專(zhuān)利名稱：：自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)裝置，特別是涉及一種線損在線監(jiān)測(cè)儀。
背景技術(shù)：
：目前，除了抄表和負(fù)控管理能夠?qū)﹄娋W(wǎng)運(yùn)行進(jìn)行有限的監(jiān)測(cè)外，還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)電網(wǎng)線損進(jìn)行診斷和提供治理方案的技術(shù)手段，可以說(shuō)自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)方案的出現(xiàn)在該應(yīng)用領(lǐng)域填補(bǔ)了空白。目前線損的統(tǒng)計(jì)以人工統(tǒng)計(jì)為主，效率低，不能保證每個(gè)點(diǎn)統(tǒng)計(jì)的同步性，因此計(jì)算出的線損準(zhǔn)確度大打折扣。當(dāng)前的電能計(jì)量系統(tǒng)一般由計(jì)量互感器和電能表兩部分組成，電能表從計(jì)量互感器采集電能信號(hào)并計(jì)算出用電量，該用電量便作為供電部門(mén)向用電戶繳費(fèi)的依據(jù)，由于計(jì)量系統(tǒng)缺少自我保護(hù)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(wú)表用電、繞表用電、更換互感器銘牌、私自開(kāi)啟電表計(jì)量鉛封等手段發(fā)展到目前的高科技智能化竊電，手法越來(lái)越智能隱蔽，給供電部門(mén)造成的損失越來(lái)越大。之所以出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)槿鄙俦O(jiān)測(cè)線損的系統(tǒng)方法，難以應(yīng)付不斷翻新的竊電手段，處于極其被動(dòng)的地位。因此要系統(tǒng)解決線損監(jiān)測(cè)的問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀，它可以使用電管理人員及時(shí)準(zhǔn)確地了解各個(gè)時(shí)段的線損數(shù)據(jù)，可以在竊電等行為發(fā)生的同時(shí)收到線損產(chǎn)生的原因告警，為治理線損提供可靠的依據(jù)。所述的自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀是10KV供電線路線損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本控制單元，在每個(gè)用電戶的電能表箱內(nèi)安裝一套構(gòu)成監(jiān)測(cè)子站，在線路總出口處安裝一套構(gòu)成總站，各子站將采集到的信息通過(guò)無(wú)線通信模塊與總站定時(shí)傳遞數(shù)據(jù)，由總站的CPU控制單元采用自動(dòng)平衡式原理對(duì)本條線路進(jìn)行線損分析計(jì)算，并將實(shí)時(shí)分析結(jié)果通過(guò)無(wú)線模塊方式上報(bào)管理人員，可無(wú)主站運(yùn)行。如圖1所示，所述的自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀，包括微功耗CPU、串行通訊接口、電源電路、擴(kuò)展接口、寬范圍電壓輸入諧波采集電路、無(wú)線通信模塊、SIM卡接口、天線接P。當(dāng)所述的諧波采集電路采集到的諧波含量異常時(shí)，程序就會(huì)自動(dòng)發(fā)送告警信息給管理員。所述的電源電路負(fù)責(zé)給無(wú)線通信模塊、擴(kuò)展接口、串行通信接口、CPU供電以維持設(shè)備運(yùn)行。所述的無(wú)線通信模塊，主要負(fù)責(zé)總站和子站之間的無(wú)線通信。所述的微功耗CPU，負(fù)責(zé)對(duì)通過(guò)串行通信接口及諧波采集到的信息進(jìn)行分析、計(jì)算。所述的擴(kuò)展接口，為一總線接口，可以根據(jù)需要引出一個(gè)或多個(gè)接口。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型可以使用電管理人員及時(shí)準(zhǔn)確地了解各個(gè)時(shí)段的線損數(shù)據(jù)，可以在竊電等行為發(fā)生的同時(shí)收到線損產(chǎn)生的原因告警，為治理線損提供可靠依據(jù)。圖1是自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀原理框圖2是自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀的獨(dú)占電能表通訊接口時(shí)的接線方式；圖3是自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀的與其它設(shè)備分享電能表通訊接口的接線方式；對(duì)于高壓計(jì)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(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀接線端口，l為電源接口，2為擴(kuò)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(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀的諧波采集電路；圖6是自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀的電源電路。具體實(shí)施方式本實(shí)用新型是IOKV供電線路線損在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基本控制單元，系統(tǒng)構(gòu)成兩個(gè)閉環(huán)1、以整條線路為監(jiān)控對(duì)象進(jìn)行終端組網(wǎng)，組成一個(gè)大的閉環(huán)，自成體系，可無(wú)主站運(yùn)行。