專利名稱：供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信號裝置。具體說是一種供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年來，一些不法之徒在利益的驅(qū)使下，猖狂盜竊國家電力資源，致使一些線路的線損嚴重超標，給國家和企業(yè)造成不應(yīng)有的損失。隨著技術(shù)竊電手段的出現(xiàn)，竊電行為更具有隱蔽性和隨意性，再加上電力用戶較分散等原因，管理人員很難及時發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中存在的竊電行為，現(xiàn)有的一些防范措施大都是被動防范，不可能隨時發(fā)現(xiàn)竊電行為。
為了減輕管理人員的勞動強度，現(xiàn)在供電系統(tǒng)大力推廣遠程抄表系統(tǒng)，使管理人員可以在足不出戶的情況下“看”到用戶電表上顯示的用電量，如申請?zhí)枮?7251424的“電力線遠程抄表表端裝置”以及申請?zhí)枮?8202278的“遠程自動抄表裝置”。但這些遠程抄表系統(tǒng)只可以顯示用戶電表的用電量，不能對用戶是否存在計量故障及竊電行為作出判斷。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)，自動準確地判斷計量故障、竊電行為發(fā)生的時間和地點，計算電量損失的數(shù)量，使用電管理人員能夠及時的掌握網(wǎng)絡(luò)負荷運行情況。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案本發(fā)明所述的供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)，包括安裝在供電網(wǎng)絡(luò)關(guān)口計量電能表上的關(guān)口電量采集終端、安裝在各用戶端計量電能表上的用戶電量采集終端和主站處理終端，主站處理終端通過以RS-485接口為標準的雙絞線或電力載波方式與關(guān)口電量采集終端和用戶電量采集終端連接；電量采集終端包括關(guān)口電量采集終端和用戶電量采集終端，在各計量點，用光電轉(zhuǎn)換的方式將電能表的運行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為脈沖形式，并由電量采集終端計取儲存，將每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的脈沖數(shù)據(jù)整理打包，以備主站處理終端提??；主站處理終端負責(zé)全系統(tǒng)電量采集終端的控制和數(shù)據(jù)處理，為了保證時間同步、數(shù)據(jù)精度達到要求，主站處理終端在每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的規(guī)定時刻向各計量點電量采集終端發(fā)送校時信號和提取數(shù)據(jù)，然后對所提數(shù)據(jù)進行如下處理利用關(guān)口電量采集終端和各用戶電量采集終端采集的數(shù)據(jù)進行線損計算，與預(yù)設(shè)的合理線損進行比較，如數(shù)值越限，發(fā)出告警提示。
作為對本發(fā)明的進一步改進，所述的主站處理終端包括數(shù)據(jù)處理終端和主站管理微機，主站管理微機負責(zé)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時分析，當數(shù)據(jù)處理終端告警或需要提取系統(tǒng)數(shù)據(jù)時，主站管理微機從數(shù)據(jù)處理終端提取若干連續(xù)時間段的數(shù)據(jù)，包括各計量點的電量時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損率時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損量時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損量與各計量點電量復(fù)合比較參數(shù)，線損率參數(shù)，并對數(shù)據(jù)進行如下分析，主站微機首先對負荷線損率進行分析，用越限線損率值及網(wǎng)絡(luò)負荷變化與歷史負荷線損率規(guī)律進行比較，驗證線損越限值是否與正常網(wǎng)絡(luò)負荷變化有關(guān)，進一步確定越限告警性質(zhì)。在分析確定了告警性質(zhì)屬非正常情況時，根據(jù)各計量點電量時間分布參數(shù)變化規(guī)律，監(jiān)測線損越限時刻的所有用戶計量點的電量有無突變現(xiàn)象，有無出現(xiàn)不符合正常變化規(guī)律的電量參數(shù)，對所有可能引起線損率越限告警的用戶計量點都一一列出，然后利用網(wǎng)絡(luò)線損量與可能存在異常的計量點電量復(fù)合比較參數(shù)比較分析，準確判斷竊電以及計量故障存在的地點，運算這一時間段所損失的電量值。
