CN103076519A - 移动式配电变压器三相负载不平衡监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种三相负载不平衡监测装置,包括：连接于三相电力线的首端、用于检测各相电力线的首端相电压值的主机，分别连接于各相电力线末端的若干个电压监测仪；所述主机适于发送所述三相电力线的当前首端相电压值的无线信号至各电压监测仪；各电压监测仪分别根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述首端相电压值计算出该所接电力线的阻抗值，并发送带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机；所述主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制，以生成第一载波信号发送至相应的电压监测仪；所述电压监测仪根据接收到的所述相序编码以判断所接电力线的相序及电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种电力监测设备，特别涉及一种移动式配电变压器三相负载不平衡监测装置。
背景技术
配电网低压用户端电压质量一直是低压配电网的主要问题之一，随着负荷的快速增长，广大农村地区，甚至部分城市区域因供电线路长、变压器容量小、电网老化等原因导致线路压降过大、供电损耗大等问题，局部严重地区末端电压仅为几十伏，造成用户的用电设备不能正常使用，严重地影响了居民用户的生活。
为实现对电路改造，分析造成此种现象的确切原因，传统的办法有两种，第一种方法由供电所人员实施，通常的情况是由供电所人员定期用万用表测量记录各条线路首末两端的电压数据，通过对记录的电压数据分析，得出线路电压压降，这种方法不能检测到电压的相序，即测量的电压压降无法判断是哪一相的电压；第二种方法是安装传统的电压监测系统，监测供电端和用户端的电压，但是各电压监测系统的对相序情况不太好核定，这就无法确定该电压监测系统是属于哪一相供电线路，也就无法计算出各相供电线路的电压压降。
上述方法均无法精确判断出电压相序，故不能够分析出电压压降产生的规律和造成的影响,所以如何判断相序以得出该相序的电压压降是本领域的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于变压器台区相序识别及压降测量的三相负载不平衡监测装置，该装置能精确计算出变压器台区下A、B、C三相中任一一相线路的电压相序及该相序的电压压降。
本发明提供了一种三相负载不平衡监测装置,包括：连接于三相电力线的首端、用于检测各相电力线的首端相电压值的主机，分别连接于各相电力线末端的电压监测仪；所述主机包括一无线通讯装置，适于发送所述三相电力线的当前首端相电压值的无线信号至各电压监测仪；各电压监测仪分别根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述当前首端相电压值计算出所接电力线的电压压降值和阻抗值，并发送带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机，因为变压器输出端即三相电力线的首段每相相电压均相同，故无需区分首端的那一相电压值；所述主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制，以生成第一载波信号至相应的电压监测仪；所述电压监测仪根据接收到的所述相序编码以判断所接电力线的相序，得到相应相的电压压降。
所述三相负载不平衡监测装置通过各相电力线发送相应相序编码。
所述电压监测仪包括无线通讯模块以接收主机发送的相应无线信号。
进一步，所述信号通过电力线传输至所述主机，其中，所述电压监测仪根据所述阻抗值调制相应载波信号，该载波信号带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息；所述第一载波信号通过相应相的电力线发送至相应的电压监测仪。
进一步，所述电压监测仪包括无线子模块，其中，所述信号通过无线传输至所述主机，该无线传输信号带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息；所述第一载波信号通过所述无线通讯装置发送至相应的电压监测仪。
进一步，所述电压监测仪包括：适于通过压降以计算所述阻抗值的终端MCU子模块，适于根据所述阻抗值以调节的多载波FSK调制的终端调制解调电路，与所述终端调制解调电路相连的适于发送或者接受载波的终端切换电路；与所述终端切换电路相连的适于根据所述阻抗值以调节耦合参数的终端耦合器，所述终端MCU模块分别与所述终端调制解调电路、终端切换电路、终端耦合器相连以同步控制相应载波信号调制输出；所述载波信号中还包括分簇编码，以记录传输过程中电力线各节点数。
