CN108964720A - 一种变压器在线识别方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涉及一种电力行业的电能管理方法和设备，特别是一种变压器在线识别方法和系统，通过优化系统结构，选用合适的系统和方法，制造必要的现场设备，并通过中压电力载波技术，实现了电能传输通道与电能采集通道的一致性，从而为按线路计算出准确的10KV线损提供了最佳的解决方案。本发明由载波信号耦合器、变压器在线识别器、变压器在线寻址器和计算机管理系统几部分组成，其中变压器在线识别器包括识别器载波信号耦合器插座、识别器中压载波模块、识别器CPU控制板和识别器供电模块，变压器在线寻址器包括寻址器载波信号耦合器插座、寻址器中压载波模块、寻址器CPU控制板、寻址器通讯模块、寻址器通讯接口和寻址器供电模块。
Description
技术领域
本发明涉及电力行业的电能管理方法和设备，特别是一种变压器在线识别方法和系统。
背景技术
电能损耗是衡量供电企业用电管理水平的一项重要指标，但是，因为配电网结构十分复杂，其实际运行方式也非常频繁变化且多样，从而造成配电网线损无法准确计算，因此，如何准确分析计算配电网线损是长期困扰供电企业的难题。
10KV线路线损实时分析计算，目前存在的问题主要有以下几个方面。
1.因为双电源用户经常会有倒闸切换操作，即从一条线路切换至另一条线路供电，而低压用户的用电量不能与之同步，从而导致线损计算不准确。
2.在10KV配电网中，存在大量的环网分段线路，这些分段线路经常变换运行方式，也经常从一条线路切换至另一条线路供电，从而导致线损计算不准确。
3.线损计算涉及两个通道，一个是供电电能传输通道，一个是售电电量采集信息通道。由于电能传输通道(配电网)经常变化，而电量采集信息通道目前有载波、无线网、载波与无线混连网等多种形式是固定的，从而导致供电量和量之间经常出现统计上的逻辑错误。
因此，能否提供一种新的系统解决方案和设备，从而解决供电量和售电量之间出现的上述问题，确保电能传输通道与电能采集通道的一致性，本发明的创新点就是满足这种刚性需求和解决这种难点。
随着电力电子技术、微电子技术、计算机硬件技术、计算机软件技术和新材料技术的发展，本发明将优化一种新的系统方法，并创新制造新的设备和产品，同时利用载波通信技术、确保电能传输通道与电能采集通道的一致性，然后利用数据库和系统软件，实现线损计算只对在线运行变压器的电量进行精准统计，实现供售电量统计口径的一致，从而按线路计算出准确的10KV线损。
发明内容
本发明的目的在于提供一种方案完备、功能齐全、性能可靠、制造简单、安装方便、用于确保电能传输通道与电能采集通道的一致性，从而能按线路计算出准确的10KV线损，最终为提高供电企业用电管理水平提供新的方法和技术手段。
本发明总体思路是，克服现有实际应用和使用中存在的不足，充分利用电力载波技术、电子技术和电子元器件新技术的发展成果，开发出一种全新的变压器在线识别方式和系统设备，并提供一种变压器在线识别方法和系统。
本发明的目的是这样实现的：本发明主要由载波信号耦合器、变压器在线识别器、变压器在线寻址器和计算机管理系统几部分组成，所述变压器在线识别器包括识别器载波信号耦合器插座、识别器中压载波模块、识别器CPU控制板和识别器供电模块。
进一步，所述变压器在线寻址器包括寻址器载波信号耦合器插座、寻址器中压载波模块、寻址器CPU控制板、寻址器通讯模块、寻址器通讯接口和寻址器供电模块。
进一步，所述载波信号耦合器采用高磁导率的材料制作，采用卡表钳结构，其主要作用是将变压器在线识别器和变压器在线寻址器调制后的数据信息传输到中压输电电路上，以实现变压器在线识别器和变压器在线寻址器的通讯，达到数据传输的目的。
