本發(fā)明涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域與數(shù)字信號編碼領(lǐng)域，具體涉及一種智能臺區(qū)識別裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前,供電公司對于電力用戶的用電性質(zhì)的確認(rèn)和管理，多通過電力用戶的用電申請單上的信息,而對于電力用戶的用電性質(zhì)的改變和真實(shí)的用電性質(zhì)都缺乏有效的監(jiān)督和管理,而用電檢查環(huán)節(jié)也對此類情況缺乏有效的檢測手段。

現(xiàn)有的低壓電纜與臺區(qū)集抄系統(tǒng)采集居民電能量信息，再對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，無法實(shí)現(xiàn)對低壓電纜與臺區(qū)電力用戶的用電性質(zhì)進(jìn)行分析,從而導(dǎo)致供電公司處于非常被動的狀態(tài)；此外,現(xiàn)有的低壓電能信息系統(tǒng)還由于低壓電纜與臺區(qū)用戶多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,導(dǎo)致其系統(tǒng)在檢查時(shí),存在人力、物力投入巨大、對電力監(jiān)測依賴性較大和難以取得預(yù)期效果的情況。

常用的電纜和臺區(qū)識別方式為在低壓電纜上,電壓為100V左右時(shí),通過對電纜火線與零線短接,發(fā)送一個大電流脈沖,在電纜上面的設(shè)備,通過檢測該電流脈沖,判斷電纜屬性。同時(shí),電纜設(shè)備檻車該點(diǎn)波形,在全網(wǎng)絡(luò)檢測發(fā)送社會發(fā)送臺區(qū)，以達(dá)到識別的目的。但這種方法有很多缺點(diǎn)：第一,對夾鉗接觸點(diǎn)要求高,如果接觸不好,在高達(dá)100V處短路,容易造成火花,而且容易造成設(shè)備損害,更重要的是,接觸不好,大電流脈沖發(fā)射不出去,影響測試結(jié)果；第二，對電線質(zhì)量要求高，如果發(fā)射機(jī)在末端,而電纜阻抗特別大，則電流發(fā)送不成功而且電壓差全部損耗在電纜上，接在臺區(qū)初始段的設(shè)備根本接收到電壓信號；第三,如果一條非發(fā)送電纜同時(shí)存在大功率設(shè)備,耗電特別大,就會造成電纜電流識別不準(zhǔn)備,產(chǎn)生誤判。所以單一的電壓短路方法效果并不太好。后來改進(jìn)了,電流信號使用短路發(fā)送,電壓信號使用載波發(fā)送。申請?zhí)枮?00820234129.9的實(shí)用新型專利就是這樣發(fā)送的設(shè)備，載波信號能夠更好在的電纜臺區(qū)里面發(fā)送，相比單一短路產(chǎn)生的電壓凹坑信號,傳輸距離好了很多,但是載波信號為交流信號,可以很容易穿過電壓器，從而將信號發(fā)送到其它臺區(qū),產(chǎn)生誤判。申請?zhí)?01410014575.9提供了一種新的注入電壓脈沖式的臺區(qū)識別,優(yōu)點(diǎn)為在過零處注入正向的電壓脈沖，但該專利沒有提供電流識別。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的電纜和臺區(qū)識別技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種智能臺區(qū)識別裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的系統(tǒng)體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、便攜性差、信號抗干擾能力較差和容易造成誤識別等問題，以滿足低壓電纜與臺區(qū)電力用戶的用電性質(zhì)信息采集和監(jiān)督管理的實(shí)際需要。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案。

一種智能臺區(qū)識別裝置，所述智能臺區(qū)識別裝置為信號注入與識別發(fā)送的一體機(jī)結(jié)構(gòu)；所述智能臺區(qū)識別裝置包括信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊和信息顯示模塊；其中信號發(fā)射模塊采用過零點(diǎn)發(fā)送負(fù)壓大電流脈沖方式；所述信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊、信息顯示模塊通過線纜相連接。

優(yōu)選的是，所述信號發(fā)射模塊采用與電網(wǎng)隔離的ACDC開關(guān)電源模塊供電。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述信號發(fā)射模塊采用的ACDC開關(guān)電源模塊為12V/2A。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述信號發(fā)射模塊包括繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制模塊。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制模塊連接構(gòu)成信號發(fā)射模塊，所述信號發(fā)射模塊發(fā)送的信號相對于電網(wǎng)電壓為負(fù)壓。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述信號發(fā)射模塊連接電壓檢測模塊；所述信號發(fā)射模塊發(fā)送的信號處于電網(wǎng)過零點(diǎn)，電壓檢測模塊接收電網(wǎng)過零脈沖信號。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電壓檢測模塊連接電流檢測模塊構(gòu)成檢測電路。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述檢測電路采用三路同時(shí)檢測模式，鑒別ABC相序是否接入正確。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電流檢測模塊采用電流互感器夾鉗檢測電流。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電流檢測模塊采用羅氏線圈檢測電流。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電流檢測模塊判斷電纜屬性時(shí)優(yōu)先判斷電流方向。