上述電量采集終端包括主振蕩器電路、脈沖信號輸入電路、即時時鐘日歷電路、信號處理和存儲電路、信號輸出電路，脈沖信號輸入電路連接在信號處理和存儲電路的輸入端，主振蕩器電路連接在信號處理和存儲電路的時鐘信號輸入端，即時時鐘日歷電路連接在信號處理和存儲電路的中斷輸入端，信號輸出電路連接在信號處理和存儲電路的輸出端。
所述的脈沖信號輸入電路是由電阻和電容構(gòu)成的濾波電路。
所述的信號輸出電路是RS-485接口電路。
本發(fā)明具有如下功能和優(yōu)點實時監(jiān)測。根據(jù)需要設(shè)定數(shù)據(jù)循環(huán)時間，自動監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中各計量裝置的運行情況及電量負荷情況。
自動分析。實時多角度分析用戶用電規(guī)律，計算網(wǎng)絡(luò)中的各種負荷參數(shù)，定量分析、查找異常參數(shù)出現(xiàn)的原因和地點。
告警功能。對不正常的網(wǎng)絡(luò)負荷參數(shù)、用戶電量參數(shù)告警、提示，對本系統(tǒng)運行狀況進行實時檢測，對故障點告警、提示。
儲存功能，主站管理微機可以對幾年內(nèi)的數(shù)據(jù)進行儲存，可以隨時提取所需要的歷史數(shù)據(jù)。
自動抄表?？梢栽O(shè)定同步抄表時間，自動讀取全網(wǎng)絡(luò)各計量點電能表的實際數(shù)據(jù)，并統(tǒng)計、顯示、打印。


圖1是本發(fā)明的一個實施例的總體分布原理圖。
圖2是本發(fā)明的一個實施例的電量采集終端的電原理圖；圖3是24小時線損量與某用戶有功電表用電量復(fù)合分析圖；圖4是24小時線損量與某另一用戶有功電表用電量復(fù)合分析圖。
具體實施例如圖1所示，本發(fā)明所述的供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)包括安裝在供電網(wǎng)絡(luò)關(guān)口計量電能表上的關(guān)口電量采集終端1、安裝在各用戶端計量電能表上的用戶電量采集終端2和主站處理終端3，主站處理終端3通過以RS-485接口為標準的雙絞線或電力載波方式與關(guān)口電量采集終端1和用戶電量采集終端2連接；電量采集終端包括關(guān)口電量采集終端1和用戶電量采集終端2，在各計量點，用光電轉(zhuǎn)換的方式將電能表的運行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為脈沖形式，并由電量采集終端計取儲存，將每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的脈沖數(shù)據(jù)整理打包，以備主站處理終端3提??；主站處理終端3負責(zé)全系統(tǒng)電量采集終端的控制和數(shù)據(jù)處理，為了保證時間同步、數(shù)據(jù)精度達到要求，主站處理終端3在每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的規(guī)定時刻向各計量點電量采集終端發(fā)送校時信號和提取數(shù)據(jù)，然后對所提數(shù)據(jù)進行如下處理利用關(guān)口電量采集終端1和用戶電量采集終端2采集的數(shù)據(jù)進行線損計算，與預(yù)設(shè)的合理線損進行比較，如數(shù)值越限，發(fā)出告警提示。
