CN104868602A - 线损监测定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的线损监测定位系统，包括采集端、手持端和监控端，所述的采集端包括单片机，所述的单片机通过驱动电路驱动电量采集器，所述的单片机分别与GPS模块、第一无线收发模块和定时器连接，所述的监控端包括第二无线收发模块、中央处理器、显示屏、电子地图，所述的中央处理器分别与第二无线收发模块、电子地图、显示屏连接，所述的手持端包括GPS模块和第三无线收发模块，所述的采集端、监控端和手持端之间通过无线网络进行数据通信。不仅成本较低、适用范围较广，可以及时准确的获知监控领域内的线损状况和数据，同时对发生问题的地点进行定位，及时修复和制止影响线损的问题或行为。

Description

线损监测定位系统
技术领域
    本发明涉及电量控制技术领域，尤其涉及线损监测定位系统。
背景技术
    线损指的是以热能形式散发的能量损失，即为电阻、电导消耗的有功功率。电能在传输过程中产生线损的原因有以下几方面：
    1、电阻作用：线路的导线，变压器，电动机的绕组，都是铜或者铝材料的导体。当电流通过时，对电流呈现一种阻力，此阻力称为导体的电阻。电能在电力网传输中，必须克服导体的电阻，从而产生了电能损耗，这一损耗见之于导体发热。由于这种损耗是由导体的电阻引起的，所以称为电阻损耗，它与电流的平方成正比。变压器，电动机等绕组中的损耗，又习惯称之为铜损。
    2、磁场作用：变压器需要建立并维持交变磁场，才能升压或降压。电动机需要建立并维持旋转磁场，才能运转而带动生产机械做功。电流在电气设备中建立磁场的过程，也就是电磁转换过程。在这一过程中，由于交变磁场的作用，在电气设备的铁芯中产生了磁滞和涡流，使铁芯发热，从而产生了电能损耗。由于这种损耗是在电磁转换过程中产生的，所以称之为磁励损耗，它造成铁芯发热，通常又称之为铁损。
    3、管理方面的原因：由于供用电管理部门和有关人员管理不够严格，出现漏洞，造成用户违章用电和窃电，电网元件漏电，电能计量装置误差以及抄表人员漏抄，错抄等而引起的电能损失。由于这种损耗无一定规律，又不易测算，故称为不明损耗。不明损耗是供电企业营业过程中产生的，所以又称为营业损耗。
    目前，供电企业对线损的统计，大多采用传统的按月抄表方式，计算当月线损，然而，此种方法获取线损的周期太长，准确率较低，当线损过大时不能及时发现制止，产生的损耗浪费太大。而且，由于巡检人员所处的位置并不确定，因此即使发现问题，也不能及时到达位置。
发明内容
    为解决上述现有技术中的缺陷，本发明提供了一种成本较低、适用范围较广的线损监测定位系统，可以及时准确的获知监控领域内的线损状况和数据，同时对发生问题的地点进行定位，不仅可以及时修复和制止影响线损的问题或行为，还可以为积累该地区实际电力供应过程中的线损数据，为规范线损数值提供支持。
为解决上述技术问题，本发明方案包括：线损监测定位系统，其特征在于，包括采集端、手持端和监控端，所述的采集端包括单片机，所述的单片机通过驱动电路驱动电量采集器，所述的单片机分别与GPS模块、第一无线收发模块和定时器连接，所述的监控端包括第二无线收发模块、中央处理器、显示屏、电子地图，所述的中央处理器分别与第二无线收发模块、电子地图、显示屏连接，所述的手持端包括GPS模块和第三无线收发模块，所述的采集端、监控端和手持端之间通过无线网络进行数据通信。
优选的，所述的单片机为51系列单片机。
优选的，所述的无线网络采用以下传输方式中的一种：3G、4G、CDMA、GSM、GPRS、WLAN。
优选的，所述的手持端为智能手机。
进一步的，所述的监控端还包括数值比较器和报警器，所述数值比较器的输入端连接中央处理器，所述数值比较器的输出端通过驱动电路连接报警器。
进一步的，所述的监控端还包括GPRS模块，所述的GPRS模块的输入端通过驱动电路连接数值比较器输出端，GPRS模块可以在启动时向巡检维护人员发送短信。
进一步的，所述的监控端设有数据服务器，所述的数据服务器与中央处理器连接，用来存储线损数据。
本发明的有益效果是：