进一步，所述变压器在线识别器安装在每个变压器附近，所述变压器在线识别器的识别器CPU控制板上设计有CPU，其内部FLASH存储有变压器在线识别器和所在变压器编号，当所述变压器在线寻址器发出通讯指令，所述变压器在线识别器经数据解析后，如果和变压器在线识别器编号相同，所述变压器在线识别器则向所述变压器在线寻址器回复在线信息，将变压器在线识别器和所在变压器编号同时回传，否则不做应答。
进一步，所述计算机管理系统安装在每个变电站机房，并通过管理软件系统定时和所述变压器在线寻址器通讯，以查询数据库中可能在线的变压器是否挂接在本变电站的线路上，同时将查询信息和用电管理系统共享数据，从而实现变电站和负载变压器的精准一致。
进一步，所述变压器在线寻址器安装在变电站的供电输出端，当所述计算机管理系统发出的查询变压器是否在线的指令后，经过所述变压器在线寻址器的调制，并通过所述载波信号耦合器将调制信息耦合到中压10KV电力线上，这样，可以将所述变压器在线寻址器的查询命令，通过中压输电线路传送到连接在本变电站的线路上的所述变压器在线识别器，从而通过所述变压器在线识别器的应答有无和回传信息，确认所被寻址的变压器是否在线。
本发明的优点是：通过优化系统结构，选用合适的系统和方法，制造必要的现场设备，并通过中压电力载波的成熟方式，实现了电能传输通道与电能采集通道的一致性，从而为按线路计算出准确的10KV线损提供了最佳的解决方案，总之，本发明系统先进、设计可靠、安装方便、真正意义上解决了供电企业的难题。
附图说明
图1是本发明整个系统结构示意图。
图2是变压器在线识别器构成方框图。
图3是变压器在线寻址器构成方框图。
参照图1，1.载波信号耦合器，2.变压器在线识别器，3.变压器在线寻址器，4.计算机管理系统。
参照图2，21.识别器载波信号耦合器插座，22.识别器中压载波模块，23.识别器CPU控制板，24.识别器供电模块。
参照图3，31.寻址器载波信号耦合器插座，32.寻址器中压载波模块，33.寻址器CPU控制板，34.寻址器通讯模块，35.寻址器通讯接口，36.寻址器供电模块。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述，如图1，设计制作载波信号耦合器(1)、变压器在线识别器(2)、变压器在线寻址器(3)和计算机管理系统(4)；如图2，所述变压器在线识别器(2)由识别器载波信号耦合器插座(21)、识别器中压载波模块(22)、识别器CPU控制板(23)和识别器供电模块(24)几部分组成；如图3，所述变压器在线寻址器(3)包括寻址器载波信号耦合器插座(31)、寻址器中压载波模块(32)、寻址器CPU控制板(33)、寻址器通讯模块(34)、寻址器通讯接口(35)和寻址器供电模块(36)。
所述载波信号耦合器(1)采用高磁导率的材料制作，采用卡表钳结构，具体实施时，将所述载波信号耦合器(1)卡在中压输电线路上，在变压器输入端，通过所述载波信号耦合器(1)的连接电缆与所述变压器在线识别器(2)上的所述识别器载波信号耦合器插座(21)连接；在变电站的输出端，通过所述载波信号耦合器(1)的连接电缆与所述变压器在线识别器(3)上的所述识别器载波信号耦合器插座(31)连接；这种连接方式，确保了调制载波信号在整个中压线路上都能有调制信号，从而实现通讯信息的传输。
