專利名稱：一種配網(wǎng)中壓架空線路在線監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種配網(wǎng)中壓架空線在線監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國企業(yè)與居民用電量激增，用戶對于供電可靠性與供電質(zhì)量的要求日益提高。但是長期以來，我國的電力建設(shè)重視發(fā)電、輸電環(huán)節(jié)，忽視配電環(huán)節(jié)。這就導(dǎo)致了我國配電網(wǎng)建設(shè)水平較低，且配網(wǎng)一直處于不可視的運(yùn)行狀態(tài)，年停電時間過長，供電的可靠性與供電質(zhì)量不能滿足用戶的要求。事實(shí)表明，僅靠目前的人工監(jiān)測、排查配電網(wǎng)故障方式已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)今復(fù)雜的配電網(wǎng)運(yùn)行情況，為了配合智能配電網(wǎng)的發(fā)展，配網(wǎng)在線監(jiān)測技術(shù)勢必成為當(dāng)前發(fā)展的主要方向?，F(xiàn)有的配網(wǎng)在線監(jiān)測裝置功耗大、需要供電電源。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種具有超低功耗自取電電源的配網(wǎng)中壓架空線在線監(jiān)測裝置，可實(shí)時采集配網(wǎng)架空線的電流信號，通過短距離MESH和GPRS混合組網(wǎng)通信技術(shù)，將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)傳輸回監(jiān)測后臺，改善配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)不可知的問題；此外，本裝置通過采集三相電流及時鐘同步，借助微機(jī)運(yùn)算可得到零序電流參數(shù)，通過對零序電流的分析比較判斷單相接地故障，有效地解決了架空線路單相故障難以識別判斷的問題。解決 上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種配網(wǎng)中壓架空線在線監(jiān)測裝置，包括終端和三臺探頭，各探頭分別與終端電連接，其特征是:所述的終端包括終端MESH通信模塊10、終端GSM通信模塊11、終端電源模塊16、終端時鐘模塊17、終端太陽能板12和由終端微型處理器13和終端存儲器14構(gòu)成的終端CPU模塊15，終端MESH通信模塊、終端GSM通信模塊、終端電源模塊和終端時鐘模塊分別與終端CPU模塊雙向電連接，終端太陽能板與終端電源模塊連接；所述的探頭包括探頭電流互感器1、探頭信號處理電路2、探頭電源模塊6、探頭時鐘模塊7、探頭前置存儲器8、探頭MESH通信模塊9和由探頭微型處理器4和探頭存儲器5構(gòu)成的探頭最小CPU處理模塊3，探頭電流互感器、探頭信號處理電路和探頭最小CPU處理模塊依次單向電連接，探頭電源模塊、探頭時鐘模塊、探頭前置存儲器和探頭通信模塊分別與探頭最小CPU處理模塊雙向電連接，探頭信號處理電路還與探頭前置存儲器單向電連接。電流互感器用于采集配網(wǎng)架空線路的電流信號，將線路的大電流轉(zhuǎn)換成信號處理電路需要的小電流；信號處理電路用于將電流互感器二次回路送過的小電流進(jìn)行A/D變換，并將變換后的數(shù)字信號發(fā)送給CPU最小運(yùn)行模塊處理模塊，同時將變換后的數(shù)字信號存儲于前置存儲中緩存;CPU最小運(yùn)行模塊的探頭微型處理器和探頭存儲器主要用于波形數(shù)據(jù)的處理與壓縮；第二電源模塊用于向探頭提供工作電壓；第二時鐘模塊用于向CPU最小運(yùn)行模塊提供精準(zhǔn)時鐘信號；通信模塊采用MESH短距離通信方式，用于接收終端發(fā)送的指令和發(fā)送波形數(shù)據(jù)。