本發(fā)明還公開了一種智能臺區(qū)識別方法，包括如上任一項(xiàng)所述的智能臺區(qū)識別裝置，所述智能臺區(qū)識別裝置在低壓電網(wǎng)過零點(diǎn)時(shí)，對低壓電網(wǎng)發(fā)送負(fù)壓信號，利用電流環(huán)檢測電流大小與方向，識別電纜屬性，檢測電纜電壓波形，識別電纜臺區(qū)歸屬。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述智能臺區(qū)識別裝置利用電網(wǎng)50Hz的每個波形進(jìn)行二進(jìn)制編碼，實(shí)現(xiàn)不同信息的發(fā)送。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述智能臺區(qū)識別裝置的信號發(fā)射模塊連接電壓檢測模塊，對電網(wǎng)注入的電壓脈沖為負(fù)壓，信號剛好在過零點(diǎn)發(fā)送。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述對電網(wǎng)注入負(fù)壓的發(fā)送負(fù)壓的方法包括：采用繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制器模塊，繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制器模塊連接構(gòu)成信號發(fā)射模塊，其中，電容為儲能電容供電，所述電阻為充電電阻。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述發(fā)送負(fù)壓的方法，采用繼電器進(jìn)行切換工作，使得發(fā)射電路可以在三相電壓的每一項(xiàng)工作。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述智能臺區(qū)識別裝置的檢測電路包括電壓檢測模塊和電流檢測模塊，使用三路同時(shí)檢測，可以鑒別ABC相序是否接入正確，如果接入錯誤，報(bào)警。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電流檢測模塊可以通過電流方向從而更加準(zhǔn)確的判斷出發(fā)送電纜的所對應(yīng)的支路。

在上述任一技術(shù)方案中優(yōu)選的是，所述電流檢測模塊可以采用電流互感器夾鉗或羅氏線圈來檢測電流。

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的識別臺區(qū)系統(tǒng)體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、便攜性差、信號抗干擾能力較差和容易造成誤識別等問題，本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法，可以滿足低壓電纜與臺區(qū)電力用戶的用電性質(zhì)信息采集和監(jiān)督管理的實(shí)際需要。

本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置為信號注入與識別發(fā)送的一體機(jī)結(jié)構(gòu)，智能臺區(qū)識別裝置包括信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊、信息顯示模塊，所述信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊、信息顯示模塊通過線纜相連接。本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便攜性好，在低壓電網(wǎng)過零點(diǎn)時(shí)，對低壓電網(wǎng)發(fā)送負(fù)壓信號，利用電流環(huán)檢測電流大小與方向，識別電纜屬性，檢測電纜電壓波形，識別電纜臺區(qū)歸屬。相比傳統(tǒng)使用載波方式通訊，或使用過零點(diǎn)附近短路方式通訊，本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法具有負(fù)壓信號具有信號更強(qiáng)、電流反向等諸多信號優(yōu)點(diǎn)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的上述技術(shù)方案還具有如下有益效果：

相比于該現(xiàn)有技術(shù)中注入的正向電壓脈沖，本發(fā)明的技術(shù)方案提高的反向注入電壓脈沖的優(yōu)點(diǎn)有：只需要注入正向一半的脈沖就可以產(chǎn)生同樣大小反向的凹坑波形，發(fā)射電路更加簡單,成本更加低廉，正向電壓脈沖注入需要開關(guān)管在火線測開關(guān)，這樣，需要高壓的PMOS管或者使用隔離驅(qū)動的方法，但成本就比較高，使用本發(fā)明的技術(shù)方案的負(fù)壓輸入法，將零線與發(fā)送電源的正極相連接,這樣只需要使用最最普通的NMOS管,或者可控硅,都可以輕松的控制，從來大大降低了發(fā)送模塊的成本,一個開關(guān)管、3個繼電器，使用直接驅(qū)動的方式，使用了繼電器切換三項(xiàng)發(fā)送,使得一個發(fā)送單元就可以滿足ABC三相電纜，達(dá)到了成本最低。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為按照本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法的一優(yōu)選實(shí)施例的臺區(qū)電纜分布示意圖；

圖2為按照本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法的一優(yōu)選實(shí)施例的臺區(qū)識別裝置的信號發(fā)射模塊示意圖；

圖3為按照本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法的一優(yōu)選實(shí)施例的臺區(qū)識別裝置的發(fā)射波形的發(fā)送前示意圖；

