CN103823105A - 一种输电线路调试用无线测量系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输电线路调试用无线测量系统，包括无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接，用于采集电容分压器低压侧的电压信号；无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接，用于采集霍尔电流传感器的电流信号；和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、服务器和客户机，服务器与中心主站无线通信模块相连接；无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点采集的数据实时上传至无线中心主站。本发明可以避免输电线路调试现场复杂的布线工作，大大减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线测量系统，具体涉及一种输电线路调试用无线测量系统。
背景技术
新建高压输电线路投入运行前，为考核线路的绝缘性能，将在线路首端对断路器进行分闸合闸连续操作，以模拟系统的操作电磁暂态过程。试验过程中测量输电线路的电压、电流信号，以反映线路的绝缘状况。
现有的测量系统通常由电容分压器、电流互感器、光电隔离器、录波仪等组成。为保证试验过程中测量人员人身安全，并给测量仪器进行供电，通常将光电隔离器、录波仪等设备布置于室内，通过电缆将变电站现场电容分压器低压侧电压信号、电流互感器二次侧电流信号与室内仪器相连。该测量方法异常繁琐，部分大型变电站，电缆长度可达近百米，现场布线工作量大，耗费了测试人员大量的时间和精力，降低了工作效率，增大了工作强度。由于变电站复杂的电磁环境影响，在电缆中可能感应出较高的过电压，影响测量系统的安全可靠运行。试验过程中电缆还可能发生拉扯或碾压造成断路，存在很大风险。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种输电线路调试用无线测量系统，使得输电线路调试时不需要在现场布置电缆，减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：
本发明的一种输电线路调试用无线测量系统，包括无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接，用于采集电容分压器低压侧的电压信号；无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接，用于采集霍尔电流传感器的电流信号；和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、用于对无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点传输过来的数据进行接收、存储及转发的服务器和用于对服务器、无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点进行数据处理的客户机，所述服务器与中心主站无线通信模块相连接；无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点采集的数据实时上传至无线中心主站。
上述无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括用于对采集的电压信号或电流信号进行模数转换的A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接用于对A/D采样数据进行时间同步及时间戳标记的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块；采集控制器模块包括与A/D模块输出端相连接用于控制A/D模块采集的FPGA模块和与FPGA模块输出端相连接用于管理A/D模块的采集及传输、确定暂态触发事件的发生及本地保存数据的ARM模块；ARM模块输出端接采集传输节点无线通信模块输入端。
上述中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥。
本发明可以避免输电线路调试现场复杂的布线工作，大大减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。另外，本发明的系统通信频段在2.4GHz，基本不受变电站电磁干扰、建筑物等的影响。
附图说明
图1为本发明的输电线路调试用无线测量系统原理图；
图2为现有的电容分压器结构示意图；
图3为现有的二次侧安装有霍尔电流传感器的电流互感器结构示意图；
图4为无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点的原理框图；
图5为本发明一个实施例的时钟同步模块原理图；
图6为无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点中采集控制器模块软件工作原理图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
参见图1，本发明的一种输电线路调试用无线测量系统包括无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点。
其中，无线中心主站面对用户，负责控制无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点和接收无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点数据，同时进行数据存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等。
无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点分别与电容分压器及电流探头相连，采集相关数据并通过无线模块将数据实时上传到中心主站。测量过程中，无线电流采集传输节点和无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块进行时间同步。
参见图2，测量过程中，无线电压采集传输节点与变电站户外场电容分压器相连，采集电压信号。
参见图3，无线电流采集传输节点与安装于电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连，采集电流信号。
无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点采集相关数据后通过无线模块将数据实时上传到中心主站。
参见图4，本发明的无线电流采集传输节点和无线电压采集传输节点包括A/D模块、采集传输节点无线通信模块、采集控制器模块和时钟同步模块。
A/D模块：对采集的电压、电流信号进行模数转换。
采集传输节点无线通信模块：采用无线网桥结构，实现无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点与无线中心主站间的相互通信。
采集控制器：采用ARM模块与FPGA模块相结合的架构方式，是无线采集传输系统的核心，实现高精度数据采集、确定暂态触发事件、通过无线通信模块实时上传数据到中心主站、本地保存数据等。
时钟同步模块：对采集的数据进行时间戳标记，以便于多节点数据在中心主站上的同步显示、分析。
无线中心主站包括中心主站无线通信模块、服务器和客户机。其中：服务器负责处理分布式采集节点的大数据，包括分布式数据接收、对齐、存储、转发等功能；客户机对服务器、采集节点进行设置，监控采集节点行为，显示和分析波形数据等。
