一種電容分壓取電無源電壓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種電容分壓取電無源電壓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前取電方式主要有:高壓感應(yīng)取電和PT取電。高壓感應(yīng)取電(小CT)，前提是要做一只金屬環(huán)狀物套在觸臂上或母線上，作為金屬環(huán)狀物固定在高壓上，會(huì)產(chǎn)生如下弊端:
[0003]1、由于安裝在原本光滑的母線或觸臂上，改變電場(chǎng)分布，引起絕緣、動(dòng)熱穩(wěn)定性的改變。
[0004]2、產(chǎn)生渦流，渦流是引起開關(guān)柜溫升的主要因素之一。
[0005]3、電力系統(tǒng)負(fù)荷變化很大，母線電流隨之變化很大(幾安培之幾千安培)，母線短路瞬時(shí)電流可超過十倍額定電流。如此大的范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出小CT取電的正常工作電流范圍，交變的磁通在二次線圈上將感應(yīng)出很高的電壓，作用于二次線圈及二次回路上，將導(dǎo)致線圈過熱燒斷而造成電流互感器在運(yùn)行中開路。一次電流將全部用于激磁，使鐵芯嚴(yán)重飽和。由于磁飽和的嚴(yán)重，鐵芯過熱，外殼溫度升高，內(nèi)部絕緣受熱嚴(yán)重冒煙燒壞，嚴(yán)重威脅電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。所以小CT取電的方式，是一種不可靠的方式。
[0006]PT取電，在配電網(wǎng)內(nèi)，發(fā)生電壓互感器引起的諧振過電壓情況甚為頻繁:下列幾種條件可以造成鐵磁諧振:
[0007]a、電壓互感器的突然投入
[0008]b、線路發(fā)生單線接地
[0009]C、系統(tǒng)運(yùn)行方式的突然改變或電器設(shè)備的投切
[0010]d、系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生較大的波動(dòng)
[0011]e、電網(wǎng)頻率的波動(dòng)
[0012]f、負(fù)荷的不平衡的變化
[0013]由于以上因素，計(jì)量PT不允許外接任何二次設(shè)備，并且還要安裝二次微機(jī)消諧裝置，二次微機(jī)消諧裝置屬于被動(dòng)式保護(hù)。諧振過電壓造成PT飽和，PT 二次電壓已經(jīng)發(fā)生變化，此時(shí)微機(jī)消諧裝置動(dòng)作全部完成的時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)，消除諧振的時(shí)間一般在I一2秒，而保護(hù)裝置的啟動(dòng)時(shí)間要遠(yuǎn)快于消除諧振的時(shí)間，這樣就有可能造成保護(hù)裝置誤動(dòng)。另外，由于消除諧振的時(shí)間過長(zhǎng)，PT不能長(zhǎng)時(shí)間承受勵(lì)磁過電流沖擊，造成PT損壞的事故。即使安裝了微機(jī)消諧裝置，也經(jīng)常發(fā)生PT爆炸事故，并且PT取電成本高，所以小PT取電的方式，也是一種不可靠的方式。
[0014]綜上所述可知，通過以上取電方式進(jìn)行取電，分析電網(wǎng)工況異常，不僅對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行造成威脅，還易出現(xiàn)誤報(bào)警等不良后果。
[0015]電容分壓取電，不受高壓側(cè)母線電流大小的影響，只要線路有電即可提供穩(wěn)定的電源輸出，而且不受光強(qiáng)、溫度等外界因素影響，從而確保了取電裝置供電的穩(wěn)定性，在電力系統(tǒng)中具有較大的應(yīng)用前景，因此，針對(duì)電容分壓式取電的方式開發(fā)一種在線監(jiān)控系統(tǒng)， 實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)電容分壓取電的狀況具有迫切的必要性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]針對(duì)以上問題，本發(fā)明采用電容分壓取電，使對(duì)地系統(tǒng)綜合阻抗上的漏電流為mA級(jí)，并提供一種電容分壓取電無源電壓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)不受電流、電壓波動(dòng)影響，并且體積小、價(jià)格低、操作方便、不改變?cè)泄耋w設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)。
