CN110412424A - 基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，包括机箱、同步采集装置和数据中心主机，所述同步采集装置的输出端通过通信网络与数据中心主机的输入端连接，本发明涉及电路检测设备技术领域。该基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，数据中心主机搭载了多向功能，如电力配网在线巡检单元对全网线路进行巡检，判断是否健康与故障点的位置；故障线路监测报警单元可对线路的异常电流、电压和功率进行检测并报警；线路多点数据分析单元可对线路多个点在同一时间的各项数据进行分析，可以解决上下线跳闸等问题；同期线损波形监测单元可对线路的线损功率进行检测，判断是否存在偷电漏电的情况，多方面检测，弥补了高质量用能的市场盲区。

Description

基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪

本发明涉及电路检测设备技术领域，具体为一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪。

背景技术

随着科技与经济的发展，我国的用电量在快速不断增长，工厂、园区、社区数量及规模也在不断的扩大，企业和人们对电能质量的要求也越来越高，因此，电能质量和用电安全问题引起广泛关注与高度重视。在此情况下，当供电系统发生故障时进行快速行之有效的诊断和处理，具有重要作用和意义。目前综合能源服务市场与传统节能市场仍处于高度重合。存量盈利的阶段中，大部分企业仍以节能改造与电能替代为核心业务与利润来源。在技术导向更为突出的电能质量、一体化智慧用能等增量市场需求方面，响应力量明显不足，市场存在大量空白。目前，高质量用能尚存在标准盲区，缺乏针对各项电能质量指标(电压暂降、谐波、电压波动/闪变)的品质分级及优质服务收费标准，政府、电网企业以及高精尖用户常因用能提质设备投资问题互相推诿，市场上亟需高精尖用户用能提质解决方案及市场服务模式。

目前，国网目前普遍采用安装在各处的计量、综保等装置获取各处的供电状态数据，这些数据满足于当前的电网营销管理调度需要。但仍然存在一些问题无法通过现有数据得到解决，如线损的在线判断、跳闸的在线判断(下级保护没有跳、直接上级保护跳闸)、线路异常的在线定位等。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，解决了现有的电路检测仍然存在一些问题无法通过现有数据得到解决，如线损的在线判断、跳闸的在线判断(下级保护没有跳、直接上级保护跳闸)、线路异常在线定位等问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，包括机箱、同步采集装置和数据中心主机，所述同步采集装置的输出端通过通信网络与数据中心主机的输入端连接，所述机箱包括上机壳和下机壳，且上机壳和下机壳的右侧之间通过铰链转动连接，所述上机壳和下机壳的左侧之间通过搭扣固定连接，所述上机壳和下机壳的右侧均开设有相适配的斜面，所述上机壳和下机壳的正面均固定连接有提拉把手，所述数据中心主机的表面与上机壳的内表面固定连接，所述下机壳的内部固定连接有隔板，且同步采集装置设置在隔板与下机壳之间。

所述数据中心主机包括电力配网在线巡检单元、故障线路监测报警单元、线路多点数据分析单元、同期线损波形监测单元、报警模块、显示屏、控制面板和接线端，所述电力配网在线巡检单元、故障线路监测报警单元和同期线损波形监测单元的输出端均通过导线与报警模块的输入端电性连接。

优选的，所述同步采集装置的输入端通过无线信号与北斗室内授时同步装置的输出端连接，所述同步采集装置包括第一MCU、授时模块、信号采集模块、网络模块和第一电源模块，所述授时模块、信号采集模块和第一电源模块的输出端均通过导线与第一MCU的输入端电性连接，所述第一MCU的输出端通过导线与网络模块的输入端电性连接。

优选的，所述北斗室内授时同步装置包括第二MCU、第二电源模块、北斗模块、LORA模块和信号天线，所述第二电源模块的输出端通过导线分别与第二MCU、北斗模块和LORA模块的输入端电性连接，所述信号天线的输出端通过导线与北斗模块的输入端电性连接。

优选的，所述LORA模块的输出端通过导线与信号天线的输入端电性连接，所述第二MCU的输出端通过导线分别与北斗模块和LORA模块的输入端电性连接，所述信号天线的输出端通过无线信号与授时模块的输入端远程连接。

优选的，所述电力配网在线巡检单元包括正常波形储存模块和波形数据对比模块，所述正常波形储存模块的输出端通过导线与波形数据对比模块的输入端电性连接，所述波形数据对比模块的输出端通过导线与报警模块的输入端电性连接。

优选的，所述故障线路监测报警单元包括电流数值对比模块、电压数值对比模块和功率数值对比模块，所述电流数值对比模块、电压数值对比模块和功率数值对比模块的输出端均通过导线与报警模块的输入端电性连接。