即在變電站整個(gè)線路出口處安裝一臺(tái)設(shè)備作為整個(gè)系統(tǒng)的總站，在線路其他各個(gè)節(jié)點(diǎn)各安裝一臺(tái)設(shè)備作為子站總站和子站構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。2、''以某一個(gè)重點(diǎn)用戶為監(jiān)控對(duì)象組成一個(gè)小的閉環(huán)，即在用戶進(jìn)線端安裝一套高壓無(wú)線互感器，在用電末端安裝線損在線監(jiān)測(cè)儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電表運(yùn)行狀況，采集到電表中有異常數(shù)據(jù)則自動(dòng)發(fā)送報(bào)警信息到管理員，并分析產(chǎn)生線損的原因，給出相應(yīng)的治理措施。實(shí)現(xiàn)對(duì)用電的完整監(jiān)控。各子站采集的信息定時(shí)發(fā)送到總站，由總站進(jìn)行分析比對(duì)，計(jì)算線損率。無(wú)線通信模塊與SM卡聯(lián)合使用，主要負(fù)責(zé)總站和子站之間的無(wú)線通信，也可以以短信息的方式向子站發(fā)送命令，獲取相應(yīng)信息。常用短信息命令格式如表1所示。表1常用短信息命令格式<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>設(shè)備工作電源接入后，分成兩路，一路接入諧波采集電路，另一路接入電源電路。圖5所示的諧波采集電路經(jīng)過(guò)兩電阻采集后由運(yùn)放進(jìn)行分析計(jì)算。運(yùn)放與CPU相連，將所得到的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送給CPU。如果采集到的諧波含量大于預(yù)定值，程序就會(huì)自動(dòng)發(fā)送告警信息給管理員，信息為"諧波嚴(yán)重超標(biāo)影響計(jì)量"。圖6所示的電源電路，工作電源接入后進(jìn)入電源電路，先經(jīng)過(guò)濾波器，然后到達(dá)整流橋，整流橋?qū)⒔尤腚妷河山涣髯兂芍绷?，再進(jìn)入變壓器，變壓器輸出三組電壓DC24V、DC12V、DC5V，24￥經(jīng)過(guò)降壓芯片1^2596以后輸出4.2￥供無(wú)線通信模塊使用；12V出兩組，一組接入設(shè)備的擴(kuò)展接口，給擴(kuò)展模塊進(jìn)行供電，另一組經(jīng)過(guò)三端穩(wěn)壓管7805后變成5V給設(shè)備的485芯片以及485通訊接口使用；VCC經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管1117后變?yōu)?.3V給CPU供電。微功耗CPU采用了MSP430芯片，置入了對(duì)各子站用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行平衡式計(jì)算和每日分不同時(shí)段定時(shí)存儲(chǔ)并定時(shí)上傳的算法。CPU在對(duì)所采集信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算后自動(dòng)生成日用電量、線損、當(dāng)前及上月有功、無(wú)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(shí)間段定時(shí)存儲(chǔ)并定時(shí)上傳，完成遠(yuǎn)程抄表功能。線路各子站主控單元將數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式定時(shí)上傳至總站主控單元，總站對(duì)各子站用電量數(shù)據(jù)和總站用電量數(shù)據(jù)進(jìn)行平衡式計(jì)算，產(chǎn)生線路的線損數(shù)據(jù)和整條線路的用電數(shù)據(jù)，定時(shí)上傳至管理者。因?yàn)樗悬c(diǎn)的統(tǒng)計(jì)能夠同時(shí)進(jìn)行，消除了統(tǒng)計(jì)的不同步性，實(shí)現(xiàn)了線路線損數(shù)據(jù)的在線監(jiān)測(cè)。自動(dòng)平衡式線損計(jì)算方法如下總站單位時(shí)間內(nèi)的用電量x總站倍率-子站單位時(shí)間內(nèi)的用電量x子站倍率y1Q總站單位時(shí)間內(nèi)的用電量X總站倍率0設(shè)備通過(guò)485通訊接口實(shí)時(shí)讀取電表數(shù)據(jù)，并儲(chǔ)存。設(shè)備通過(guò)485通訊接口實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電表運(yùn)行狀況，如有異常則發(fā)告警信息給管理員。采集到的異常信息一般有以下幾種情況-1、電壓異常設(shè)備采集到電表的計(jì)量電壓中如果一相或者一相以上電壓低于額定電壓的70%，并持續(xù)IO分鐘以上就會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息電壓回路分壓。2、電流異常設(shè)備釆集到電表的計(jì)量的三相電流中最高電流大于最低電流的1.8倍，并持續(xù)10分鐘以上就會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息電流嚴(yán)重不平衡。3、功率因數(shù)異常設(shè)備采集到電表中的功率因數(shù)在0.2到0.86之間并持續(xù)10分鐘以上的就會(huì)自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信息功率因數(shù)低。圖4所示的天線接口5連接GSM天線。