进一步，所述主机包括：主机 MCU子模块，其接收到所述电压监测仪发送的载波信号后，根据所述载波信号记录下的所述电力线各节点数以设置跳频的相应节点数；
适于根据所述阻抗值设置载波频率以及设置所述相应节点数的主机调制解调电路，与所述主机调制解调电路相连的适于发送或者接受载波的主机切换电路；与所述主机切换电路相连的分别与各相电力线耦合的适于根据所述阻抗值和跳频的节点数以调节耦合参数的主机耦合器；所述主机MCU子模块分别与所述主机调制解调电路、主机切换电路、各主机耦合器相连以同步控制相应载波信号调制输入或输出。
为了解决上述问题，本发明还提供了一种三相负载不平衡监测装置的工作方法，在上述三相负载不平衡监测装置的基础上的工作方法，包括：
所述主机适于发送所述三相电力线的当前首端相电压值的无线信号至各电压监测仪；
各电压监测仪分别根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述首端相电压值计算出所接电力线的电压压降值和阻抗值，并发送带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机；
所述主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制，以生成第一载波信号发送至相应的电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的所述相序编码以判断所接电力线的相序，得到相应相的电压压降。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：（1）本发明的不仅能够监测低压电网的线路首、末端电压，通过无线通讯装置及时发送相应电压值，即能精确计算出各相每条线路的压降；（2）通过压降换算成相应阻抗值并把相应的阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息发送至主机，主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制，使位于终端的电压监测仪能准确接收到主机发送的载波信号，并且所述相序编码中带有地址编码信息使其能准确找到位于电力线末端的处于监测状态的电压监测仪；同时这种方式在多个电压监测仪同时检测的时候也能准确判别出相应电压监测仪的相序；（3）所述电压监测仪发送载波信号还可以通过分簇编码记录传输过程中电力线各节点数，以使主机在发送相序编码时的载波信号调制时采用跳频调制，所述调频的相应节点数与主机接收到的载波信号记录下的电力线的节点数相对应；使所述主机发送的载波信号更加准确的到达相应的电压监测仪。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了另一种三相负载不平衡监测装置,包括：连接于三相电力线的首端、用于检测各相电力线的首端相电压值的主机，分别连接于各相电力线的末端的若干个电压监测仪；各电压监测仪适于通过电力线发送相应电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机，所述电压监测仪包括一无线通讯模块，适于通过无线发送同样的地址编码信息的信号至所述主机，还适于检测当前电力线的末端相电压；所述主机接收所述无线传输的地址编码信息，并采集各相电力线中的地址编码信息的信号，其中，若无线传输的地址编码信息与一相的电力线传输的地址编码信息相匹配，则记录该相序；所述主机包括一无线通讯装置，适于发送所述记录下的相序以及首端相电压信息至相应电压监测仪；所述电压监测仪根据接收到的相序和首端相电压计算出该相序的电压压降。
进一步，为了便于在多电压监测仪进行相序测试时，所述主机还能进行准确的无线传输以发送相应相序；各电压监测仪发送的无线或通过电力线传输的信号中分别带有各自的识别码，适于主机无线发送的相序信息与各电压监测仪相匹配。
进一步，为了提高所述电压监测仪发送的有线信号的通讯能力，所述电压监测仪还适于根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述首端相电压值计算出该所接电力线的阻抗值，并根据该阻抗值进行相应载波调制生成载波信号，通过电力线传送至主机。
为了解决上述问题，本发明还提供了在上述三相负载不平衡监测装置的基础上的工作方法，包括：
各电压监测仪适于通过电力线发送相应电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机，所述电压监测仪通过无线发送同样的地址编码信息的信号至所述主机，还适于检测当前电力线的末端相电压；
所述主机接收所述无线传输的地址编码信息，并采集各相电力线中的地址编码信息的信号并检测各相电力线的首端相电压值，其中，若无线传输的地址编码信息与一相的电力线传输的地址编码信息相匹配，则记录该相序；
