自動平衡式線損在線監測儀的製作方法

2023-09-16 23:30:00 2

專利名稱：：自動平衡式線損在線監測儀的製作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種電網運行監測裝置，特別是涉及一種線損在線監測儀。
背景技術：
：目前，除了抄表和負控管理能夠對電網運行進行有限的監測外，還沒有專門針對電網線損進行診斷和提供治理方案的技術手段，可以說自動平衡式線損在線監測方案的出現在該應用領域填補了空白。目前線損的統計以人工統計為主，效率低，不能保證每個點統計的同步性，因此計算出的線損準確度大打折扣。當前的電能計量系統一般由計量互感器和電能表兩部分組成，電能表從計量互感器採集電能信號並計算出用電量，該用電量便作為供電部門向用電戶繳費的依據，由於計量系統缺少自我保護措施，便成了竊電行為攻擊的突破口，手段不斷翻新，從比較原始的私拉亂接、無表用電、繞表用電、更換互感器銘牌、私自開啟電錶計量鉛封等手段發展到目前的高科技智能化竊電，手法越來越智能隱蔽，給供電部門造成的損失越來越大。之所以出現這種情況，是因為缺少監測線損的系統方法，難以應付不斷翻新的竊電手段，處於極其被動的地位。因此要系統解決線損監測的問題。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種自動平衡式線損在線監測儀，它可以使用電管理人員及時準確地了解各個時段的線損數據，可以在竊電等行為發生的同時收到線損產生的原因告警，為治理線損提供可靠的依據。所述的自動平衡式線損在線監測儀是10KV供電線路線損在線監測系統的基本控制單元，在每個用電戶的電能表箱內安裝一套構成監測子站，在線路總出口處安裝一套構成總站，各子站將採集到的信息通過無線通信模塊與總站定時傳遞數據，由總站的CPU控制單元採用自動平衡式原理對本條線路進行線損分析計算，並將實時分析結果通過無線模塊方式上報管理人員，可無主站運行。如圖1所示，所述的自動平衡式線損在線監測儀，包括微功耗CPU、串行通訊接口、電源電路、擴展接口、寬範圍電壓輸入諧波採集電路、無線通信模塊、SIM卡接口、天線接P。當所述的諧波採集電路採集到的諧波含量異常時，程序就會自動發送告警信息給管理員。所述的電源電路負責給無線通信模塊、擴展接口、串行通信接口、CPU供電以維持設備運行。所述的無線通信模塊，主要負責總站和子站之間的無線通信。所述的微功耗CPU，負責對通過串行通信接口及諧波採集到的信息進行分析、計算。所述的擴展接口，為一總線接口，可以根據需要引出一個或多個接口。本實用新型的有益效果本實用新型可以使用電管理人員及時準確地了解各個時段的線損數據，可以在竊電等行為發生的同時收到線損產生的原因告警，為治理線損提供可靠依據。圖1是自動平衡式線損在線監測儀原理框圖2是自動平衡式線損在線監測儀的獨佔電能表通訊接口時的接線方式；圖3是自動平衡式線損在線監測儀的與其它設備分享電能表通訊接口的接線方式；對於高壓計量3X100V的電能表，本裝置工作電源的N極接電能表電壓端子的B;圖4是自動平衡式線損在線監測儀接線埠，l為電源接口，2為擴展接口、3為RS485通訊接口，4為SIM接口，5為天線接口；圖5是自動平衡式線損在線監測儀的諧波採集電路；圖6是自動平衡式線損在線監測儀的電源電路。具體實施方式本實用新型是IOKV供電線路線損在線監測系統的基本控制單元，系統構成兩個閉環1、以整條線路為監控對象進行終端組網，組成一個大的閉環，自成體系，可無主站運行。