CN105277846A - 一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置，包括高压电场感应能量获取模块、可开闭耦合线圈、储能模块、多功能传感模块、主控制模块及指示模块；高压电场感应能量获取模块和可开闭耦合线圈组成电源单元，通过蓄能模块给主控制模块及指示模块供电；多功能传感模块内置于所述电源单元中。同时还公开了利用该装置进行配电线路在线监测方法的方法。本发明不仅解决了配电线路在线监测电源问题，同时极大提高了判别的准确性。

Description

一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测方法及装置

技术领域

本发明专利属于智能配电网在线监测技术领域，主要涉及配电网线路的在线监测通信技术研究，提出了一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测方法及装置。

背景技术

目前我国输电线路技术发展迅猛，在线监测技术也较为成熟，输电线路的运行安全及可靠性远高于配电线路。配电线路抵御冰雪、大风等自然灾害的能力相对较弱，故障查询时间较长，影响了供电可靠性，这就要求我们必须发展智能配电技术，实现配电线路状态评估、故障诊断、状态检修和风险预警，实现对线路运行状态实时监控及诊断。但与之适应的配电线路在线监测技术起步较晚，监测装置和监测系统尚不成熟。主要原因受制于配电线路线路分支多、运行情况复杂，传统的PT、CT供电技术及通信技术手段无法满足配电线路在线监测的技术要求。

目前配电线路在线监测技术主要有基于无线通信的故障指示器技术、基于自组网通信的在线监测技术等，然而电源供给是个无法逾越的瓶颈，均无法有效对线路进行实时监测，有些基于GPRS的公网通信有时也受制于线路偏远而无信号的困扰。在配电线路故障监测定位方面，依靠故障指示器已基本能解决相间短路故障定位问题，然而对于架空线接地故障一直未见到有效解决方式。

发明内容

为了适应配电线路的运行环境，本发明提供一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置，同时提供一种利用该无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置进行配电线路在线监测的方法。本方法不仅解决了在线监测装置电源问题，而且提供了一种无源自耦合通信方法，同时能有效解决接地故障的定位问题。

本发明所述的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置的技术方案为：

一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置，包括高压电场感应能量获取模块、可开闭耦合线圈、储能模块、多功能传感模块、主控制模块及指示模块；高压电场感应能量获取模块和可开闭耦合线圈组成电源单元，通过蓄能模块给主控制模块及指示模块供电；多功能传感模块内置于所述电源单元中。

为了适应配电线路实际情况，在线监测装置应具备安装便捷，本发明提供的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置电源由高压电场感应能量获取模块及可开闭耦合线圈两部分组成，形成双电源供给模式。当线路负荷较大，双电源获取能量充足时，本方案的在线监测装置进入满负荷工作，开启监测模式和耦合通信模式；当线路负荷较轻，本方案的在线监测装置主要依靠高压电场感应模块获取能量，此时在线监测装置切换到监测模式，不开启实时耦合通信，若监测到异常，则立即开启实时耦合通信。

本发明所述的多功能传感模块包括电流、电场及温度等传感器，各传感器分别嵌在高压电场感应能量获取模块、可开闭耦合线圈中，实现线路实时监测。

本发明所述的主控制模块包括低功耗CPU，对监测装置进行控制，当监测到线路故障时给就地指示模块发出告警指令，便于配电运维人员及时发现故障点并排除故障。

本发明所述无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置进行配电线路在线监测方法的技术方案为：

一种利用无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置进行配电线路在线监测方法，包括以下步骤：

1）启动安装在配电线路上的诺干个无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置；

2）控制模块控制向线路注入特殊频率的载波信号；

3）所述载波信号依靠可开闭耦合线圈沿线路传输；

4)相邻的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置通过可开闭耦合线圈接收所述载波信号，并进行信号比对；

5）无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置通过比对比邻的信号异常，指示模块发出告警信号，进行故障定位。

本发明提供的无源耦合通信方式的配电线路在线监测方法及装置：与传统配电线路在线监测技术不同，本发明采用无源供电技术，不依赖电池，无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置采用双电源冗余供给方式，不仅能从高压电场获取所需能量，同时还能从耦合线圈获取能量，无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置采集的线路信息采用耦合方式通过耦合线圈经线路将信息进行实时传输，从而实现配电线路的实时监测。因采用耦合方式，信号沿线路传输，若发生接地故障，两监测装置之间的耦合信号将发生变化，通过比对相邻的监测装置信号，可以有效实现线路接地故障定位。

本发明的基本原理是：相邻的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置之间的通信依靠可开闭耦合线圈，通过主控制模块控制向线路注入特殊频率的载波信号，沿线路传输发出信息，在线监测装置同时通过可开闭耦合线圈接收信息，当发生线路接地故障时，监测装置通过比对比邻的信号异常，确定故障区域并进行故障定位。

本发明的优点：

采用了无源耦合通信，不仅解决了监测装置电源问题，同时能利用线路为介质进行信号传输，当线路发生接地故障时，另辟蹊径通过比对相邻线路监测装置信号来判别接地故障，有别于传统的监测线路电气量作为判别依据（配电线路大部分接地故障电气量特征不明显），极大提高了判别的准确性。

附图说明

图1是本发明无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置实施例示意图；

图2是本发明利用无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置进行配电线在线监测方法实施例示意图。

具体实施方式

实施例：

一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置，包括高压电场感应能量获取模块、可开闭耦合线圈、储能模块、多功能传感模块、主控制模块及指示模块；高压电场感应能量获取模块和可开闭耦合线圈组成电源单元，通过蓄能模块给主控制模块及指示模块供电；多功能传感模块内置于所述电源单元中；所述的多功能传感模块包括电流、电场及温度等内置传感器，各传感器分别嵌在高压电场感应能量获取模块、可开闭耦合线圈中；所述的主控制模块包括低功耗CPU。

利用上述无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置进行配电线路在线监测方法，包括以下步骤：

1）启动安装在配电线路上的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置；

2）A1处的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置的控制模块控制向线路注入特殊频率的载波信号；

3）所述载波信号依靠可开闭耦合线圈沿线路传输；

4)A2处的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置通过可开闭耦合线圈接收所述载波信号，并与接收到的另一个相邻信号进行比对；

5）A2处的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置通过比对比邻的信号，若无异常，照常运行；若比对信号有异常，则指示模块发出告警信号，进行故障定位。

Claims (4)

1.一种无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置，其特征是，包括高压电场感应能量获取模块、可开闭耦合线圈、储能模块、多功能传感模块、主控制模块及指示模块；高压电场感应能量获取模块和可开闭耦合线圈组成电源单元，通过蓄能模块给主控制模块及指示模块供电；多功能传感模块内置于所述电源单元中。

2.根据权利要求1所述的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置，其特征是，所述的多功能传感模块包括电流、电场及温度等传感器，各传感器分别嵌在高压电场感应能量获取模块、可开闭耦合线圈中。

3.根据权利要求1或2所述的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置，其特征是，所述的主控制模块包括低功耗CPU。

4.利用权利要求1或2所述无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置进行配电线路在线监测方法，其特征在于包括以下步骤：

1）启动安装在配电线路上的诺干个无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置；

2）控制模块控制向线路注入特殊频率的载波信号；

3）所述载波信号依靠可开闭耦合线圈沿线路传输；

4)相邻的无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置通过可开闭耦合线圈接收所述载波信号，并进行信号比对；

5）无源耦合通信方式的配电线路在线监测装置通过比对比邻的信号异常，指示模块发出告警信号，进行故障定位。