所述主机适于无线发送所述记录下的相序以及首端相电压信息至相应电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的相序和首端相电压计算出该相序的电压压降。
与现有技术相比，该另一技术方案具有如下优点：（1）本发明的不仅能够监测低压电网的线路首、末端电压，通过无线通讯装置及时发送相应电压值，即能精确计算出各相每条线路的压降；（2）通过电压监测仪发送的无线和有线信号就能完成相序的匹配，电路构造简单，有效的降低了系统的构建成本，减少了主机的工作负担；（3）同时加入的识别码，能在多电压检测仪同时测量的基础上，无线信号不误传，使相序和电压测量准确。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1 本发明的三相负载不平衡监测装置的连接结构示意图；
图2本发明的主机与电压监测仪的结构及连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
实施例1
见图1，一种三相负载不平衡监测装置,包括：连接于三相电力线的首端、用于检测各相电力线的首端相电压值的主机，分别连接于各相电力线的末端的若干个电压监测仪；所述主机包括一无线通讯装置，适于发送所述三相电力线的当前首端相电压值的无线信号至各电压监测仪；各电压监测仪分别根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述当前首端相电压值计算出所接电力线的电压压降值和阻抗值，并发送带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机；所述主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制生成第一载波信号发送至相应的电压监测仪；所述电压监测仪根据接收到的所述相序编码以判断所接电力线的相序，得到相应相的电压压降。
所述电压监测仪也可以称为电压监测模块。
所述信号通过电力线传输至所述主机，其中，所述电压监测仪根据所述阻抗值调制相应载波信号，该载波信号带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息；所述第一载波信号通过相应相的电力线发送至相应的电压监测仪。
所述电压监测仪包括无线子模块，其中，所述信号通过无线传输至所述主机，该无线传输信号带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息；所述第一载波信号通过所述无线通讯装置发送至相应的电压监测仪。
见图2，所述电压监测仪包括：适于通过压降以计算所述阻抗值的终端MCU子模块，适于根据所述阻抗值以调节的多载波FSK调制的终端调制解调电路，与所述终端调制解调电路相连的适于发送或者接受载波的终端切换电路；与所述终端切换电路相连的适于根据所述阻抗值以调节耦合参数的终端耦合器，所述终端MCU模块分别与所述终端调制解调电路、终端切换电路、终端耦合器相连以同步控制相应载波信号调制输出；所述载波信号中还包括分簇编码，以记录传输过程中电力线各节点数。
所述主机包括：主机 MCU子模块，其接收到所述电压监测仪发送的载波信号后，根据所述载波信号记录下的所述电力线各节点数以设置跳频的相应节点数；适于根据所述阻抗值设置载波频率以及设置所述相应节点数的主机调制解调电路，与所述主机调制解调电路相连的适于发送或者接受载波的主机切换电路；与所述主机切换电路相连的分别与各相电力线耦合的适于根据所述阻抗值和跳频的节点数以调节耦合参数的主机耦合器；所述主机MCU子模块分别与所述主机调制解调电路、主机切换电路、各主机耦合器相连以同步控制相应载波信号调制输入或输出。
本发明的三相负载不平衡监测装置在三相电力线上发送相序编码信号，该相序编码信号经过跳频调制后发送相应载波信号，在末端的各电压监测仪接收到相应的相应载波信号后，即能判断各电力线的相应相序。
实施例2
见图1，在实施例1基础上的所述的三相负载不平衡监测装置的工作方法，包括：
所述主机适于发送所述三相电力线的当前首端相电压值的无线信号至各电压监测仪；
各电压监测仪分别根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述首端相电压值计算出所接电力线的电压压降值和阻抗值，并发送带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机；
所述主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制，以生成第一载波信号发送至相应的电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的所述相序编码以判断所接电力线的相序，得到相应相的电压压降。