优选的，所述线路多点数据分析单元包括时间记录模块、数据分析模块和数据显示模块，所述时间记录模块的输出端通过导线与数据分析模块的输入端电性连接，所述数据分析模块的输出端通过导线与数据显示模块的输入端电性连接。

优选的，所述同期线损波形监测单元包括标准线损功率设定模块和线损功率对比模块，所述标准线损功率设定模块的输出端通过导线与线损功率对比模块的输入端电性连接，所述线损功率对比模块的输出端通过导线与报警模块的输入端电性连接。

(三)有益效果

本发明提供了一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪。与现有技术相比，具备以下有益效果：

(1)、该基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，通过使数据中心主机包括电力配网在线巡检单元、故障线路监测报警单元、线路多点数据分析单元、同期线损波形监测单元、报警模块、显示屏、控制面板和接线端，电力配网在线巡检单元、故障线路监测报警单元和同期线损波形监测单元的输出端均通过导线与报警模块的输入端电性连接，数据中心主机搭载了多向功能，如电力配网在线巡检单元对全网线路进行巡检，判断是否健康与故障点的位置；故障线路监测报警单元可对线路的异常电流、电压和功率进行检测并报警；线路多点数据分析单元可对线路多个点在同一时间的各项数据进行分析，可以解决上下线跳闸等问题；同期线损波形监测单元可对线路的线损功率进行检测，判断是否存在偷电漏电的情况，多方面检测，弥补了高质量用能的市场盲区。

(2)、该基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，通过使同步采集装置的输入端通过无线信号与北斗室内授时同步装置的输出端连接，北斗室内授时同步装置包括第二MCU、第二电源模块、北斗模块、LORA模块和信号天线，第二电源模块的输出端通过导线分别与第二MCU、北斗模块和LORA模块的输入端电性连接，信号天线的输出端通过导线与北斗模块的输入端电性连接，LORA模块的输出端通过导线与信号天线的输入端电性连接，第二MCU的输出端通过导线分别与北斗模块和LORA模块的输入端电性连接，信号天线的输出端通过无线信号与授时模块的输入端远程连接，通过北斗室内授时同步装置配合同步采集装置使用，为同步采集装置提取线路数据提供了更为精确的时间数据，以适用于要求较高的数据处理需求，且通过LoRa技术，实现同步录波装置在室内的高精度时间同步。

(3)、该基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，通过使机箱包括上机壳和下机壳，且上机壳和下机壳的右侧之间通过铰链转动连接，上机壳和下机壳的左侧之间通过搭扣固定连接，上机壳和下机壳的右侧均开设有相适配的斜面，上机壳和下机壳的正面均固定连接有提拉把手，数据中心主机的表面与上机壳的内表面固定连接，下机壳的内部固定连接有隔板，且同步采集装置设置在隔板与下机壳之间，通过将装置设置成一个手提箱形态，上机壳内设置数据中心主机，下机壳内放置同步采集装置和相应的导线等，使装置更便携，可随时投入线路的检测中，使用方便。

附图说明

图1为本发明机箱展开状态的主视图；

图2为本发明机箱收纳状态的立体图；

图3为本发明的系统原理框图；

图4为本发明同步采集装置的原理框图；

图5为本发明北斗室内授时同步装置的原理框图；

图6为本发明电力配网在线巡检单元的原理框图；

图7为本发明故障线路监测报警单元的原理框图；

图8为本发明线路多点数据分析单元的原理框图；

图9为本发明同期线损波形监测单元的原理框图。

图中，1-机箱、2-同步采集装置、21-第一MCU、22-授时模块、23-信号采集模块、24-网络模块、25-第一电源模块、3-数据中心主机、4-上机壳、5-下机壳、6-搭扣、7-隔板、31-电力配网在线巡检单元、311-正常波形储存模块、312-波形数据对比模块、32-故障线路监测报警单元、321-电流数值对比模块、322-电压数值对比模块、323-功率数值对比模块、33-线路多点数据分析单元、331-时间记录模块、332-数据分析模块、333-数据显示模块、34-同期线损波形监测单元、341-标准线损功率设定模块、342-线损功率对比模块、35-报警模块、36-显示屏、37-控制面板、38-接线端、8-北斗室内授时同步装置、81-第二MCU、82-第二电源模块、83-北斗模块、84-LORA模块、85-信号天线。