終端的MESH通信模塊用于與探頭進(jìn)行無線短距離通信；GSM通信模塊用于將故障信息及錄波數(shù)據(jù)發(fā)送給后臺監(jiān)測系統(tǒng)；CPU模塊主要將多個探頭發(fā)送的電流波形進(jìn)行集中同步處理及故障判斷；第一電源模塊用于對蓄電池和太陽能板的能量管理和對終端的供電管理；第一時鐘模塊用于向CPU模塊提供精準(zhǔn)時鐘信號；太陽能板用于將太陽能轉(zhuǎn)換成電能，對蓄電池進(jìn)行充電或者對設(shè)備進(jìn)行供電。本實(shí)用新型工作原理:探頭通過電流互感器將架空線路上的電流信號經(jīng)過信號處理電路傳送過CPU最小運(yùn)行系統(tǒng)，CPU在不工作的時候處于休眠狀態(tài)，當(dāng)線路發(fā)生電流突變或者接受到后臺主動召測后，啟動CPU工作，CPU將互感器采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行錄波和處理，并將處理后的數(shù)據(jù)通過短距離MESH通信方式發(fā)送至終端。終端在接受到任一波形發(fā)送的電流波形信息后，請求另外兩個探頭反饋電流波形，并合成零序電流。通過對三相電流和零序電流的分析和比較，判斷是否發(fā)生故障。當(dāng)判定線路發(fā)生故障時，則通過GPRS通信模塊將故障類型及故障發(fā)生時的波形上送給主站。對于主動召測的命令，判斷完后，若無故障也將采集到的三相電流波形上送給主站。終端除了進(jìn)行故障判別和與主站通信以外，還具有時鐘同步功能。終端將定時發(fā)送時鐘對時命令給探頭，探頭在接受到對時命令后強(qiáng)制時鐘與終冋步，實(shí)現(xiàn)A、B、C 二相的時鐘與終端相同，并采用電流過零點(diǎn)開始采集，在保證三相電流的時鐘同步的同時，便于零序電流合成。由于探頭掛在架空線上，若單獨(dú)采用電池供電，長時工作難以實(shí)現(xiàn)，且更換電池麻煩。本實(shí)用新型采用CT取電模式，充電電池作為后備電源，為了使得裝置在線路輕載情況下也能正常工作，在不進(jìn)行錄波時，裝置CPU模塊、通信模塊均處于休眠狀態(tài)；信號采集模塊處于半休眠狀態(tài)，在CPU休眠時采集到的數(shù)據(jù)均統(tǒng)一存在前置緩存中，用于存儲故障發(fā)生前一小段時間的電流波形；時鐘同步模塊只在通信模塊接收到對時命令時才進(jìn)行工作，否則處于時鐘自走狀態(tài)。有益效果:本實(shí)·用新型可實(shí)時采集配網(wǎng)架空線的電流信號，通過短距離MESH和GPRS混合組網(wǎng)通信技術(shù)，將現(xiàn)場采集到的數(shù)據(jù)傳輸回監(jiān)測后臺，改善配網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)不可知的問題；此外，本裝置通過采集三相電流及時鐘同步，借助微機(jī)運(yùn)算可得到零序電流參數(shù)，通過對零序電流的分析比較判斷單相接地故障，有效地解決了架空線路單相故障難以識別判斷的問題。本裝置具有超低功耗的自取電電源，通過超低功耗設(shè)計(jì)，探頭平均待機(jī)功耗可小于40uA@3.6V，平均運(yùn)行功耗小于80uA@3.6V在線路只有5A電流時也能自取電工作，實(shí)現(xiàn)三相時鐘同步，可實(shí)時錄波監(jiān)測配網(wǎng)線路運(yùn)行狀態(tài)，識別線路各種故障。通信裝置采用太陽能和蓄電池綜合供電，通信裝置同樣采用低功耗設(shè)計(jì)，在陰天情況下，可連續(xù)工作15天。