本发明的工作原理如下：
首先采用电容分压器、霍尔电流传感器对输电线路电压信号进行降压，对输电线路电流进行分流，上述信号与无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点相连，进行数据实时采样与A/D模数转换。为便于上述数据分析，无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块对上述数据进行时间同步。此后，由FPGA模块控制并获取数据，然后将数据放入ARM的内存中，由ARM处理，此后通过无线通信模块上传到中心主站。中心主站对上述数据进行存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等。输电线路调试无线测量系统可避免变电站现场复杂的布线工作，大大减小试验工作量，提高了试验效率。
本实施例中，无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点的A/D模块均采用MAX125芯片，可以实现多路信号的同步采集，采样精度设置为16位，输入电压范围为5V，在芯片外接16MHz晶振，单通道的最高采样速率可达250ksps。
本实施例中，中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥，通信频段为2.4GHz，支持点对点和点对多点的网络通信。中心主站无线通信模块提供一个10/100Mb/s网络IP接口，通过网线与服务器相连；无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点中的采集传输节点无线通信模块提供一个10/100Mb/s网络IP接口，与采集控制器相连。无线网桥之间实现相互通信。
本实施例中，采集控制器采用ARM与FPGA相结合的架构方式。其中，ARM采用Cortex A8处理器，负责与中心主站进行通信，管理数据的采集和传输，确定触发事件发生。FPGA控制A/D采样数据的采集、时间同步、时间戳标记。A/D模块对电压、电流信号进行模数转换，由FPGA控制并获取数据，同时，通过时钟同步模块获得时钟同步信息，将时间戳标记到每帧数据的帧头，然后将数据放入ARM的内存中，由ARM中运行的采集控制软件系统处理，此后通过无线模块上传到中心主站。
参见图5，本实施例中，采用基于IEEE1588协议的M50高精度时钟同步模块，同步精度在无线网络条件下可达微秒级。时钟同步源采用GPS，由无线中心主站作为授时主钟，对各节点进行时钟同步。时钟同步模块提供精确的秒脉冲、TOD(Time of Day)以及10MHz脉冲波。
本实施例中，服务器采用基于X86平台的工业便携式服务器主机，单核CPU频率为2GHz，服务器配备无线通信模块负责中心主站与采集节点间的无线通信，采用Unix操作系统；客户机选用x86PC机器，采用Windows7操作系统。
参见图6，它无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点中软件系统包括普通波形缓冲区与重要波形缓冲区两部分。其中，普通波形缓冲区可实时向测量系统上传测量数据，每秒传输速率约为40k；重要波形缓冲区本地保存测量数据，防止重要数据的丢失。重要波形缓冲区设置保存10s的试验数据（约400k）。传输过程中丢失采样数据时，通过中心主站监控端向采集控制端发送命令以获取信息。
本实施例中无线电压采集节点、无线电流采集节点上的数据采集程序运行在QNX上，通过Socket API发送数据包到中心主站。中心主站服务器，数据汇总程序运行在Web服务器上，网络连接采用Mina库。中心主站的控制是通过在浏览器上输入URL来进行在线配置。客户机波形软件运行在Windows上，通过Mina库与中心主站进行连接。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种输电线路调试用无线测量系统，其特征在于，包括
无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接，用于采集电容分压器低压侧的电压信号；
无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接，用于采集霍尔电流传感器的电流信号；
和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、用于对无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点传输过来的数据进行接收、存储及转发的服务器和用于对服务器、无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点进行数据处理的客户机，所述服务器与中心主站无线通信模块相连接；
所述无线电压采集传输节点及无线电流采集传输节点采集的数据实时上传至无线中心主站。
2.根据权利要求1所述的输电线路调试用无线测量系统，其特征在于，
所述无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括用于对采集的电压信号或电流信号进行模数转换的A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接用于对A/D采样数据进行时间同步及时间戳标记的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块；
所述采集控制器模块包括与A/D模块输出端相连接用于控制A/D模块采集的FPGA模块和与FPGA模块输出端相连接用于管理A/D模块的采集及传输、确定暂态触发事件的发生及本地保存数据的ARM模块；
所述ARM模块输出端接采集传输节点无线通信模块输入端。
3.根据权利要求2所述的输电线路调试用无线测量系统，其特征在于，
所述中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥。
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|---|---|
| CN (1) | CN103823105B (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104730328A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-06-24 | 景德镇陶瓷学院 | 一种智能无线电压采集仪器 |
| CN105699755A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-22 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种新型的电压无线采集系统 |
| CN106199294A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 中铁工程设计咨询集团有限公司 | 一种弧光保护装置 |
| CN107037257A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-11 | 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 | 高压直流耐压试验通用电流测量装置 |
| CN108918957A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-30 | 广东电网有限责任公司 | 一种基于gps时钟同步的输配电电流检测装置 |