[0017]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0018]一種電容分壓取電無源電壓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，包括采樣電容、傳感器A、檢測(cè)儀、傳感器B、工作電源、中央處理器、通訊模塊、電流互感器、監(jiān)測(cè)模塊。采樣電容與傳感器A連接并從電網(wǎng)采集電壓通過檢測(cè)儀、傳感器B向中央處理器輸送信號(hào)，信號(hào)經(jīng)中央處理器進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后傳遞至通迅模進(jìn)行通訊，中央處理器通過電流互感器與傳感器B連接，并由傳感器B發(fā)出電流經(jīng)電流互感器提供電源，監(jiān)測(cè)模塊安裝于戶外環(huán)網(wǎng)柜上并與傳感器A、中央處理器和工作電源連接監(jiān)測(cè)工作狀況，其內(nèi)部構(gòu)成包括取能回路、儲(chǔ)能回路、測(cè)量回路、本地信息采集回路及邏輯處理回路，本地信息采集回路中就地傳感器的采集結(jié)果以小信號(hào)形輸入給邏輯處理回路后再傳送給中央處理器進(jìn)行處理，工作電源與通迅模塊及監(jiān)測(cè)模塊連通并從監(jiān)測(cè)模塊的儲(chǔ)能回路中取電為通迅模塊持續(xù)供電提供功率。
[0019]其中，所述的檢測(cè)儀通過300pF電容對(duì)地的漏電流，采樣電流幅值頻率和相位，計(jì)算出一次側(cè)電壓。
[0020]其中，所述的通迅模塊為工業(yè)級(jí)無線通訊模塊(GSM/GPRS/CDMA)，與中央處理器串口通訊，采用gprs和短信息方式進(jìn)行通訊，將就地電氣工況以無線方式發(fā)送至指定設(shè)備，并由工作電源提供電能，通過檢測(cè)工作電源中超級(jí)電容的儲(chǔ)能狀態(tài)控制通信頻率。
[0021]進(jìn)一步的，所述的通訊模塊接收中央處理器的輸出結(jié)果并發(fā)送到指定設(shè)備，其發(fā)送機(jī)制為事件觸發(fā)+總查詢的組合模式:正常工況下，以分鐘為單位的發(fā)送頻率做定期報(bào)文上送；異常工況下，如高壓失電、溫濕度越限、煙霧報(bào)警，即時(shí)報(bào)文發(fā)送，并以較高頻率(20S)，持續(xù)發(fā)送多次。
[0022]其中，所述的工作電源采用長(zhǎng)沙弘瑞電氣設(shè)備有限公司專門設(shè)計(jì)的取電模塊(型號(hào):HRTM-1)，直接從監(jiān)測(cè)模塊的取能回路上取電，并配備超級(jí)電容儲(chǔ)存電能為通訊模塊供電。
[0023]其中，所述的中央處理器采用低功耗高性能的COrteX_M0處理器，完成電壓信號(hào)的計(jì)算，溫度、濕度的計(jì)算及通信管理。
[0024]其中，所述的監(jiān)測(cè)模塊外形尺寸限制在250_X 150mmX 150_，其內(nèi)部構(gòu)成包括取能回路、儲(chǔ)能回路、測(cè)量回路、本地信息采集回路、邏輯處理回路。所述的取能回路從傳感器A上獲取電能并存儲(chǔ)在儲(chǔ)能回路中，信號(hào)由測(cè)量回路及邏輯處理回路進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，最終由本地信息采集回路輸出。
