗損信息、光學距離信息；將所述參數配置信息傳輸給監測控制模塊，所述監測控制模塊形成參考曲線與測試曲線，將所述測試信息與參數配置信息進行比較，獲得故障點位置信息；所述光功率監測與統計分析模塊內置分光器模塊，採集成的測試光，實時監測被監測光纖中光功率的變化，並把測試結果傳送給主控模塊，以此來判斷光纖線路告警，所述10;運行維護模塊對數據管理模塊的測試信息、參數配置信息和性能信息的維護，管理所述信息的列印輸出。
9.根據權利要求8所述的變電站光纖故障定位控制方法，其特徵在於，所述步驟2包括: 步驟2-1，地理信息系統將預存的地理位置信息與監測控制模塊接收的OTDR卡測試模塊獲得的故障點位置信息進行比對，自動標示出與監測中心基準點的距離，通過分析計算得出故障點的空間位置並在地圖上顯示，並通過數據管理模塊提供的歷史故障信息提供輔助決策； 步驟2-2，故障定位模塊管理地理信息系統的空間數據和屬性數據，所述空間數據和屬性數據的關係是每一個空間數據與這個空間數據所描述的屬性數據在地理信息系統中被共同賦予了有且唯一的一個ID號，而這個ID號保證了空間數據與屬性數據一一對應關係。
10.根據權利要求9所述的變電站光纖故障定位控制方法，其特徵在於，所述步驟2-2包括: 步驟2-3，監測中心得到光功率告警信息，地理信息系統自動啟動故障定位操作，所述主控模塊控制OTDR卡測試模塊進行監測，得到故障點距離相應監測站的距離記為S3m，在杆塔屬性表中距離相應監測站的距離與杆塔的杆號一一對應，每一個杆塔的杆號有且唯一對應一個距離相應監測站的距離； 步驟2-4，在杆塔屬性表中選取距離相應監測站的距離與S3m數值之差最小的一個杆塔的杆號，從而相當於選擇出了距離故障點最近的杆塔，該杆塔的杆號記為N，所述N為正整數，再從杆塔屬性表之中查找出距離相應監測站的距離記為SN，即通過杆塔屬性表查找出{min (Sn-S測)}所對應的的N的值； 步驟2-5、由於在配置杆塔屬性表時，按距離相應監測站從小到大的順序依次記錄杆塔，因此故障點確定在杆塔的杆號N以及杆塔的杆號N-1所對應的杆塔之間，再在杆塔屬性表之中查找出杆塔的杆號N-1所對應的距離相應監測站的距離Sim，而每個杆塔所對應的空間坐標(XN，YN), (Xn_1; Yn 1)也在屬性表之中查詢得到； 步驟2-6，如果X為故障點X坐標，Y為故障點Y坐標，Xn為杆塔的杆號為N對應的杆塔的X坐標，Xn-!為杆塔的杆號為N-1對應的杆塔的X坐標，Yn為杆號為N對應的杆塔的Y坐標，Yn-!為杆塔的杆號為N-1對應的杆塔的Y坐標，那麼故障點的空間坐標為


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【文檔編號】H04B10/075GK103441794SQ201310399223
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月5日 優先權日:2013年9月5日
【發明者】熊蘭, 劉鈺, 郝海泉, 李偉, 羅珊, 楊子康, 宋道軍, 姚樹友 申請人:重慶大學, 國家電網公司, 國網重慶市電力公司市區供電分公司