本發(fā)明涉及電網(wǎng)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)配電網(wǎng)具有線(xiàn)路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、環(huán)境多樣多變、故障頻繁復(fù)雜、維護(hù)工作量大等特征。配電線(xiàn)路某一段發(fā)生故障，需要逐段排查故障發(fā)生位置，不但工作強(qiáng)度大，而且還會(huì)延誤搶修時(shí)間，影響供電可靠性。目前，我國(guó)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)較大，而電網(wǎng)電壓對(duì)工業(yè)自動(dòng)化設(shè)備、家用電器等電網(wǎng)終端設(shè)備的正常使用及使用壽命具有很大的影響，過(guò)高的電壓往往會(huì)縮短電網(wǎng)終端設(shè)備的使用壽命，有時(shí)甚至?xí)闺娋W(wǎng)終端設(shè)備發(fā)生燒毀，而過(guò)低的電網(wǎng)電壓則有可能導(dǎo)致電網(wǎng)終端設(shè)備不能正常工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，該系統(tǒng)有利于快速、全面地檢測(cè)電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)，以為電力線(xiàn)路的故障分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，該檢測(cè)裝置包括：

電流互感器，與微控制器單元連接，用于采集電力線(xiàn)路的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后傳輸給微控制器單元；

電壓互感器，與微控制器單元連接，用于采集電力線(xiàn)路的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后傳輸給微控制器單元；

環(huán)境參數(shù)采集單元，與微控制器單元連接，用于采集電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)；

微控制器單元，用于對(duì)采集到的由電流信號(hào)和電壓信號(hào)形成的電力線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)以及電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行處理，并傳送至通信單元；

通信單元，連接至所述微控制器單元，用于在所述微控制器單元的控制下，將所述電力線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)和所述環(huán)境參數(shù)發(fā)送至上位的中心監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以對(duì)電力線(xiàn)路進(jìn)行故障分析；

電力線(xiàn)路的電流大小I₁為：

I₁ = K × I₂

其中，K為電流互感器的變比，I₂為電流互感器測(cè)得的二次電流；

電力線(xiàn)路的電壓大小U₁為：

U₁ = k_N × U₂

其中，k_N為電壓互感器的額定變比，U₂為電壓互感器測(cè)得的二次電壓。

進(jìn)一步的，所述電流互感器的二次負(fù)荷按如下公式計(jì)算：

Z_b = ∑K_mcZ_m + K_lcZ_l + R_c

其中，K_mc為電流互感器的阻抗換算系數(shù)，Z_m為電流互感器電流線(xiàn)圈的阻抗，K_lc為連接導(dǎo)線(xiàn)的阻抗換算系數(shù)，Z_l為連接導(dǎo)線(xiàn)的單程阻抗，R_c為接觸電阻。

進(jìn)一步的，所述電壓互感器接成星型時(shí)每相負(fù)荷按如下公式計(jì)算：

第一相：P_u = W_u cosφQ_u = W_u sinφ

第二相：P_v = W_v cosφQ_v = W_v sinφ

第三相：P_w = W_w cosφQ_w = W_w sinφ

其中，P_u、P_v、P_w分別表示電壓互感器各相的有功負(fù)荷，Q_u、Q_v、Q_w分別表示電壓互感器各相的無(wú)功負(fù)荷，W_u、W_v、W_w分別表示電壓互感器各相的全負(fù)荷，φ表示相角差。

進(jìn)一步的，該檢測(cè)裝置還包括信號(hào)調(diào)理電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述電流互感器和電壓互感器均與所述信號(hào)調(diào)理電路連接，對(duì)采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行包括濾波、整形的信號(hào)處理后，經(jīng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路傳輸給所述微控制器單元。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境參數(shù)采集單元包括至少一個(gè)圖像采集裝置，用于采集電力線(xiàn)路周?chē)膱D像數(shù)據(jù)，并將所述圖像數(shù)據(jù)傳送至所述微控制器單元。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境參數(shù)采集單元包括至少一個(gè)溫度傳感器，用于采集電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)傳送至所述微控制器單元。

進(jìn)一步的，所述環(huán)境參數(shù)采集單元包括至少一個(gè)濕度傳感器，用于采集電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的濕度數(shù)據(jù)，并將所述濕度數(shù)據(jù)傳送至所述微控制器單元。

進(jìn)一步的，該檢測(cè)裝置還包括：計(jì)時(shí)器，連接至所述微控制器單元，用于分別計(jì)算該檢測(cè)裝置距離上一次采集電力線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)的各間隔時(shí)間，當(dāng)各間隔時(shí)間分別達(dá)到相應(yīng)的預(yù)設(shè)值時(shí)，所述微控制器單元采集一次數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步的，該檢測(cè)裝置還包括太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能供電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板、控制器和蓄電池構(gòu)成，所述太陽(yáng)能電池板用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并送往蓄電池中存儲(chǔ)，所述控制器連接至所述太陽(yáng)能電池板和蓄電池，用于控制太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)工作，所述蓄電池用于存儲(chǔ)太陽(yáng)電池板轉(zhuǎn)換的電能，并為該檢測(cè)裝置供電。