所述变压器在线识别器(2)，在具体实施和制作时分成了识别器载波信号耦合器插座(21)、识别器中压载波模块(22)、识别器CPU控制板(23)和识别器供电模块(24)几个功能模块，其中，所述识别器载波信号耦合器插座(21)和所述识别器中压载波模块(22)连接；所述识别器中压载波模块(22)和所述识别器CPU控制板(23)连接；所述识别器供电模块(24)和所述识别器中压载波模块(22)连接，为该模块提供工作电源；所述识别器供电模块(24)和所述识别器CPU控制板(23)连接，为该模块提供工作电源；这些连接方式保证了工作链路的功能实现；具体方式在于，当所述载波信号耦合器(1)上收到载波调制信号时，经所述识别器载波信号耦合器插座(21)耦合到所述识别器中压载波模块(22)，并经其解调后，变成数字数据包，通过接口电路，传输到与其连接的所述识别器CPU控制板(23)上的CPU端口，经CPU内嵌的解析软件，分析出是否所述变压器在线识别器(2)的地址编号，如果编码不一致，则不予回复信息；如果编码一致，所述识别器CPU控制板(23)上的CPU通过软件，向所述识别器中压载波模块(22)发送通讯数据包，经其调制后，通过所述识别器载波信号耦合器插座(21)耦合到所述载波信号耦合器(1)上，即完成将回复的调制信息送到中压电线，从而实现变压器侧编码信息的上传和回复。
所述变压器在线寻址器(3)，在具体实施和制作时分成了寻址器载波信号耦合器插座(31)、寻址器中压载波模块(32)、寻址器CPU控制板(33)、寻址器通讯模块(34)、寻址器通讯接口(35)和寻址器供电模块(36)几个功能模块，其中，所述寻址器载波信号耦合器插座(31)和所述寻址器中压载波模块(32)连接；所述寻址器中压载波模块(32)和所述寻址器CPU控制板(33)连接；所述寻址器CPU控制板(33)与所述寻址器通讯模块(34)连接；所述寻址器通讯模块(34)与所述寻址器通讯接口(35)连接，所述寻址器通讯模块(34)可以做成RS485接口或RS232接口等；所述寻址器供电模块(36)与所述寻址器中压载波模块(32)连接，为该模块提供工作电源；所述寻址器供电模块(36)与所述寻址器CPU控制板(33)连接，为该模块提供工作电源；所述寻址器供电模块(36)与所述寻址器通讯模块(34)连接，为该模块提供工作电源；所述寻址器通讯模块(34)与所述寻址器通讯接口(35)连接，这些连接方式保证了工作链路的功能实现；具体实现时，当变电站侧的所述载波信号耦合器(1)上收到载波调制信号时，经所述寻址器载波信号耦合器插座(31)耦合到所述寻址器中压载波模块(32)，并经其解调后，变成数字数据包，通过接口电路，传输到与其连接的所述寻址器CPU控制板(33)上的CPU端口，并经过所述寻址器通讯模块(34)与所述寻址器通讯接口(35)传输到所述计算机管理系统(4)通讯接口，最后通过管理系统软件实现变压器在线的识别。
所述计算机管理系统(4)是安装在变电站供电输出端的主控计算机，和所述变压器在线寻址器(3)连接，并通过所述变压器在线寻址器(3)和所述载波信号耦合器(1)发送和接收调制信息。
所述计算机管理系统(4)运行的软件系统工作流程具体实施时这样实现，关于变压器识别，建立所述变压器在线识别器(2)数据表，将所有可能下挂到该线路的变压器编号和所述变压器在线识别器(2)一一对应输入数据库；关于变电站供电端识别，建立所述变压器在线寻址器(3)数据表，并与变电站输出线路的计量电表一一对应输入数据库；根据设定的时间间隔，依次查询所述变压器在线识别器(2)在数据库的编号，然后通过所述变压器在线寻址器(3)，将查询信息发送到中压线路，如果所述变压器在线识别器(2)下挂在该线路，管理系统软件将通过所述变压器在线寻址器(3)和所述载波信号耦合器(1)接收到回复信息，然后通过和低压侧的电能抄收系统，将该变压器下所有电量统计到该条线路，从而实现分线识别，即通过利用载波通信与电能传输通道的一致性，确保线变关系的一致性、准确性。