圖1在線監(jiān)測裝置現(xiàn)場安裝示意圖；圖2米集探頭組成和連接關(guān)系不意圖；圖3集中處理終端組成和連接關(guān)系示意圖。圖中:1-探頭電流互感器，2-探頭信號處理電路，3-探頭最小CPU處理模塊，4-探頭微型處理器，5-探頭存儲器，6-探頭電源模塊，7-探頭時鐘模塊，8-探頭前置存儲器，9-探頭MESH通信模塊，10-終端MESH通信模塊，11_終端GSM通信模塊，12-終端太陽能板，13-終端微型處理器，14-終端存儲器，15-終端CPU模塊，16-終端電源模塊，17-終端時鐘模塊。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的具體實(shí)施例包括終端和三臺探頭，各探頭分別與終端電連接，現(xiàn)場安裝示意圖如圖1，以下結(jié)合圖2和圖3對采集探頭和集中處理終端進(jìn)行詳細(xì)描述。探頭包括探頭電流互感器1、探頭信號處理電路2、探頭電源模塊6、探頭時鐘模塊
7、探頭前置存儲器8、探頭MESH通信模塊9和由探頭微型處理器4和探頭存儲器5構(gòu)成的探頭最小CPU處理模塊3，探頭電流互感器、探頭信號處理電路和探頭最小CPU處理模塊依次單向電連接，探頭電源模塊、探頭時鐘模塊、探頭前置存儲器和探頭通信模塊分別與探頭最小CPU處理模塊雙向電連接，探頭信號處理電路還與探頭前置存儲器單向電連接。終端包括終端MESH通信模塊10、終端GSM通信模塊11、終端電源模塊16、終端時鐘模塊17、終端太陽能板12和由終端 微型處理器13和終端存儲器14構(gòu)成的終端CPU模塊15，終端MESH通信模塊、終端GSM通信模塊、終端電源模塊和終端時鐘模塊分別與終端CPU模塊雙向電連接，終端太陽能板與終端電源模塊連接。
權(quán)利要求1.一種配網(wǎng)中壓架空線在線監(jiān)測裝置，包括終端和三臺探頭，各探頭分別與終端電連接，其特征是:所述的探頭包括探頭電流互感器(I)、探頭信號處理電路(2)、探頭電源模塊(6)、探頭時鐘模塊(7)、探頭前置存儲器(8)、探頭MESH通信模塊(9)和由探頭微型處理器(4)和探頭存儲器(5)構(gòu)成的探頭最小CPU處理模塊(3)，探頭電流互感器、探頭信號處理電路和探頭最小CPU處理模塊依次單向電連接，探頭電源模塊、探頭時鐘模塊、探頭前置存儲器和探頭通信模塊分別與探頭最小CPU處理模塊雙向電連接，探頭信號處理電路還與探頭前置存儲器單向電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的配網(wǎng)中壓架空線在線監(jiān)測裝置，其特征是:所述的終端包括終端MESH通信模塊(10 )、終端GSM通信模塊(11)、終端電源模塊(16 )、終端時鐘模塊(17 )、終端太陽能板(12)和由終端微型處理器(13)和終端存儲器(14)構(gòu)成的終端CPU模塊(15)，終端MESH通信模塊、終端GSM通信模塊、終端電源模塊和終端時鐘模塊分別與終端CPU模塊 雙向電連接，終端太陽能板與終端電源模塊連接。
專利摘要一種配網(wǎng)中壓架空線在線監(jiān)測裝置，包括終端和至少一探頭，探頭的組成和連接關(guān)系為電流互感器、信號處理電路和最小CPU處理模塊依次單向電連接，電源模塊、時鐘模塊和通信模塊分別與最小CPU處理模塊雙向電連接，信號處理電路還與前置存儲器單向電連接；終端的組成和連接關(guān)系為MESH通信模塊、GSM通信模塊、電源模塊、時鐘模塊分別與CPU模塊雙向電連接，太陽能板與電源模塊連接。本裝置探頭平均待機(jī)功耗可小于40uA@3.6V，平均運(yùn)行功耗小于80uA@3.6V，只有5A電流時也能自取電工作，通信裝置在陰天情況下可連續(xù)工作15天。
文檔編號G01R31/08GK203149067SQ20132001151
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者李傳健, 余南華, 李 瑞, 周克林 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院