本發(fā)明的有益效果在于提供了一種電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，該系統(tǒng)可以快速、準(zhǔn)確、全面地檢測(cè)由電流信號(hào)和電壓信號(hào)形成的電力線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)以及電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)，從而為下一步的電力線(xiàn)路故障分析提供重要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

本發(fā)明的電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括電流互感器、電壓互感器、信號(hào)調(diào)理電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、環(huán)境參數(shù)采集單元、微控制器單元、計(jì)時(shí)器、通信單元和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。

所述電流互感器與微控制器單元連接，用于采集電力線(xiàn)路的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后傳輸給微控制器單元。所述電壓互感器與微控制器單元連接，用于采集電力線(xiàn)路的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)處理后傳輸給微控制器單元。所述電流互感器和電壓互感器均與電力線(xiàn)路連接，以采集電力線(xiàn)路的電流信號(hào)和電壓信號(hào)。

電力線(xiàn)路的電流大小I₁為：

I₁ = K × I₂

其中，K為電流互感器的變比，I₂為電流互感器測(cè)得的二次電流。

電流互感器的二次負(fù)荷按如下公式計(jì)算：

Z_b = ∑K_mcZ_m + K_lcZ_l + R_c

其中，K_mc為電流互感器的阻抗換算系數(shù)，Z_m為電流互感器電流線(xiàn)圈的阻抗，K_lc為連接導(dǎo)線(xiàn)的阻抗換算系數(shù)，Z_l為連接導(dǎo)線(xiàn)的單程阻抗，R_c為接觸電阻。

電力線(xiàn)路的電壓大小U₁為：

U₁ = k_N × U₂

其中，k_N為電壓互感器的額定變比，U₂為電壓互感器測(cè)得的二次電壓。

電壓互感器接成星型時(shí)每相負(fù)荷按如下公式計(jì)算：

第一相：P_u = W_u cosφQ_u = W_u sinφ

第二相：P_v = W_v cosφQ_v = W_v sinφ

第三相：P_w = W_w cosφQ_w = W_w sinφ

其中，P_u、P_v、P_w分別表示電壓互感器各相的有功負(fù)荷，Q_u、Q_v、Q_w分別表示電壓互感器各相的無(wú)功負(fù)荷，W_u、W_v、W_w分別表示電壓互感器各相的全負(fù)荷，φ表示相角差。

所述電流互感器和電壓互感器均與所述信號(hào)調(diào)理電路連接，對(duì)采集到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行包括濾波、整形的信號(hào)處理后，經(jīng)所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路傳輸給所述微控制器單元。

所述環(huán)境參數(shù)采集單元與微控制器單元連接，用于采集電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)。所述計(jì)時(shí)器連接至所述微控制器單元，用于分別計(jì)算該檢測(cè)裝置距離上一次采集電力線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)和環(huán)境參數(shù)的各間隔時(shí)間，當(dāng)各間隔時(shí)間分別達(dá)到相應(yīng)的預(yù)設(shè)值時(shí)，所述微控制器單元采集一次數(shù)據(jù)。

所述微控制器單元用于對(duì)采集到的由電流信號(hào)和電壓信號(hào)形成的電力線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)以及電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行處理，并傳送至通信單元。所述通信單元連接至所述微控制器單元，用于在所述微控制器單元的控制下，將所述電力線(xiàn)路運(yùn)行參數(shù)和所述環(huán)境參數(shù)發(fā)送至上位的中心監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以對(duì)電力線(xiàn)路進(jìn)行故障分析。其中，所述通信單元可以為L(zhǎng)TE通信裝置、WIMAX通信裝置、TD-SCDMA通信裝置、WCDMA通信裝置、GPRS通信裝置、CDMA通信裝置、EDGE通信裝置、CDMA-2000通信裝置、GSM通信裝置、WIFI通信裝置、紅外通信裝置或藍(lán)牙通信裝置。

在本實(shí)施例中，該檢測(cè)裝置還包括太陽(yáng)能供電系統(tǒng)，所述太陽(yáng)能供電系統(tǒng)主要由太陽(yáng)能電池板、控制器和蓄電池構(gòu)成，所述太陽(yáng)能電池板用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能，并送往蓄電池中存儲(chǔ)，所述控制器連接至所述太陽(yáng)能電池板和蓄電池，用于控制太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)工作，所述蓄電池用于存儲(chǔ)太陽(yáng)電池板轉(zhuǎn)換的電能，并為該檢測(cè)裝置供電。

在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所述環(huán)境參數(shù)采集單元包括至少一個(gè)圖像采集裝置、至少一個(gè)溫度傳感器和至少一個(gè)濕度傳感器。所述圖像采集裝置用于采集電力線(xiàn)路周?chē)膱D像數(shù)據(jù)，并將所述圖像數(shù)據(jù)傳送至所述微控制器單元。所述溫度傳感器用于采集電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的溫度數(shù)據(jù)，并將所述溫度數(shù)據(jù)傳送至所述微控制器單元。所述濕度傳感器用于采集電力線(xiàn)路現(xiàn)場(chǎng)的濕度數(shù)據(jù)，并將所述濕度數(shù)據(jù)傳送至所述微控制器單元。

以上是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時(shí)，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。