即在變電站整個線路出口處安裝一臺設備作為整個系統的總站，在線路其他各個節點各安裝一臺設備作為子站總站和子站構成一個完整的系統。2、''以某一個重點用戶為監控對象組成一個小的閉環，即在用戶進線端安裝一套高壓無線互感器，在用電末端安裝線損在線監測儀，實時監測電錶運行狀況，採集到電錶中有異常數據則自動發送報警信息到管理員，並分析產生線損的原因，給出相應的治理措施。實現對用電的完整監控。各子站採集的信息定時發送到總站，由總站進行分析比對，計算線損率。無線通信模塊與SM卡聯合使用，主要負責總站和子站之間的無線通信，也可以以簡訊息的方式向子站發送命令，獲取相應信息。常用簡訊息命令格式如表1所示。表1常用簡訊息命令格式tableseeoriginaldocumentpage5設備工作電源接入後，分成兩路，一路接入諧波採集電路，另一路接入電源電路。圖5所示的諧波採集電路經過兩電阻採集後由運放進行分析計算。運放與CPU相連，將所得到的數據實時傳送給CPU。如果採集到的諧波含量大於預定值，程序就會自動發送告警信息給管理員，信息為"諧波嚴重超標影響計量"。圖6所示的電源電路，工作電源接入後進入電源電路，先經過濾波器，然後到達整流橋，整流橋將接入電壓由交流變成直流，再進入變壓器，變壓器輸出三組電壓DC24V、DC12V、DC5V，24￥經過降壓晶片1^2596以後輸出4.2￥供無線通信模塊使用；12V出兩組，一組接入設備的擴展接口，給擴展模塊進行供電，另一組經過三端穩壓管7805後變成5V給設備的485晶片以及485通訊接口使用；VCC經過穩壓管1117後變為3.3V給CPU供電。微功耗CPU採用了MSP430晶片，置入了對各子站用電量數據進行平衡式計算和每日分不同時段定時存儲並定時上傳的算法。CPU在對所採集信號進行分析計算後自動生成日用電量、線損、當前及上月有功、無功、需量、尖、蜂、平、谷、電壓、電流、COS0、諧波、失壓記錄等信息，每日分不同時間段定時存儲並定時上傳，完成遠程抄表功能。線路各子站主控單元將數據通過無線方式定時上傳至總站主控單元，總站對各子站用電量數據和總站用電量數據進行平衡式計算，產生線路的線損數據和整條線路的用電數據，定時上傳至管理者。因為所有點的統計能夠同時進行，消除了統計的不同步性，實現了線路線損數據的在線監測。自動平衡式線損計算方法如下總站單位時間內的用電量x總站倍率-子站單位時間內的用電量x子站倍率y1Q總站單位時間內的用電量X總站倍率0設備通過485通訊接口實時讀取電錶數據，並儲存。設備通過485通訊接口實時監測電錶運行狀況，如有異常則發告警信息給管理員。採集到的異常信息一般有以下幾種情況-1、電壓異常設備採集到電錶的計量電壓中如果一相或者一相以上電壓低於額定電壓的70%，並持續IO分鐘以上就會自動發出報警信息電壓迴路分壓。2、電流異常設備釆集到電錶的計量的三相電流中最高電流大於最低電流的1.8倍，並持續10分鐘以上就會自動發出報警信息電流嚴重不平衡。3、功率因數異常設備採集到電錶中的功率因數在0.2到0.86之間並持續10分鐘以上的就會自動發出報警信息功率因數低。圖4所示的天線接口5連接GSM天線。圖4所示的擴展接口2可以接高壓無線互感器、遠程控制單元、計量單元、磁場在線監測單元、通道切換單元、遠距離無線收發單元。當本裝置需要與其它通訊設備分享電能表的RS485通訊接口時需安裝通道切換器。