实施例3
见图1，一种三相负载不平衡监测装置,包括：连接于三相电力线的首端、用于检测各相电力线的首端相电压值的主机，分别连接于各相电力线的末端的若干个电压监测仪；各电压监测仪适于通过电力线发送相应电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机，所述电压监测仪包括一无线通讯模块，适于通过无线发送同样的地址编码信息的信号至所述主机，还适于检测当前电力线的末端相电压；所述主机接收所述无线传输的地址编码信息，并采集各相电力线中的地址编码信息的信号，其中，若无线传输的地址编码信息与一相的电力线传输的地址编码信息相匹配，则记录该相序；所述主机包括一无线通讯装置，适于发送所述记录下的相序以及首端相电压信息至相应电压监测仪；所述电压监测仪根据接收到的相序和首端相电压计算出该相序的电压压降。
（其中，无线通讯模块和无线通讯装置未画出）
各电压监测仪发送的无线或通过电力线传输的信号中分别带有各自的识别码，适于主机无线发送的相序信息与各电压监测仪相匹配。
所述电压监测仪还适于根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述首端相电压值计算出该所接电力线的阻抗值，并根据该阻抗值进行相应载波调制生成载波信号，通过电力线传送至主机。
实施例4
见图1，在实施例3基础上的所述的三相负载不平衡监测装置的工作方法，包括：
各电压监测仪适于通过电力线发送相应电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机，所述电压监测仪通过无线发送同样的地址编码信息的信号至所述主机，还适于检测当前电力线的末端相电压；
所述主机接收所述无线传输的地址编码信息，并采集各相电力线中的地址编码信息的信号并检测各相电力线的首端相电压值，其中，若无线传输的地址编码信息与一相的电力线传输的地址编码信息相匹配，则记录该相序；
所述主机适于无线发送所述记录下的相序以及首端相电压信息至相应电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的相序和首端相电压计算出该相序的电压压降。
其中，无线通讯模块和无线通讯装置未画出。
实施例5
实施例1-4的具体工作方式包括如下：
电压监测仪可以插入插座中检测该插座的相序，具体的工作方法为：电压监测仪插入插座后通过无线和有线分别发送同样的地址编码信息，例如0001，主机接收无线和三相线路的中的地址编码信息，若三相线路中从A相接收到的地址编码信息为0001，则与无线接收到的地址编码信息0001相匹配，则记录下A相序，并把该相序发送至所述电压监测仪，所述电压监测仪接收到相序信息后，并把相序信息显示在液晶屏上，操作人员就能读出相序A。
当有多个电压监测仪同时工作时，则加入识别码，即在地址编码信息中加入识别码，例如00010010，其中，0001为地址编码，0010为该电压监测仪的识别码，主机无线发送相序时，只有拥有该识别码的电压监测仪才能接收该无线发送的相序信息，其他电压监测仪无法接收，也就是说，各电压监测仪只能接收相应的无线信号。
因为在实际操作中，电压监测仪是便于携带的一种仪器，故称为移动式。根据检测的各相电压降来判断配电变压器三相负载是否平衡。
由于无线和有线传输的时间极短，所以主机和电压监测仪在计算压降时所使用的首端、末端相电压可以看成是同一时刻的相压值。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种三相负载不平衡监测装置, 其特征在于包括：连接于三相电力线的首端、用于检测各相电力线的首端相电压值的主机，分别连接于各相电力线的末端的电压监测仪；
所述主机包括一无线通讯装置，适于发送所述三相电力线的当前首端相电压值的无线信号至各电压监测仪；
各电压监测仪分别根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述当前首端相电压值计算出所接电力线的电压压降值和阻抗值，并发送带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机；
所述主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制生成第一载波信号发送至相应的电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的所述相序编码以判断所接电力线的相序。
2.根据权利要求1所述的三相负载不平衡监测装置，其特征在于，所述信号通过电力线传输至所述主机，其中，所述电压监测仪根据所述阻抗值调制相应载波信号，该载波信号带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息；所述第一载波信号通过相应相的电力线发送至相应的电压监测仪。