圖4為按照本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法的一優(yōu)選實(shí)施例的臺區(qū)識別裝置的發(fā)射波形的發(fā)送后示意圖；

圖5為按照本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法的一優(yōu)選實(shí)施例的臺區(qū)識別裝置的發(fā)送電流示意圖；

圖6為按照本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法的一優(yōu)選實(shí)施例的臺區(qū)識別裝置的電路原理示意圖；

圖7為按照本發(fā)明的智能臺區(qū)識別裝置及方法的一優(yōu)選實(shí)施例的臺區(qū)識別裝置及方法的判斷邏輯與使用說明并參照接線示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

為了克服電纜和臺區(qū)識別在現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明實(shí)施例提出一種智能臺區(qū)識別裝置及方法。

本發(fā)明實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置是一種信號注入與識別發(fā)送的一體機(jī)，它包括信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊、信息顯示模塊，信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊、信息顯示模塊通過線纜相連接。信號發(fā)射模塊采用與電網(wǎng)隔離的ACDC開關(guān)電源模塊供電，12V/2A。信號發(fā)射模塊包括繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制模塊，繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制模塊連接構(gòu)成信號發(fā)射模塊，信號發(fā)射模塊發(fā)送的信號相對于電網(wǎng)電壓為負(fù)壓。信號發(fā)射模塊連接電壓檢測模塊；信號發(fā)射模塊發(fā)送的信號處于電網(wǎng)過零點(diǎn)，電壓檢測模塊接收電網(wǎng)過零脈沖信號。

本發(fā)明實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置，電壓檢測模塊連接電流檢測模塊構(gòu)成檢測電路，檢測電路采用三路同時(shí)檢測模式，鑒別ABC相序是否接入正確。電流檢測模塊采用電流互感器夾鉗檢測電流，或采用羅氏線圈檢測電流。電流檢測模塊可以判斷電纜屬性時(shí)優(yōu)先判斷電流方向。

本發(fā)明實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置，其智能臺區(qū)識別方法：智能臺區(qū)識別裝置在低壓電網(wǎng)過零點(diǎn)時(shí)，對低壓電網(wǎng)發(fā)送負(fù)壓信號，利用電流環(huán)檢測電流大小與方向，識別電纜屬性，檢測電纜電壓波形，識別電纜臺區(qū)歸屬。

本發(fā)明實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別方法，智能臺區(qū)識別裝置利用電網(wǎng)50Hz的每個波形進(jìn)行二進(jìn)制編碼，實(shí)現(xiàn)不同信息的發(fā)送。智能臺區(qū)識別裝置的信號發(fā)射模塊連接電壓檢測模塊，對電網(wǎng)注入的電壓脈沖為負(fù)壓，信號剛好在過零點(diǎn)發(fā)送。對電網(wǎng)注入負(fù)壓的發(fā)送負(fù)壓的方法包括：采用繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制器模塊，繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制器模塊連接構(gòu)成信號發(fā)射模塊，其中，電容為儲能電容供電，所述電阻為充電電阻。發(fā)送負(fù)壓的方法，采用繼電器進(jìn)行切換工作，使得發(fā)射電路可以在三相電壓的每一項(xiàng)工作。智能臺區(qū)識別裝置的檢測電路包括電壓檢測模塊和電流檢測模塊，使用三路同時(shí)檢測，可以鑒別ABC相序是否接入正確，如果接入錯誤，報(bào)警。電流檢測模塊可以通過電流方向從而更加準(zhǔn)確的判斷出發(fā)送電纜的所對應(yīng)的支路。電流檢測模塊可以采用電流互感器夾鉗或羅氏線圈來檢測電流。

本實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便攜性好，在低壓電網(wǎng)過零點(diǎn)時(shí)，對低壓電網(wǎng)發(fā)送負(fù)壓信號，利用電流環(huán)檢測電流大小與方向，識別電纜屬性，檢測電纜電壓波形，識別電纜臺區(qū)歸屬。

實(shí)施例2

同實(shí)施例1一樣，為了克服電纜和臺區(qū)識別在現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本發(fā)明實(shí)施例提出一種智能臺區(qū)識別裝置及方法，該智能臺區(qū)識別裝置是一種信號注入與識別發(fā)送的一體機(jī)，它包括信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊、信息顯示模塊，信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊、信號處理模塊、信息顯示模塊通過線纜相連接。信號發(fā)射模塊采用與電網(wǎng)隔離的ACDC開關(guān)電源模塊供電，12V/2A。信號發(fā)射模塊包括繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制模塊，繼電器、電容、電阻、開關(guān)管、電源模塊和控制模塊連接構(gòu)成信號發(fā)射模塊，信號發(fā)射模塊發(fā)送的信號相對于電網(wǎng)電壓為負(fù)壓。信號發(fā)射模塊連接電壓檢測模塊；信號發(fā)射模塊發(fā)送的信號處于電網(wǎng)過零點(diǎn)，電壓檢測模塊接收電網(wǎng)過零脈沖信號。智能臺區(qū)識別裝置及方法可以滿足低壓電纜與臺區(qū)電力用戶的用電性質(zhì)信息采集和監(jiān)督管理的實(shí)際需要。