[0025]進(jìn)一步的，所述的取能回路為長(zhǎng)沙弘瑞電氣設(shè)備有限公司特有RC構(gòu)架電路(型號(hào):HRCL-1I )，可測(cè)量對(duì)地漏電流及取能回路電壓，并提供監(jiān)測(cè)模塊工作所需功率，同時(shí)將電能提供給儲(chǔ)能回路。
[0026]進(jìn)一步的，所述的儲(chǔ)能回路由長(zhǎng)沙弘瑞電氣設(shè)備有限公司特有超級(jí)電容電路(型號(hào):HREC-1II)構(gòu)成，此電路在電容滿充情況下，高壓失電后，所儲(chǔ)電能可使監(jiān)測(cè)模塊持續(xù)工作時(shí)間不低于200S。
[0027]進(jìn)一步的，所述的測(cè)量回路為長(zhǎng)沙弘瑞電氣設(shè)備有限公司特有取能RC回路電路(型號(hào):HRMC-1V )，完成三相電纜的測(cè)量接入并監(jiān)測(cè)三相電纜的有電情況，同時(shí)作為電氣測(cè)量的輸入，將輸入傳遞給U/I驅(qū)動(dòng)繼電器并處理，并輸出有電/無電(0/1)，將有電無電判別結(jié)果作為開關(guān)量輸入給邏輯處理回路。
[0028]進(jìn)一步的，所述的本地信息采集回路連接就地傳感器，并將就地傳感器接受的信號(hào)進(jìn)行分類，以不同的小信號(hào)形式(0-5V/4-20mA)傳遞給邏輯處理回路。
[0029]更進(jìn)一步的，所述的就地傳感器包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器。
[0030]進(jìn)一步的，所述的邏輯處理回路為監(jiān)測(cè)模塊的大腦，包括低功耗處理器、開關(guān)量采集單元、輸入信號(hào)回路、模擬量采集單元。開關(guān)量采集單元采集高壓帶電信號(hào)及其他開關(guān)量，并將采集的開關(guān)量數(shù)據(jù)分析處理后傳送至中央處理器，模擬量采集單元采集溫濕度等小信號(hào)的模擬量。
[0031]更進(jìn)一步的，所述的低功耗處理器為Cortex系列低功耗處理器。
[0032]所述的監(jiān)測(cè)模塊的取能回路(型號(hào):HRCL-1I )與傳感器A相連，傳感器A直接經(jīng)采樣電容從高壓上取電并存儲(chǔ)在監(jiān)測(cè)模塊的儲(chǔ)能回路(型號(hào):HREC-1II)中，為通訊模塊提供工作電能，因此，通訊模塊不需要額外提供二次電源。
[0033]所述的中央處理器由電流互感器從傳感器B上分流提供電源，同樣也不需要額外提供二次電源。
[0034]所述的通訊模塊及中央處理器的供電方式實(shí)現(xiàn)了本發(fā)明真正意義上的無源電壓監(jiān)控。
[0035]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的電容分壓取電無源電壓遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)不受電流、電壓波動(dòng)的影響，且體積小、價(jià)格低、操作方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換效率高、安全穩(wěn)定、輸出功率大、不改變?cè)泄耋w設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)，同時(shí)，本發(fā)明的電路分布設(shè)計(jì)使得該監(jiān)控系統(tǒng)可直接從高壓上取電為構(gòu)件的運(yùn)行供電，不需要二次電源。高壓電容取電單元中的傳感器一次與二次之間進(jìn)行高低壓隔離、屏蔽處理，既可以在高壓側(cè)使用也可在低壓側(cè)使用，適用于電力系統(tǒng)中電容分壓取電方式的無源電壓在線監(jiān)控。
【附圖說明】
[0036]圖1為本發(fā)明的硬件結(jié)構(gòu)圖。
[0037]圖2為本發(fā)明的監(jiān)測(cè)模塊分布圖。
[0038]圖3為本發(fā)明的信號(hào)連接圖。
[0039]圖4為本發(fā)明的監(jiān)測(cè)模塊取能回路功能示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0040]為了