具体实施方式

下面将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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，包括机箱1、同步采集装置2和数据中心主机3，数据中心主机3内置有电源，同步采集装置2的输入端通过无线信号与北斗室内授时同步装置8的输出端连接，北斗室内授时同步装置8安装在室内，北斗室内授时同步装置8包括第二MCU81、第二电源模块82、北斗模块83、LORA模块84和信号天线85，第二电源模块82的输出端通过导线分别与第二MCU81、北斗模块83和LORA模块84的输入端电性连接，信号天线85的输出端通过导线与北斗模块83的输入端电性连接，LORA模块84的输出端通过导线与信号天线85的输入端电性连接，第二MCU81的输出端通过导线分别与北斗模块83和LORA模块84的输入端电性连接，信号天线85的输出端通过无线信号与授时模块22的输入端远程连接，通过北斗室内授时同步装置8配合同步采集装置2使用，为同步采集装置2提取线路数据提供了更为精确的时间数据，以适用于要求较高的数据处理需求，且通过LoRa技术，实现同步录波装置在室内的高精度时间同步，同步采集装置2包括第一MCU21、授时模块22、信号采集模块23、网络模块24和第一电源模块25，授时模块22、信号采集模块23和第一电源模块25的输出端均通过导线与第一MCU21的输入端电性连接，第一MCU21的输出端通过导线与网络模块24的输入端电性连接，同步采集装置2的输出端通过通信网络与数据中心主机3的输入端连接，机箱1包括上机壳4和下机壳5，且上机壳4和下机壳5的右侧之间通过铰链转动连接，上机壳4和下机壳5的左侧之间通过搭扣6固定连接，上机壳4和下机壳5的右侧均开设有相适配的斜面，设置斜面使下机壳5作为底座时，上机壳4可保持倾斜，便于检测，上机壳4和下机壳5的正面均固定连接有提拉把手，数据中心主机3的表面与上机壳4的内表面固定连接，下机壳5的内部固定连接有隔板7，且同步采集装置2设置在隔板7与下机壳5之间，通过将装置设置成一个手提箱形态，上机壳4内设置数据中心主机3，下机壳5内放置同步采集装置2和相应的导线等，使装置更便携，可随时投入线路的检测中，使用方便。

数据中心主机3包括电力配网在线巡检单元31、故障线路监测报警单元32、线路多点数据分析单元33、同期线损波形监测单元34、报警模块35、显示屏36、控制面板37和接线端38，电力配网在线巡检单元31、故障线路监测报警单元32和同期线损波形监测单元34的输出端均通过导线与报警模块35的输入端电性连接，数据中心主机3搭载了多向功能，如电力配网在线巡检单元31对全网线路进行巡检，判断是否健康与故障点的位置；故障线路监测报警单元32可对线路的异常电流、电压和功率进行检测并报警；线路多点数据分析单元33可对线路多个点在同一时间的各项数据进行分析，可以解决上下线跳闸等问题；同期线损波形监测单元34可对线路的线损功率进行检测，判断是否存在偷电漏电的情况，多方面检测，弥补了高质量用能的市场盲区，电力配网在线巡检单元31包括正常波形储存模块311和波形数据对比模块312，正常波形储存模块311的输出端通过导线与波形数据对比模块312的输入端电性连接，波形数据对比模块312的输出端通过导线与报警模块35的输入端电性连接，故障线路监测报警单元32包括电流数值对比模块321、电压数值对比模块322和功率数值对比模块323，电流数值对比模块321、电压数值对比模块322和功率数值对比模块323的输出端均通过导线与报警模块35的输入端电性连接，线路多点数据分析单元33包括时间记录模块331、数据分析模块332和数据显示模块333，时间记录模块331的输出端通过导线与数据分析模块332的输入端电性连接，数据分析模块332的输出端通过导线与数据显示模块333的输入端电性连接，同期线损波形监测单元34包括标准线损功率设定模块341和线损功率对比模块342，标准线损功率设定模块341的输出端通过导线与线损功率对比模块342的输入端电性连接，线损功率对比模块342的输出端通过导线与报警模块35的输入端电性连接。

使用时，将机箱1带到指定地点，打开机箱1，将内部的同步采集装置2和其他配件全部取出，然后将下机壳5翻转朝下，使上机壳4、下机壳5的斜面贴合，利用下机壳5支撑上机壳4，将多个同步采集装置2安装在电路的多个位置，启动数据中心主机3开始工作，北斗室内授时同步装置8的信号天线85接受卫星信号，利用北斗模块83与LORA模块84配合，将时间信号通过信号天线85发送至室内的各个同步采集装置2内，同步采集装置2的授时模块22接受时间信号，信号采集模块23实时监测线路中的电压、电流和功率等各项数据，通过网络模块24发送至数据中心主机3。