1、整个装置设计了分散的采集端、手持端和集成的监控端，由于采集端为统一的模块化设计，因此可以批量生产，降低了生产成本，采集端和监控端之间通过无线网络进行数据通信，因此可以避免对通信线路的铺设和改造，减少了安装成本和维护成本，同时，手持端采用现有的智能手机，在智能手机上下载GPS软件后，结合智能手机的无线数据连接功能，无需额外的设备成本。
2、监控端设计了显示屏和电子地图，可以准确的将问题台区位置和巡检人员位置显示在电子地图上，监控人员根据电子地图上需安检人员的位置，可以调控最近的巡检人员到达问题地点，及时监控人员不在，由于巡检人员使用的是智能手机，相互之间也可以获知位置，协调好处理问题的人员，避免多个巡检人员去同一地点，提高工作效率。
3、采用数值比较器和报警器实现报警功能，因为数值比较器和报警器是非常成熟的技术，因此成本很低，即使出现损毁，也很容易替换；同时，为了解决监控人员离开监控区域是报警信息的获知，以及巡检人员及时得知线损报警的问题，设计了GPRS模块，确保报警信息及时传递给所有的人员。
4、设计了数据服务器，可以实现对线损数据的存储，存储的大量线损数据，可以为当地的线路设计提供数据基础，达到更好的设计效果。
附图说明
图1是本发明一种实施方式的结构原理示意图；
图2是本发明另一种实施方式的结构原理示意图；
图3是本发明第三种实施方式的结构原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施进行说明，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1所示的线损监测定位系统，包括采集端、手持端和监控端，所述的采集端包括单片机，所述的单片机通过驱动电路驱动电量采集器，所述的单片机分别与GPS模块、第一无线收发模块和定时器连接，所述的监控端包括第二无线收发模块、中央处理器、显示屏、电子地图，所述的中央处理器分别与第二无线收发模块、电子地图、显示屏连接，所述的手持端包括GPS模块和第三无线收发模块，所述的采集端、监控端和手持端之间通过无线网络进行数据通信。其中，所述的单片机为51系列单片机；所述的无线网络采用以下传输方式中的一种：3G、4G、CDMA、GSM、GPRS、WLAN；所述的手持端为智能手机。
实际使用时，每一个采集端分别对应一个电表，由于定时器的存在，可以将定时器设置为整点启动，设置方式可以是以1个小时作为倒计时区间，当倒计时完成时进行一次启动，在倒计时期间，单片机处于休眠状态，倒计时完成时，单片机被激活，通过驱动电路驱动电量采集器实现电量采集，然后利用无线发射模块将电量数据和GPS位置发送到监控端，监控端接收到电量数据后，中央处理器根据电量数据前端自带的编号计算各个台区（电力系统中，台区是指一台变压器的供电范围）的线损值，计算后的线损值进入数值比较器与预设的数值比对，如果测到的线损值大于预设数值，则驱动报警器发出报警。然后，监控人员将GPS位置发送到巡检人员的手持的智能手机上，需安检人员利用GPS定位功能确定抵达问题台区的路线，在第一时间赶赴位置。
对于如何区别不同台区采用不同的编号来实现。假设某一个台区包含5个电表，其中，电表1为总电表，电表2、3、4、5为子电表，此时，电表1的编号为0010，电表2-5的编号依次为0011、0012、0013、0014、0015，在上述的编号中，001为台区编号，用来与其他台区区别（其他台区可以是002、003等），最后一位为0表明为总表，1-5等非零数值表明为子表。
在发送采集到的电量数据时，除了编号以外，还包括度数和日期，因此，当2015年4月1日上午9点，如果电表1读数为10度，则发送的数据应当为“0010_10度_201504010900”。
仍然以上述的5个电表为例来说明上午9点到上午10点之间的线损监测数据，具体过程为：
上午9点，电表1-5处设置采集端分别同时启动，采集电量数据，电表1发送的信息为“0010_70度_201504010900”，电表2发送的信息为“0011_10度_201504010900”，电表3发送的信息为“0012_15度_201504010900”，电表4发送的信息为“0013_20度_201504010900”，电表5发送的信息为“0014_9度_201504010900”。
上午10点，采集端再次采集数据，电表1发送的信息为“0010_90度_201504011000”，电表2发送的信息为“0011_14度_201504011000”，电表3发送的信息为“0012_17度_201504011000”，电表4发送的信息为“0013_22度_201504011000”，电表5发送的信息为“0014_15度_201504011000”。
