一種用電負荷監測裝置、系統及其監測方法
2023-05-07 17:05:21 2
一種用電負荷監測裝置、系統及其監測方法
【專利摘要】本發明提出了一種通過測量變壓器一次側的磁場並將其轉換為一次側電流值，通過對比一次側、二次側的視在功率來實現用電負荷監測的方法及其裝置、系統。本發明提供的用電負荷監測方法及其裝置、系統與現有技術中通過電流互感器測量電流通常要將電流互感器套接在輸電線路上，需斷開電力線且安裝時需斷電相比，不需電力線斷電即可安裝，磁通不易飽和。
【專利說明】—種用電負荷監測裝置、系統及其監測方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及電力設備領域，更具體地涉及一種用電負荷監測裝置、系統及其監測方法。
【背景技術】
[0002]現有電能計量系統一般由計量互感器和電能表組成，用戶的負荷由電能表讀取，但電能表極易被破壞或改裝，導致讀出的負荷並不是實際的負荷。於是出現了通過對比專變一次側的視在功率和電能表讀出的視在功率來實現負荷監測的裝置和方法，但這需要根據輸電線路的負荷及電壓等級將設備劃分成許多型號，設計和實現起來都比較複雜，且安裝方式需要破壞原輸電線路，供電部門難免會質疑其實用性和安全性。
【發明內容】
[0003]與現有技術相比，本發明克服了現有技術中通過電流互感器測量電流通常要將電流互感器套接在輸電線路上，需斷開電力線且安裝時需斷電，磁通易飽和等缺點，不需電力線斷電即可安裝，磁通不易飽和。本發明提出了測量一次側磁場並轉換為一次側電流值來實現負荷監測的方法及其裝置、系統。
[0004]本發明提供了一種用電負荷監測方法，所述方法包括測量變壓器一次側的磁場值，將該磁場值轉換成一次側電流值，獲取二次側視在功率，計算並對比變壓器一次側、二次側的視在功率，當一次側、二次側視在功率的差值超出預定值一段時間後，即認為用電負荷異常，發出報警信息。
[0005]本發明提供的用電負荷監測方法，變壓器一次側的視在功率可以通過預置的輸電線路電壓等級及獲得的一次側電流值計算得出的。
`[0006]本發明提供的用電負荷監`測方法，通過一次側的磁場值計算電流值可以通過磁場標定實現的，磁場標定方法如下:
[0007](I)將磁場傳感器放置在可變電流源附近，與其相隔預定距離處，
[0008](2)改變電流源輸出，用標準磁場測量儀測量磁場傳感器所處位置的磁場大小，並記錄磁場傳感器的輸出電壓，
[0009](3)多次執行步驟(2)，記錄電流-磁場-電壓值，
[0010]( 4)用回歸分析法分析步驟(3 )中得到的電流-磁場-電壓數據，得出被測磁場和電流之間的關係，確定標定係數。
[0011]本發明提供的用電負荷監測方法，視在功率等於三相視在功率之和，即視在功率等於線電壓乘以各相相電流有效值之和，再除以根號3，如下列公式所示:
【權利要求】
1.一種用電負荷監測方法，其特徵在於:所述方法包括測量變壓器一次側的磁場值，將該磁場值轉換成一次側電流值，獲取二次側視在功率，計算並對比變壓器一次側、二次側的視在功率，當一次側、二次側視在功率的差值超出預定值一段時間後，即認為用電負荷異常，發出報警信息。
2.根據權利要求1所述的用電負荷監測方法，其特徵在於:變壓器一次側的視在功率是通過預置的輸電線路電壓等級及獲得的一次側電流值計算得出的。
3.根據權利要求1或2所述的用電負荷監測方法，其特徵在於:通過一次側的磁場值計算電流值是通過磁場標定實現的，磁場標定方法如下: (1)將磁場傳 感器放置在可變電流源附近，與其相隔預定距離處， (2)改變電流源輸出，用標準磁場測量儀測量磁場傳感器所處位置的磁場大小，並記錄磁場傳感器的輸出電壓， (3)多次執行步驟(2)，記錄電流-磁場-電壓值， (4)用回歸分析法分析步驟(3)中得到的電流-磁場-電壓數據，得出被測磁場和電流之間的關係，確定標定係數。
4.根據權利要求1-3任一項所述的用電負荷監測方法，視在功率等於三相視在功率之和，即視在功率等於線電壓乘以各相相電流有效值之和，再除以根號3，如下列公式所示:
5.一種用電負荷監測裝置，包括磁場採集單元和主控單元，其中磁場採集單元測量變壓器一次側的磁場值，通過磁場-電流轉換獲得電流數據，並將該電流數據發送到主控單元；主控單元根據該電流數據計算出一次側視在功率，並獲取二次側視在功率，通過比較一、二次側的視在功率數據來實現用電負荷監測。
6.根據權利要求5所述的用電負荷監測裝置，其中磁場採集單元包括磁場傳感器、處理器模塊、RF模塊和用於供電的供電模塊，磁場傳感器測量變壓器一次側的磁場值，處理器模塊接收磁場傳感器發送的磁場數據並計算出電流值，RF模塊在主控單元要求時將該電流值發送到主控單元。
7.根據權利要求6所述的用電負荷監測裝置，其中所述磁場傳感器使用單軸線圈設計，平行設置在電力線下方預定距離處。
8.根據權利要求5所述的用電負荷監測裝置，其中主控單元包括RF模塊、處理器模塊、485通信模塊、存儲模塊和時鐘模塊，其處理器模塊通過RF模塊與磁場採集單元通信完成電流數據接收，通過485通信模塊讀取二次側視在功率，並計算出一次側視在功率再通過比較一、二次側的視在功率數據來實現負荷監測；存儲模塊用於存儲用電負荷數據，時鐘模塊用於處理器模塊的時鐘設定。
9.根據權利要求8所述的用電負荷監測裝置，其主控單元還包括短消息業務模塊，處理器模塊通過該模塊和用電管理者的手機進行用電負荷數據的交流，其處理器模塊按時鐘模塊提供的時間記錄用電負荷數據，包括一次側電流、一次側視在功率、二次側視在功率。
10.一種用電負荷監測系統，包括權利要求5-9中任一項所述的用電負荷監測裝置和上位機伺服器。`
【文檔編號】G01R31/00GK103675488SQ201210319099
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2012年8月31日 優先權日:2012年8月31日
【發明者】王維彬, 趙羨龍, 史紅江, 周強 申請人:國網電力科學研究院, 國家電網公司