电力配网在线巡检单元31对所有这些带高精度时间属性的数据(波形)进行分析对比，同时与波形数据对比模块312内储存的电力配网正常状态下的数据(波形)进行对比分析，可以得出电力配网的健康报告(健康与否、故障点等)，若有故障，可通过报警模块35进行报警，并提供故障点大致位置；故障线路监测报警单元32中的电流数值对比模块321、电压数值对比模块322和功率数值对比模块323对电压、电流和功率与标准阈值范围进行对比，若超出或低于标准阈值范围则表示电路故障，可通过报警模块35进行报警；线路多点数据分析单元33中的数据分析模块332可以对在同一时间轴上的多点数据进行对比分析处理，由此可以得出同一时刻处于电力配网中的供电状态分析结果，且利用时间记录模块331可以记录该数据的分析时间，并通过数据显示模块333在显示屏36上显示；同期线损波形监测单元34可以通过该段线路电压、电流和功率等数据，计算出通过这段配网的线损功率，如果线损功率超过规定值，说明这个配网线在故障或隐患，当电流存在差值，说明该配网中存在偷电或漏电异常情况，同样通过报警模块35进行报警。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，包括机箱(1)、同步采集装置(2)和数据中心主机(3)，所述同步采集装置(2)的输出端通过通信网络与数据中心主机(3)的输入端连接，其特征在于：所述机箱(1)包括上机壳(4)和下机壳(5)，且上机壳(4)和下机壳(5)的右侧之间通过铰链转动连接，所述上机壳(4)和下机壳(5)的左侧之间通过搭扣(6)固定连接，所述上机壳(4)和下机壳(5)的右侧均开设有相适配的斜面，所述上机壳(4)和下机壳(5)的正面均固定连接有提拉把手，所述数据中心主机(3)的表面与上机壳(4)的内表面固定连接，所述下机壳(5)的内部固定连接有隔板(7)，且同步采集装置(2)设置在隔板(7)与下机壳(5)之间；

所述数据中心主机(3)包括电力配网在线巡检单元(31)、故障线路监测报警单元(32)、线路多点数据分析单元(33)、同期线损波形监测单元(34)、报警模块(35)、显示屏(36)、控制面板(37)和接线端(38)，所述电力配网在线巡检单元(31)、故障线路监测报警单元(32)和同期线损波形监测单元(34)的输出端均通过导线与报警模块(35)的输入端电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，其特征在于：所述同步采集装置(2)的输入端通过无线信号与北斗室内授时同步装置(8)的输出端连接，所述同步采集装置(2)包括第一MCU(21)、授时模块(22)、信号采集模块(23)、网络模块(24)和第一电源模块(25)，所述授时模块(22)、信号采集模块(23)和第一电源模块(25)的输出端均通过导线与第一MCU(21)的输入端电性连接，所述第一MCU(21)的输出端通过导线与网络模块(24)的输入端电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，其特征在于：所述北斗室内授时同步装置(8)包括第二MCU(81)、第二电源模块(82)、北斗模块(83)、LORA模块(84)和信号天线(85)，所述第二电源模块(82)的输出端通过导线分别与第二MCU(81)、北斗模块(83)和LORA模块(84)的输入端电性连接，所述信号天线(85)的输出端通过导线与北斗模块(83)的输入端电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，其特征在于：所述LORA模块(84)的输出端通过导线与信号天线(85)的输入端电性连接，所述第二MCU(81)的输出端通过导线分别与北斗模块(83)和LORA模块(84)的输入端电性连接，所述信号天线(85)的输出端通过无线信号与授时模块(22)的输入端远程连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，其特征在于：所述电力配网在线巡检单元(31)包括正常波形储存模块(311)和波形数据对比模块(312)，所述正常波形储存模块(311)的输出端通过导线与波形数据对比模块(312)的输入端电性连接，所述波形数据对比模块(312)的输出端通过导线与报警模块(35)的输入端电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，其特征在于：所述故障线路监测报警单元(32)包括电流数值对比模块(321)、电压数值对比模块(322)和功率数值对比模块(323)，所述电流数值对比模块(321)、电压数值对比模块(322)和功率数值对比模块(323)的输出端均通过导线与报警模块(35)的输入端电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，其特征在于：所述线路多点数据分析单元(33)包括时间记录模块(331)、数据分析模块(332)和数据显示模块(333)，所述时间记录模块(331)的输出端通过导线与数据分析模块(332)的输入端电性连接，所述数据分析模块(332)的输出端通过导线与数据显示模块(333)的输入端电性连接。

8.根据权利要求1所述的一种基于北斗授时技术的便携式线路智能监测仪，其特征在于：所述同期线损波形监测单元(34)包括标准线损功率设定模块(341)和线损功率对比模块(342)，所述标准线损功率设定模块(341)的输出端通过导线与线损功率对比模块(342)的输入端电性连接，所述线损功率对比模块(342)的输出端通过导线与报警模块(35)的输入端电性连接。