如圖1至圖7所示，智能臺區(qū)識別裝置及方法使用了發(fā)射接收電流檢測的一體機(jī)模式，它包含信號發(fā)射模塊、電壓檢測模塊、電流檢測模塊。信號發(fā)射模塊使用了與電網(wǎng)隔離的ACDC開關(guān)電源模塊供電，優(yōu)選的是12V/2A；再通過限量電阻R1將能量儲存與儲能電阻C1、電阻R1，優(yōu)選的是51R/2W，電容C1優(yōu)選的是10000uF/35V。由比較器組成過零點(diǎn)檢測電路，優(yōu)選的使用的比較器中的三個比較器分別對ABC三項(xiàng)對比，判斷過零點(diǎn)時(shí)間和相序，發(fā)現(xiàn)相序錯誤報(bào)警，如圖6所示。

本實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置及方法，當(dāng)檢測到過接近過零點(diǎn)，接近電壓優(yōu)選的是電網(wǎng)電壓20V的時(shí)候，開啟開關(guān)管，開關(guān)管優(yōu)選的為NMOS管和可控硅。發(fā)送信號時(shí)，電網(wǎng)電壓瞬間從20v直接到負(fù)12v，等于電網(wǎng)發(fā)送了一個32V的凹坑，但這32V的壓差絕對不同于從100v拉到0v的壓差，當(dāng)電網(wǎng)100v時(shí)，每個支路的電流也很大。所以，單個支路短路，如果導(dǎo)線本身電阻大，接觸不好，所產(chǎn)生的電流就不會很大，就會造成電流識別不出來的情況。另外，因?yàn)殡娋W(wǎng)在100v的時(shí)候供電能力很強(qiáng)，電流不夠大是不足以把電網(wǎng)電壓拉下來，而采用過零點(diǎn)負(fù)壓發(fā)送，發(fā)送分支電流瞬間加大，而其它分支反而電流會反向，這樣電流識別方面效果特別明顯。過零點(diǎn)時(shí)，電網(wǎng)電流很小，電網(wǎng)電壓很容易擾動。這樣過零點(diǎn)發(fā)送的電壓波形，就很容易傳遞到電網(wǎng)的各個角落。

本實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置及方法，控制模塊使用高速AD對每一路電壓進(jìn)行采樣，但發(fā)送電壓波形在過零點(diǎn)不為正弦波時(shí)，通過比對誤差大小，精準(zhǔn)的判斷出是否現(xiàn)在臺區(qū)網(wǎng)絡(luò)有信號發(fā)出。電流檢測模塊，優(yōu)選的使用羅氏線圈，也可以使用電流互感器夾鉗。

本實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置及方法，可以使用多個羅氏線圈同時(shí)對各個分支進(jìn)行電流測試，優(yōu)選的是使用四個線圈。當(dāng)一個線圈電流大小瞬間變大，其它線圈電流變?yōu)樨?fù)的時(shí)候，判斷出電流分支的屬性。

本實(shí)施例所述的智能臺區(qū)識別裝置及方法，判斷邏輯與使用說明，并參照接線如圖7所示：

每個設(shè)備帶有分機(jī)號，例如現(xiàn)在看到有兩個設(shè)備：設(shè)備1，設(shè)備2；

現(xiàn)在識別分支箱與臺區(qū)的歸屬，假設(shè)有3個分支箱；

設(shè)備1安置在臺區(qū)處，ABC三個電壓夾鉗分別對應(yīng)夾在ABC電纜上，無需區(qū)分夾在那個分支上；零線夾鉗夾在零線上，三個電流環(huán)分別套在臺區(qū)處電纜出線的1號、2號、3號零線上，設(shè)備2接在分支箱1處；

設(shè)備1自動識別設(shè)備有無接線錯誤，接線錯誤則報(bào)警；

設(shè)備2按鍵發(fā)送后設(shè)備1檢測到電壓信號在A相，電流信號在1號分支上，設(shè)備1立刻回復(fù)信號，電壓A相，電流1號分支；

設(shè)備2無需使用電流環(huán)，設(shè)備2接收到信號，設(shè)備2顯示屏顯示電壓A相，電流1號分支完成識別；

同上所述步驟，完成表箱與分支箱的識別和表箱與臺區(qū)的識別。

以上所述僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非是對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。