計量單元通過智能防竊電互感器採集用戶側線路電壓、電流狀態並對實際用電量計量，結果上傳至主控單元。主控單元與智能防竊電互感器聯合使用，監測計量互感器變比、電流、電壓數據，可實現計量互感器在線監測。裝置適宜固定安裝在電能表計量箱內，對安裝現場具有很好的適應性既可以通過掛鈎將裝置懸掛，也可以通過裝置磁鐵底座將裝置吸附安裝。參考附圖4，具體操作步驟如下1、插入手機SIM卡，記錄手機號碼用細改錐按壓裝置SIM卡座的開關，彈出卡託，將SIM卡正確放置在卡託上並將卡託推入卡座到位。將該SIM卡的手機號碼記錄在標籤上。2、安裝GSM天線將天線的電纜頭與裝置的天線接口5連接，擰緊螺母；可利用天線底座的磁性選擇鐵質平面吸附安裝天線。3、接線將電源線接到工作電源上，並將電源線端子接上設備的電源接口1。連接工作電源前先檢査確定電能表電壓端子的輸出電壓滿足AC/DC50256V。4、上電觀察確定接線正確好，為裝置上電並觀察狀態指示燈和信號指示燈兩個指示燈的狀態。狀態指示燈和信號指示燈分別指示了裝置的運行狀態和GSM通訊狀態。裝置上電後脊快閃，表明裝置正搜索GSM網絡，l分鐘左右，信號指示燈快閃數次表明GSM通訊正常，每當裝置接收到GSM通訊信號後，信號指示燈會快閃數次。狀態指示燈每1.5秒閃爍一次，表明裝置進入工作狀態。5、通訊調試設備正常運行後，發簡訊給裝置號碼，信號燈就會快閃5-6秒。如果需要設備回簡訊的話，信號燈又會快閃5-6秒。通過向裝置對應手機號碼發手機簡訊可召喚各項用電數據。本實用新型默認的通訊規約為部頒DL/T645規約，自適應波特率。接線方式有兩種，圖2為獨佔電能表通訊接口接線方式。圖3為與其它設備分享電能表通訊接口接線方式。權利要求1、自動平衡式線損在線監測儀，包括微功耗CPU、串行通訊接口、電源電路、寬範圍電壓輸入諧波採集電路，其特徵在於還包括無線通信模塊、SIM卡接口、天線接口、擴展接口。2、根據權利要求l所述的自動平衡式線損在線監測儀，其特徵在於所述的電源電路可以輸出3.3V、4.2V、5V、12V電壓。3、根據權利要求l所述的自動平衡式線損在線監測儀，其特徵在於所述的擴展接口可以接高壓無線互感器、遠程控制單元、計量單元、磁場在線監測單元、通道切換單元、遠距離無線收發單元中的一種或幾種。4、根據權利要求1或2所述的自動平衡式線損在線監測儀，其特徵在於工作電源接入所述的電源電路後，先經過濾波器，然後到達整流橋，整流橋將接入電壓由交流變成直流，再進入變壓器，變壓器輸出三組電壓DC24V、DC12V、DC5V,24V經過降壓晶片LM2596以後輸出4.2￥供無線通信模塊使用；12V出兩組，一組接入設備的擴展接口，給擴展模塊進行供電，另一組經過穩壓管7805後變成5V給設備的485晶片以及485通訊接口使用；VCC經過穩壓管1117後變為3.3V給CPU供電。專利摘要本實用新型提供了一種自動平衡式線損在線監測儀，它作為整條供電線路的基本控制單元，在線路總出口處安裝一個作為總站，每個用戶處安裝一個自動平衡式線損在線監測儀作為線損監測子站，通過GSM方式子站定時向總站傳送數據，由總站進行線路線損分析計算。利用本實用新型可以使用電管理人員及時準確地了解各個時段的線損數據，可以在竊電等行為發生的同時收到線損產生的原因告警，為治理線損提供可靠依據。文檔編號G01R31/00GK201314935SQ20082017817公開日2009年9月23日申請日期2008年11月21日優先權日2008年11月21日發明者王立宗申請人:北京新源綠網節能科技有限公司