中央处理器更具编号识别电表1-5为同一台区，且电表1为母表，电表2-5为子表，利用现有的计算模式进行计算，线损计算公式为：
线损=（总表电量-子表电量总和）/总表电量；其中，总表电量=（10点测量的度数-9点测量到的度数）×倍率（此处倍率设为1）；子表电量=（10点测量的度数-9点测量到的度数）×倍率（此处倍率设为1）。
因此，计算出的总表电量=（90-70）×1=20；子表电量总和=（14-10）×1+（17-15）×1+（22-20）×1+（15-9）×1=14；线损=（20-14）/20=0.3。
假如数值比较器的预设值为0.18，则检测值0.3明显大于0.18，数值比较器驱动报警器发出报警。
需要说明的是，计算公式中的倍率指的是表底信息中电量数值的倍率。
由于监测装置每一个小时启动一次，并计算一次线损值，因此，当某一个小时内线损值过高时，就可以及时发出报警，这就把线损的监测区间缩小到了一个小时。由于定时器可以0-100小时之间随意设置，因此检测区间可以自由控制，小到进分钟，大到几天，可以根据实际情况进行针对性的调整。
实施例2
为了提高效率，进一步的，如图2所示，所述的监控端还包括GPRS模块，所述的GPRS模块的输入端通过驱动电路连接数值比较器输出端，当数值比较器得出当前线损值大于预设值的结论时，在启动报警器的同时，也会启动GPRS模块，GPRS模块中的GPRS芯片中预设了几个电话号码，这些电话号码是监控人员和巡检人员的工作手机号码。GPRS模块可以在启动时向巡检维护人员发送短信，短信内容包括报警信息以及问题台区的GPS信息，无需监控人员手动操作，即可第一时间通知巡检人员。
实施例3
由于报警信息比较模糊，无法为检修人员提供更好的帮助，为了获知清楚准确的线损数值，以便监控人员和巡检人员更好的交流，为检修工作提供数据支持，进一步的，如图3所示，为了便于积累台区数据，为后期电网升级以及线路设计提供数据支持，所述的监控端设有数据服务器，所述的数据服务器与中央处理器连接，用来存储线损数据。
需要注意的是，虽然权利要求、说明书和说明书附图中有第一无线收发模块、第二无线收发模块和第三无线收发模块等术语，但是“第一”、“第二”、“第三”等适用于区别类似对象，而不是用于描述特定的顺序或先后次序。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换、简单组合等多种变形，这些均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.线损监测定位系统，其特征在于，包括采集端、手持端和监控端，所述的采集端包括单片机，所述的单片机通过驱动电路驱动电量采集器，所述的单片机分别与GPS模块、第一无线收发模块和定时器连接，所述的监控端包括第二无线收发模块、中央处理器、显示屏、电子地图，所述的中央处理器分别与第二无线收发模块、电子地图、显示屏连接，所述的手持端包括GPS模块和第三无线收发模块，所述的采集端、监控端和手持端之间通过无线网络进行数据通信。
2.根据权利要求1所述的线损监测定位系统，其特征在于，所述的单片机为51系列单片机。
3.根据权利要求1所述的线损监测定位系统，其特征在于，所述的无线网络采用以下传输方式中的一种：3G、4G、CDMA、GSM、GPRS、WLAN。
4.根据权利要求1所述的线损监测定位系统，其特征在于，所述的手持端为智能手机。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的线损监测定位系统，其特征在于，所述的监控端还包括数值比较器和报警器，所述数值比较器的输入端连接中央处理器，所述数值比较器的输出端通过驱动电路连接报警器。
6.根据权利要求5所述的线损监测定位系统，其特征在于，所述的监控端还包括GPRS模块，所述的GPRS模块的输入端通过驱动电路连接数值比较器输出端。
7.根据权利要求1所述的线损监测定位系统，其特征在于，所述的监控端设有数据服务器，所述的数据服务器与中央处理器连接。
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