所述的主站處理終端3包括數(shù)據(jù)處理終端和主站管理微機，主站管理微機負責(zé)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時分析，當數(shù)據(jù)處理終端告警或需要提取系統(tǒng)數(shù)據(jù)時，主站管理微機從數(shù)據(jù)處理終端提取若干連續(xù)時間段的數(shù)據(jù)，包括各計量點的電量時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損率時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損量時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損量與各計量點電量復(fù)合比較參數(shù)，累計線損率參數(shù)，線損率參數(shù)，并對數(shù)據(jù)進行如下分析，主站微機首先對負荷線損率進行分析，用越限線損率值及網(wǎng)絡(luò)負荷變化與歷史負荷線損率規(guī)律進行比較，驗證線損越限值是否與正常網(wǎng)絡(luò)負荷變化有關(guān)，進一步確定越限告警性質(zhì)。在分析確定了告警性質(zhì)屬非正常情況時，根據(jù)各計量點電量時間分布參數(shù)變化規(guī)律，監(jiān)測線損越限時刻的所有用戶計量點的電量有無突變現(xiàn)象，有無出現(xiàn)不符合正常變化規(guī)律的電量參數(shù)，對所有可能引起線損率越限告警的用戶計量點都一一列出，然后利用網(wǎng)絡(luò)線損量與可能存在異常的計量點電量復(fù)合比較參數(shù)比較分析，準確判斷竊電以及計量故障存在的地點，運算這一時間段所損失的電量值。
上述分析判斷是基于如下原理
線損量＝關(guān)口電量采集終端1顯示的用電量-各用戶電量采集終端2顯示的用電量之和線損率＝(線損量/關(guān)口電量采集終端1顯示的用電量)*100％1、網(wǎng)絡(luò)線損率參數(shù)，是網(wǎng)絡(luò)供、售電量數(shù)值是否正常的重要標志。正常供電情況下，網(wǎng)絡(luò)中由于線路、變壓器等因素的影響會產(chǎn)生一部分電量損耗，稱為合理線損，一般合理線損率的數(shù)值比較低。當網(wǎng)絡(luò)中存在竊電行為或計量故障時，網(wǎng)絡(luò)中的線損率會遠遠超過合理線損率。
2、負荷線損率參數(shù)，實際上是網(wǎng)絡(luò)中不同負荷情況下合理線損率。由于網(wǎng)絡(luò)中的負荷不是固定數(shù)值，整個網(wǎng)絡(luò)中的電流值也隨之產(chǎn)生變化，因此由于線路電阻、變壓器內(nèi)阻、計量裝置誤差等因素產(chǎn)生的合理線損與網(wǎng)絡(luò)中的負荷情況有一定的關(guān)連規(guī)律。當網(wǎng)絡(luò)中存在竊電行為或計量故障時，該關(guān)連規(guī)律被打破。
3、各計量點電量時間分布參數(shù)，是在每個數(shù)據(jù)循環(huán)時間，終端數(shù)據(jù)采集器對該計量點電能表數(shù)據(jù)采樣，其中包涵了網(wǎng)絡(luò)總電量和用戶電量在不同時間的規(guī)律。
4、網(wǎng)絡(luò)線損量時間分布參數(shù)，是每個數(shù)據(jù)循環(huán)時間網(wǎng)絡(luò)電量損耗的實際數(shù)量。
5、網(wǎng)絡(luò)線損量與各計量點電量復(fù)合比較參數(shù)，是網(wǎng)絡(luò)線損量與每個計量點電量分別比較的值。
線損率是標志供電網(wǎng)絡(luò)負荷運行情況是否正常的重要參數(shù)，正常情況下用電量增加，線損量也增加，其線損率也隨之產(chǎn)生微小變化。當出現(xiàn)用戶竊電或由于計量表故障引起電能表慢轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)的情況時，該用戶電量采集終端2顯示的用電量減少，線損量卻增加，線損率急劇上升。
如圖3所示，曲線A表示的是用戶電量采集終端2顯示的用戶用電量的變化情況，曲線B表示的是同一時間整個供電網(wǎng)絡(luò)的線損量的變化情況。圖中箭頭C所指位置表示在2035分左右，該用戶的電量采集終端2顯示的用電量突然大幅度減少，而同時，整個供電網(wǎng)絡(luò)的線損量突然大幅度增加，并且線損量的增加值與該用戶用電量的減少值幾乎相等；箭頭D所指位置表示從2250分左右開始，該用戶的用電量恢復(fù)到平常的水平，而整個供電網(wǎng)絡(luò)的線損量也降低到正常的范圍。根據(jù)對上述數(shù)據(jù)的分析，可以斷定該用戶在2035開始竊電，到2250停止竊電行為，恢復(fù)正常用電。同樣，箭頭E表示該用戶從305開始竊電，而在650到750的一個小時，由于工人交接班，進入用電低谷，線損量也同樣進入低谷。