3.根据权利要求1所述的三相负载不平衡监测装置，其特征在于，所述电压监测仪包括无线子模块，其中，所述信号通过无线传输至所述主机，该无线传输信号带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息；所述第一载波信号通过所述无线通讯装置发送至相应的电压监测仪。
4.根据权利要求2所述的三相负载不平衡监测装置，其特征在于，所述电压监测仪包括：适于通过压降以计算所述阻抗值的终端MCU子模块，适于根据所述阻抗值以调节的多载波FSK调制的终端调制解调电路，与所述终端调制解调电路相连的适于发送或者接受载波的终端切换电路；与所述终端切换电路相连的适于根据所述阻抗值以调节耦合参数的终端耦合器，所述终端MCU子模块分别与所述终端调制解调电路、终端切换电路、终端耦合器相连以同步控制相应载波信号调制输出；所述载波信号中还包括分簇编码，以记录传输过程中电力线各节点数。
5.根据权利要求4所述的三相负载不平衡监测装置，其特征在于，所述主机包括：
主机 MCU子模块，其接收到所述电压监测仪发送的载波信号后，根据所述载波信号记录下的所述电力线各节点数以设置跳频的相应节点数；
适于根据所述阻抗值设置载波频率以及设置所述相应节点数的主机调制解调电路，与所述主机调制解调电路相连的适于发送或者接受载波的主机切换电路；与所述主机切换电路相连的分别与各相电力线耦合的适于根据所述阻抗值和跳频的节点数以调节耦合参数的主机耦合器；所述主机MCU子模块分别与所述主机调制解调电路、主机切换电路、各主机耦合器相连以同步控制相应载波信号调制输入或输出。
6.根据权利要求5所述的三相负载不平衡监测装置的工作方法，包括：
所述主机适于发送所述三相电力线的当前首端相电压值的无线信号至各电压监测仪；
各电压监测仪分别根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述首端相电压值计算出所接电力线的电压压降值和阻抗值，并发送带有该阻抗值和该电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机；
所述主机根据接收到所述信号中的地址编码信息生成相应的相序编码，并根据所述阻抗值进行相应载波调制，以生成第一载波信号发送至相应的电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的所述相序编码以判断所接电力线的相序，得到相应相的电压压降。
7.一种三相负载不平衡监测装置,其特征在于包括：连接于三相电力线的首端、用于检测各相电力线的首端相电压值的主机，分别连接于各相电力线的末端的若干个电压监测仪；
各电压监测仪适于通过电力线发送相应电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机，所述电压监测仪包括一无线通讯模块，适于通过无线发送同样的地址编码信息的信号至所述主机，还适于检测当前电力线的末端相电压；
所述主机接收所述无线传输的地址编码信息，并采集各相电力线中的地址编码信息的信号，其中，若无线传输的地址编码信息与一相的电力线传输的地址编码信息相匹配，则记录该相序；
所述主机包括一无线通讯装置，适于发送所述记录下的相序以及首端相电压信息至相应电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的相序和首端相电压计算出该相序的电压压降。
8.根据权利要求7所述的三相负载不平衡监测装置, 其特征在于包括：各电压监测仪发送的无线或通过电力线传输的信号中分别带有各自的识别码，适于主机无线发送的相序信息与各电压监测仪相匹配。
9.根据权利要求7或8所述的三相负载不平衡监测装置, 其特征在于包括：所述电压监测仪还适于根据当前检测到的所接电力线的末端相电压值和所述首端相电压值计算出该所接电力线的阻抗值，并根据该阻抗值进行相应载波调制生成载波信号，通过电力线传送至主机。
10.根据权利要求9所述的三相负载不平衡监测装置的工作方法，包括
各电压监测仪适于通过电力线发送相应电压监测仪的地址编码信息的信号至所述主机，所述电压监测仪通过无线发送同样的地址编码信息的信号至所述主机，还适于检测当前电力线的末端相电压；
所述主机接收所述无线传输的地址编码信息，并采集各相电力线中的地址编码信息的信号并检测各相电力线的首端相电压值，其中，若无线传输的地址编码信息与一相的电力线传输的地址编码信息相匹配，则记录该相序；
所述主机适于无线发送所述记录下的相序以及首端相电压信息至相应电压监测仪；
所述电压监测仪根据接收到的相序和首端相电压计算出该相序的电压压降。
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