圖4所示的擴(kuò)展接口2可以接高壓無(wú)線互感器、遠(yuǎn)程控制單元、計(jì)量單元、磁場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)單元、通道切換單元、遠(yuǎn)距離無(wú)線收發(fā)單元。當(dāng)本裝置需要與其它通訊設(shè)備分享電能表的RS485通訊接口時(shí)需安裝通道切換器。計(jì)量單元通過(guò)智能防竊電互感器采集用戶側(cè)線路電壓、電流狀態(tài)并對(duì)實(shí)際用電量計(jì)量，結(jié)果上傳至主控單元。主控單元與智能防竊電互感器聯(lián)合使用，監(jiān)測(cè)計(jì)量互感器變比、電流、電壓數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)計(jì)量互感器在線監(jiān)測(cè)。裝置適宜固定安裝在電能表計(jì)量箱內(nèi)，對(duì)安裝現(xiàn)場(chǎng)具有很好的適應(yīng)性既可以通過(guò)掛鉤將裝置懸掛，也可以通過(guò)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(jī)SIM卡，記錄手機(jī)號(hào)碼用細(xì)改錐按壓裝置SIM卡座的開(kāi)關(guān)，彈出卡托，將SIM卡正確放置在卡托上并將卡托推入卡座到位。將該SIM卡的手機(jī)號(hào)碼記錄在標(biāo)簽上。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(zhì)平面吸附安裝天線。3、接線將電源線接到工作電源上，并將電源線端子接上設(shè)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，為裝置上電并觀察狀態(tài)指示燈和信號(hào)指示燈兩個(gè)指示燈的狀態(tài)。狀態(tài)指示燈和信號(hào)指示燈分別指示了裝置的運(yùn)行狀態(tài)和GSM通訊狀態(tài)。裝置上電后脊快閃，表明裝置正搜索GSM網(wǎng)絡(luò)，l分鐘左右，信號(hào)指示燈快閃數(shù)次表明GSM通訊正常，每當(dāng)裝置接收到GSM通訊信號(hào)后，信號(hào)指示燈會(huì)快閃數(shù)次。狀態(tài)指示燈每1.5秒閃爍一次，表明裝置進(jìn)入工作狀態(tài)。5、通訊調(diào)試設(shè)備正常運(yùn)行后，發(fā)短信給裝置號(hào)碼，信號(hào)燈就會(huì)快閃5-6秒。如果需要設(shè)備回短信的話，信號(hào)燈又會(huì)快閃5-6秒。通過(guò)向裝置對(duì)應(yīng)手機(jī)號(hào)碼發(fā)手機(jī)短信可召喚各項(xiàng)用電數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型默認(rèn)的通訊規(guī)約為部頒DL/T645規(guī)約，自適應(yīng)波特率。接線方式有兩種，圖2為獨(dú)占電能表通訊接口接線方式。圖3為與其它設(shè)備分享電能表通訊接口接線方式。權(quán)利要求1、自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀，包括微功耗CPU、串行通訊接口、電源電路、寬范圍電壓輸入諧波采集電路，其特征在于還包括無(wú)線通信模塊、SIM卡接口、天線接口、擴(kuò)展接口。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述的電源電路可以輸出3.3V、4.2V、5V、12V電壓。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述的擴(kuò)展接口可以接高壓無(wú)線互感器、遠(yuǎn)程控制單元、計(jì)量單元、磁場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)單元、通道切換單元、遠(yuǎn)距離無(wú)線收發(fā)單元中的一種或幾種。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀，其特征在于工作電源接入所述的電源電路后，先經(jīng)過(guò)濾波器，然后到達(dá)整流橋，整流橋?qū)⒔尤腚妷河山涣髯兂芍绷?，再進(jìn)入變壓器，變壓器輸出三組電壓DC24V、DC12V、DC5V,24V經(jīng)過(guò)降壓芯片LM2596以后輸出4.2￥供無(wú)線通信模塊使用；12V出兩組，一組接入設(shè)備的擴(kuò)展接口，給擴(kuò)展模塊進(jìn)行供電，另一組經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管7805后變成5V給設(shè)備的485芯片以及485通訊接口使用；VCC經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓管1117后變?yōu)?.3V給CPU供電。專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)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(gè)作為總站，每個(gè)用戶處安裝一個(gè)自動(dòng)平衡式線損在線監(jiān)測(cè)儀作為線損監(jiān)測(cè)子站，通過(guò)GSM方式子站定時(shí)向總站傳送數(shù)據(jù)，由總站進(jìn)行線路線損分析計(jì)算。利用本實(shí)用新型可以使用電管理人員及時(shí)準(zhǔn)確地了解各個(gè)時(shí)段的線損數(shù)據(jù)，可以在竊電等行為發(fā)生的同時(shí)收到線損產(chǎn)生的原因告警，為治理線損提供可靠依據(jù)。文檔編號(hào)G01R31/00GK201314935SQ20082017817公開(kāi)日2009年9月23日申請(qǐng)日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者王立宗申請(qǐng)人:北京新源綠網(wǎng)節(jié)能科技有限公司