圖4的分析方法同上，箭頭F、箭頭G所指位置表示該用戶在正常用電的情況下，采用技術(shù)竊電手段使電能表完全停止轉(zhuǎn)動，此時用戶電量采集終端2顯示的用電量為零，而線損量卻成倍增長。
如圖2所示，電量采集終端2包括主振蕩器電路、脈沖信號輸入電路、即時時鐘日歷電路、信號處理和存儲電路、信號輸出電路，脈沖信號輸入電路連接在信號處理和存儲電路的輸入端，主振蕩器電路連接在信號處理和存儲電路的時鐘信號輸入端，即時時鐘日歷電路連接在信號處理和存儲電路的中斷輸入端，信號輸出電路連接在信號處理和存儲電路的輸出端。脈沖信號輸入電路是由電阻和電容構(gòu)成的濾波電路。信號輸出電路是RS-485接口電路。5路電能表輸出的脈沖信號MC0——MC4，分別經(jīng)由電阻RRA0——RRA4和電容CRA0——CRA4組成的濾波電路，濾除干擾雜波信號后輸入到集成電路IC1的端口RA0——RA4，集成電路IC1對5個端口的脈沖進行計數(shù)和處理，恢復(fù)為實際電量數(shù)值后保存在5個不同的存儲體中。集成電路IC1的第6腳端口RB0接即時時鐘、日歷芯片IC3的中斷輸出，根據(jù)系統(tǒng)設(shè)置，即時時鐘、日歷芯片IC3在規(guī)定的數(shù)據(jù)循環(huán)時刻由第3腳向集成電路IC1的端口RB0發(fā)送中斷信號，集成電路IC1檢測到中斷信號后，通過由10腳RB4、11腳RB5構(gòu)成的I2C總線向即時時鐘、日歷芯片IC3提取時間數(shù)值，并分別將5個電量值冠以時間標志存入片內(nèi)數(shù)據(jù)儲存體中。集成電路IC1的第7腳、第8腳、第9腳、第13腳構(gòu)成與RS-485接口芯片的數(shù)據(jù)通信，其中D1為數(shù)據(jù)輸入，R0為數(shù)據(jù)輸出，DE、RE分別為數(shù)據(jù)收控和發(fā)控。系統(tǒng)主機通過通信線路或通信設(shè)備與RS-485端口連接，構(gòu)成了與電量數(shù)據(jù)采集終端的通信。集成電路IC1接收信號后，根據(jù)系統(tǒng)主機的要求向RS-485端口發(fā)送各循環(huán)時間段的電量數(shù)據(jù)。為了保證數(shù)據(jù)分析的準確性，每一個數(shù)據(jù)循環(huán)時刻系統(tǒng)主機向數(shù)據(jù)采集終端發(fā)送校時信號，集成電路IC1接收到校時信號后，通過由端口RB4、RB5組成的I2C總線向即時時鐘、日歷芯片IC3發(fā)送校時信號。
其他電路部分D1-1、R1-1、C1-3組成集成電路IC1的上電復(fù)位電路。XT1、C1-1、C1-2組成集成電路IC1的主振電路。
集成電路IC1的端口RB6、RRB6、DRB6組成集成電路IC1的工作狀態(tài)監(jiān)視電路。
C2-1、C2-2、XT2、R2-1、R2-2組成即時時鐘、日歷芯片IC3的主振電路。
各集成電路的型號IC1PIC16F84IC265LBC184IC3X120權(quán)利要求
1.供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于它包括安裝在供電網(wǎng)絡(luò)關(guān)口計量電能表上的關(guān)口電量采集終端(1)、安裝在各用戶端計量電能表上的用戶電量采集終端(2)和主站處理終端(3)，主站處理終端(3)通過以RS-485接口為標準的雙絞線或電力載波方式與關(guān)口電量采集終端(1)和用戶電量采集終端(2)連接；電量采集終端包括關(guān)口電量采集終端(1)和用戶電量采集終端(2)，在各計量點，用光電轉(zhuǎn)換的方式將電能表的運行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為脈沖形式，并由電量采集終端計取儲存，將每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的脈沖數(shù)據(jù)整理打包，以備主站處理終端(3)提??