综上所述，本发明实施例所述一种变压器在线识别方法和系统，主要为电力管理企业，提供并通过中压电力载波方式，实现了电能传输通道与电能采集通道的一致性的解决方案，本发明通过制造关键设备和编制软件系统，利用载波通信方式，确保线变关系的一致性、准确性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。
Claims (7)
1.一种变压器在线识别方法和系统，特别涉及一种电力行业的电能管理方法和设备，其特征在于：包括载波信号耦合器(1)、变压器在线识别器(2)、变压器在线寻址器(3)和计算机管理系统(4)四个主要部分，其中，所述变压器在线识别器(2)由识别器载波信号耦合器插座(21)、识别器中压载波模块(22)、识别器CPU控制板(23)和识别器供电模块(24)几部分组成，所述变压器在线寻址器(3)由寻址器载波信号耦合器插座(31)、寻址器中压载波模块(32)、寻址器CPU控制板(33)、寻址器通讯模块(34)、寻址器通讯接口(35)和寻址器供电模块(36)组成，所述计算机管理系统(4)有计算机和管理软件系统。
2.根据权利要求1所述的一种变压器在线识别方法和系统，其特征在于：载波信号耦合器(1)卡在中压输电线路上，在变压器输入端，通过载波信号耦合器(1)的连接电缆与变压器在线识别器(2)上的识别器载波信号耦合器插座(21)连接。
3.根据权利要求1所述的一种变压器在线识别方法和系统，其特征在于：载波信号耦合器(1)卡在中压输电线路上，在变电站的输出端，通过载波信号耦合器(1)的连接电缆与所述变压器在线识别器(3)上的识别器载波信号耦合器插座(31)连接。
4.根据权利要求1所述的一种变压器在线识别方法和系统，其特征在于：计算机管理系统(4)安装在变电站供电输出端的主控计算机，和变压器在线寻址器(3)连接，并通过变压器在线寻址器(3)和载波信号耦合器(1)发送和接收信息。
5.根据权利要求1所述的一种变压器在线识别方法和系统，其特征在于：识别器载波信号耦合器插座(21)和识别器中压载波模块(22)连接、识别器中压载波模块(22)和识别器CPU控制板(23)连接、识别器供电模块(24)和识别器中压载波模块(22)连接、识别器供电模块(24)和识别器CPU控制板(23)连接。
6.根据权利要求1所述的一种变压器在线识别方法和系统，其特征在于：寻址器载波信号耦合器插座(31)和寻址器中压载波模块(32)连接、寻址器中压载波模块(32)和寻址器CPU控制板(33)连接、寻址器CPU控制板(33)与寻址器通讯模块(34)连接、寻址器通讯模块(34)与寻址器通讯接口(35)连接、寻址器供电模块(36)与寻址器中压载波模块(32)连接、寻址器供电模块(36)与寻址器CPU控制板(33)连接、寻址器供电模块(36)与寻址器通讯模块(34)连接、寻址器通讯模块(34)与寻址器通讯接口(35)连接。
7.根据权利要求1所述的一种变压器在线识别方法和系统，其特征在于：计算机管理系统(4)运行的软件系统工作流程具体实施时这样实现，关于变压器识别，建立所述变压器在线识别器(2)数据表，将可能下挂到该线路的变压器编号和所述变压器在线识别器(2)一一对应输入数据库，关于变电站供电端识别，建立所述变压器在线寻址器(3)数据表，并与变电站输出线路的计量电表一一对应输入数据库，根据设定的时间间隔，依次查询所述变压器在线识别器(2)在数据库的编号，然后通过所述变压器在线寻址器(3)，将查询信息发送到中压线路，如果所述变压器在线识别器(2)下挂在该线路，管理系统软件将通过所述变压器在线寻址器(3)和所述载波信号耦合器(1)接收到回复信息，然后通过和低压侧的电能抄收系统，将该变压器下所有电量统计到该条线路，从而实现分线识别。
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