| CN110266782A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-20 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种基于lte的城市变电站设备群状态信息全景管控平台 |
| CN110415500A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 北京群菱能源科技有限公司 | 一种基于rfid电表采集终端抄表系统 |
| CN111413893A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-14 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种超特高压输变电工程启动调试用无线电流采集系统 |
| CN112327117A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-05 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 | 换流站直流转换开关电场及电流的测量装置及其测量方法 |
| CN113759158A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-12-07 | 国家电网有限公司 | 一种用于多节点站域信息融合的互感器及数据采集方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100041042A (ko) * | 2008-10-13 | 2010-04-22 | 한국원자력연구원 | 자기장을 전원으로 이용하는 전력설비 진단용 무선 초음파 센서와 이를 이용한 전력설비의 절연열화 상태 실시간 감시장치 및 방법 |
| KR20100043834A (ko) * | 2008-10-21 | 2010-04-29 | 필컴퍼니주식회사 | 송배전선로의 이상전류를 감지하기 위한 무선 모니터링 시스템 |
| CN102262179A (zh) * | 2011-04-19 | 2011-11-30 | 重庆大学 | 单极式电流电压一体化传感器 |
| CN102981043A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-20 | 辽宁省电力有限公司检修分公司 | 电力输配线路无线数字监测仪 |
-
2014
- 2014-03-04 CN CN201410075754.3A patent/CN103823105B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20100041042A (ko) * | 2008-10-13 | 2010-04-22 | 한국원자력연구원 | 자기장을 전원으로 이용하는 전력설비 진단용 무선 초음파 센서와 이를 이용한 전력설비의 절연열화 상태 실시간 감시장치 및 방법 |
| KR20100043834A (ko) * | 2008-10-21 | 2010-04-29 | 필컴퍼니주식회사 | 송배전선로의 이상전류를 감지하기 위한 무선 모니터링 시스템 |
| CN102262179A (zh) * | 2011-04-19 | 2011-11-30 | 重庆大学 | 单极式电流电压一体化传感器 |
| CN102981043A (zh) * | 2012-12-07 | 2013-03-20 | 辽宁省电力有限公司检修分公司 | 电力输配线路无线数字监测仪 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 李涛等: "基于GPRS无线技术的配电变压器监测系统", 《电测与仪表》, vol. 41, no. 6, 30 June 2004 (2004-06-30), pages 55 - 57 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104730328A (zh) * | 2015-02-04 | 2015-06-24 | 景德镇陶瓷学院 | 一种智能无线电压采集仪器 |
| CN105699755A (zh) * | 2016-04-15 | 2016-06-22 | 国网河南省电力公司电力科学研究院 | 一种新型的电压无线采集系统 |
| CN106199294A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-07 | 中铁工程设计咨询集团有限公司 | 一种弧光保护装置 |
| CN107037257A (zh) * | 2017-06-08 | 2017-08-11 | 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 | 高压直流耐压试验通用电流测量装置 |
| CN107037257B (zh) * | 2017-06-08 | 2024-02-02 | 国网辽宁省电力有限公司沈阳供电公司 | 高压直流耐压试验通用电流测量装置 |
| CN110415500A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 北京群菱能源科技有限公司 | 一种基于rfid电表采集终端抄表系统 |
| CN108918957A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-30 | 广东电网有限责任公司 | 一种基于gps时钟同步的输配电电流检测装置 |
| CN110266782A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-09-20 | 国网江苏省电力有限公司南京供电分公司 | 一种基于lte的城市变电站设备群状态信息全景管控平台 |
| CN111413893A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-07-14 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种超特高压输变电工程启动调试用无线电流采集系统 |
| CN111413893B (zh) * | 2020-03-02 | 2023-11-03 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种超特高压输变电工程启动调试用无线电流采集系统 |
| CN112327117A (zh) * | 2020-11-09 | 2021-02-05 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局 | 换流站直流转换开关电场及电流的测量装置及其测量方法 |
| CN113759158A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-12-07 | 国家电网有限公司 | 一种用于多节点站域信息融合的互感器及数据采集方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103823105B (zh) | 2017-02-01 |
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