；主站處理終端(3)負責(zé)全系統(tǒng)電量采集終端的控制和數(shù)據(jù)處理，為了保證時間同步、數(shù)據(jù)精度達到要求，主站處理終端(3)在每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的規(guī)定時刻向各計量點電量采集終端發(fā)送校時信號和提取數(shù)據(jù)，然后對所提數(shù)據(jù)進行如下處理利用關(guān)口電量采集終端(1)和用戶電量采集終端(2)采集的數(shù)據(jù)進行線損計算，與預(yù)設(shè)的合理線損進行比較，如數(shù)值越限，發(fā)出告警提示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的主站處理終端(3)包括數(shù)據(jù)處理終端和主站管理微機，主站管理微機負責(zé)對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時分析，當數(shù)據(jù)處理終端告警或需要提取系統(tǒng)數(shù)據(jù)時，主站管理微機從數(shù)據(jù)處理終端提取若干連續(xù)時間段的數(shù)據(jù)，包括各計量點的電量時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損率時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損量時間分布參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)線損量與各計量點電量復(fù)合比較參數(shù)，線損率參數(shù)，并對數(shù)據(jù)進行如下分析，主站微機首先對負荷線損率進行分析，用越限線損率值及網(wǎng)絡(luò)負荷變化與歷史負荷線損率規(guī)律進行比較，驗證線損越限值是否與正常網(wǎng)絡(luò)負荷變化有關(guān)，進一步確定越限告警性質(zhì)。在分析確定了告警性質(zhì)屬非正常情況時，根據(jù)各計量點電量時間分布參數(shù)變化規(guī)律，監(jiān)測線損越限時刻的所有用戶計量點的電量有無突變現(xiàn)象，有無出現(xiàn)不符合正常變化規(guī)律的電量參數(shù)，對所有可能引起線損率越限告警的用戶計量點都一一列出，然后利用網(wǎng)絡(luò)線損量與可能存在異常的計量點電量復(fù)合比較參數(shù)比較分析，準確判斷竊電以及計量故障存在的地點，運算這一時間段所損失的電量值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的電量采集終端包括主振蕩器電路、脈沖信號輸入電路、即時時鐘日歷電路、信號處理和存儲電路、信號輸出電路，脈沖信號輸入電路連接在信號處理和存儲電路的輸入端，主振蕩器電路連接在信號處理和存儲電路的時鐘信號輸入端，即時時鐘日歷電路連接在信號處理和存儲電路的中斷輸入端，信號輸出電路連接在信號處理和存儲電路的輸出端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的脈沖信號輸入電路是由電阻和電容構(gòu)成的濾波電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的供電網(wǎng)絡(luò)實時監(jiān)測分析系統(tǒng)，其特征在于所述的信號輸出電路是RS-485接口電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種信號裝置。它包括電量采集終端、和主站處理終端,主站處理終端通過以RS－485接口為標準的雙絞線或電力載波方式與電量采集終端連接;在各計量點,用光電轉(zhuǎn)換的方式將電能表的運行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為脈沖形式,并由電量采集終端計取儲存,將每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的脈沖數(shù)據(jù)整理打包,以備主站處理終端提取;主站處理終端負責(zé)全系統(tǒng)電量采集終端的控制和數(shù)據(jù)處理,在每一數(shù)據(jù)循環(huán)時間的規(guī)定時刻向各計量點電量采集終端發(fā)送校時信號和提取數(shù)據(jù),然后對所提數(shù)據(jù)進行如下處理:利用電量采集終端采集的數(shù)據(jù)進行線損計算,與預(yù)設(shè)的合理線損進行比較,如數(shù)值越限,發(fā)出告警提示,可以自動對用戶的用電情況進行多方位檢測,及時發(fā)現(xiàn)計量裝置失常、用戶竊電等情況。
文檔編號G08C19/00GK1383108SQ0211005
公開日2002年12月4日 申請日期2002年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月4日
發(fā)明者錢可友, 王文鐵, 王厚強 申請人:莒縣電業(yè)局