專利名稱：：自動平衡式線損在線監(jiān)測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測裝置，特別是涉及一種線損在線監(jiān)測儀。
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)測外，還沒有專門針對電網(wǎng)線損進(jìn)行診斷和提供治理方案的技術(shù)手段，可以說自動平衡式線損在線監(jiān)測方案的出現(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并計(jì)算出用電量，該用電量便作為供電部門向用電戶繳費(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、無表用電、繞表用電、更換互感器銘牌、私自開啟電表計(jì)量鉛封等手段發(fā)展到目前的高科技智能化竊電，手法越來越智能隱蔽，給供電部門造成的損失越來越大。之所以出現(xiàn)這種情況，是因?yàn)槿鄙俦O(jiān)測線損的系統(tǒng)方法，難以應(yīng)付不斷翻新的竊電手段，處于極其被動的地位。因此要系統(tǒng)解決線損監(jiān)測的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種自動平衡式線損在線監(jiān)測儀，它可以使用電管理人員及時準(zhǔn)確地了解各個時段的線損數(shù)據(jù)，可以在竊電等行為發(fā)生的同時收到線損產(chǎn)生的原因告警，為治理線損提供可靠的依據(jù)。所述的自動平衡式線損在線監(jiān)測儀是10KV供電線路線損在線監(jiān)測系統(tǒng)的基本控制單元，在每個用電戶的電能表箱內(nèi)安裝一套構(gòu)成監(jiān)測子站，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無線通信模塊與總站定時傳遞數(shù)據(jù)，由總站的CPU控制單元采用自動平衡式原理對本條線路進(jìn)行線損分析計(jì)算，并將實(shí)時分析結(jié)果通過無線模塊方式上報(bào)管理人員，可無主站運(yùn)行。如圖1所示，所述的自動平衡式線損在線監(jiān)測儀，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，程序就會自動發(fā)送告警信息給管理員。所述的電源電路負(fù)責(zé)給無線通信模塊、擴(kuò)展接口、串行通信接口、CPU供電以維持設(shè)備運(yùn)行。所述的無線通信模塊，主要負(fù)責(zé)總站和子站之間的無線通信。所述的微功耗CPU，負(fù)責(zé)對通過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)需要引出一個或多個接口。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準(zhǔn)確地了解各個時段的線損數(shù)據(jù)，可以在竊電等行為發(fā)生的同時收到線損產(chǎn)生的原因告警，為治理線損提供可靠依據(jù)。圖1是自動平衡式線損在線監(jiān)測儀原理框圖2是自動平衡式線損在線監(jiān)測儀的獨(dú)占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(jiān)測儀的與其它設(shè)備分享電能表通訊接口的接線方式；對于高壓計(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是自動平衡式線損在線監(jiān)測儀接線端口，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是自動平衡式線損在線監(jiān)測儀的諧波采集電路；圖6是自動平衡式線損在線監(jiān)測儀的電源電路。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)測系統(tǒng)的基本控制單元，系統(tǒng)構(gòu)成兩個閉環(huán)1、以整條線路為監(jiān)控對象進(jìn)行終端組網(wǎng)，組成一個大的閉環(huán)，自成體系，可無主站運(yùn)行。即在變電站整個線路出口處安裝一臺設(shè)備作為整個系統(tǒng)的總站，在線路其他各個節(jié)點(diǎn)各安裝一臺設(shè)備作為子站總站和子站構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。2、''以某一個重點(diǎn)用戶為監(jiān)控對象組成一個小的閉環(huán)，即在用戶進(jìn)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(jiān)測儀，實(shí)時監(jiān)測電表運(yùn)行狀況，采集到電表中有異常數(shù)據(jù)則自動發(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)對用電的完整監(jiān)控。各子站采集的信息定時發(fā)送到總站，由總站進(jìn)行分析比對，計(jì)算線損率。無線通信模塊與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)時傳送給CPU。如果采集到的諧波含量大于預(yù)定值，程序就會自動發(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鳎龠M(jìn)入變壓器，變壓器輸出三組電壓DC24V、DC12V、DC5V，24￥經(jīng)過降壓芯片1^2596以后輸出4.2￥供無線通信模塊使用；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)算和每日分不同時段定時存儲并定時上傳的算法。CPU在對所采集信號進(jìn)行分析計(jì)算后自動生成日用電量、線損、當(dāng)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并定時上傳，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(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)，定時上傳至管理者。因?yàn)樗悬c(diǎn)的統(tǒng)計(jì)能夠同時進(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。自動平衡式線損計(jì)算方法如下總站單位時間內(nèi)的用電量x總站倍率-子站單位時間內(nèi)的用電量x子站倍率y1Q總站單位時間內(nèi)的用電量X總站倍率0設(shè)備通過485通訊接口實(shí)時讀取電表數(shù)據(jù)，并儲存。設(shè)備通過485通訊接口實(shí)時監(jiān)測電表運(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分鐘以上就會自動發(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分鐘以上就會自動發(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分鐘以上的就會自動發(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可以接高壓無線互感器、遠(yuǎn)程控制單元、計(jì)量單元、磁場在線監(jiān)測單元、通道切換單元、遠(yuǎn)距離無線收發(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通訊接口時需安裝通道切換器。計(jì)量單元通過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。裝置適宜固定安裝在電能表計(jì)量箱內(nèi)，對安裝現(xiàn)場具有很好的適應(yīng)性既可以通過掛鉤將裝置懸掛，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(jī)SIM卡，記錄手機(jī)號碼用細(xì)改錐按壓裝置SIM卡座的開關(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)指示燈和信號指示燈兩個指示燈的狀態(tài)。狀態(tài)指示燈和信號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通訊信號后，信號指示燈會快閃數(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)短信給裝置號碼，信號燈就會快閃5-6秒。如果需要設(shè)備回短信的話，信號燈又會快閃5-6秒。通過向裝置對應(yīng)手機(jī)號碼發(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、自動平衡式線損在線監(jiān)測儀，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所述的自動平衡式線損在線監(jiān)測儀，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所述的自動平衡式線損在線監(jiān)測儀，其特征在于所述的擴(kuò)展接口可以接高壓無線互感器、遠(yuǎn)程控制單元、計(jì)量單元、磁場在線監(jiān)測單元、通道切換單元、遠(yuǎn)距離無線收發(fā)單元中的一種或幾種。4、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動平衡式線損在線監(jiān)測儀，其特征在于工作電源接入所述的電源電路后，先經(jīng)過濾波器，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)過降壓芯片LM2596以后輸出4.2￥供無線通信模塊使用；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)過穩(wěn)壓管1117后變?yōu)?.3V給CPU供電。專利摘要本實(shí)用新型提供了一種自動平衡式線損在線監(jiān)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(jiān)測儀作為線損監(jiān)測子站，通過GSM方式子站定時向總站傳送數(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準(zhǔn)確地了解各個時段的線損數(shù)據(jù)，可以在竊電等行為發(fā)生的同時收到線損產(chǎn)生的原因告警，為治理線損提供可靠依據(jù)。文檔編號G01R31/00GK201314935SQ20082017817公開日2009年9月23日申請日期2008年11月21日優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日發(fā)明者王立宗申請人:北京新源綠網(wǎng)節(jié)能科技有限公司