CN110426605A - 一种分段线损及停电上报装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种分段线损及停电上报装置及方法，包括：智能配变终端、分别与智能配变终端无线连接的低压检测单元设备和高压无线CT；低压检测单元设备包括连接第一分级终端的第一低压检测单元设备、连接第二分级终端的第二低压检测单元设备以及连接第三分级终端的第三低压检测单元设备。本申请通过智能配变终端与高压侧无线CT及低压监测单元设备的配合，完成分段线损的计算和多级停电事件的上报，全面提升低压电网状态感知能力，实现台区动态负荷的全方位监测。

Description

一种分段线损及停电上报装置及方法

技术领域

本申请涉及低压电网运检领域，尤其涉及一种分段线损及停电上报装置及方法。

背景技术

目前在低压电网运检领域，10kV末端数据不足是目前的普遍情况，故急需开展380V/220V低压智能电网综合监控系统建设，全面提升低压电网状态感知能力，实现台区动态负荷的全方位监测，进而实现分段线损治理和多级停电上报功能。

目前因缺乏在线监测和带电检测等技术手段，低压电网线路及设备状态不能有效监控，台区/分支/表箱/户表等各级停电故障不能有效上报，线损异常问题只能定位到台区，不能细分到每一条分支出线或表箱，各级开关状态无法监控，无法精确定位低压线路/设备的异常和故障。并且目前营销和运检的数据尚未做的实时的互联互通，营销数据直接上传到省公司主站，不能够实时有效向运检提供台区户表数据，且运检缺少低压配电网树状拓扑关键节点的数据，无法有效摸排和治理台区分段线损问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种分段线损及停电上报装置，用以解决现有技术中低压电网线路及设备状态不能有效监控，台区/分支/表箱/户表等各级停电及线损情况不能有效上报，无法精确定位低压线路/设备的异常和故障的技术问题。

有鉴于此，本申请提供了一种分段线损及停电上报装置，所述装置包括：与所述主站无线连接的智能配变终端、分别与所述智能配变终端无线连接的低压检测单元设备和高压无线CT(电流互感器)；所述低压检测单元设备包括连接第一分级终端的第一低压检测单元设备、连接第二分级终端的第二低压检测单元设备以及连接第三分级终端的第三低压检测单元设备；所述智能配变终端用于采集台区中各开关位置、汇总台区内各节点遥测值、分析计算所述遥测值并将分析计算后的所述遥测值传输至所述主站。

优选地，所述智能配变终端具体通过LORA通信方式分别与所述低压检测单元设备和所述高压无线CT无线连接。

优选地，还包括集中器，所述集中器分别与户表和所述主站无线连接，所述集中器还分别与所述智能配变终端以及所述低压检测单元设备通过RS485通信连接。

优选地，还包括高压数据采集单元，所述高压数据采集单元与所述智能配变终端无线连接，用于采集并上传变压器高压侧的电流、对地电场信息。

优选地，所述低压检测单元设备通过电流互感器分别与第一分级终端、第二分级终端以及第三分级终端相连。

优选地，所述低压检测单元设备包括分支数据监测终端以及与所述分支数据监测终端相连的分支数据监测单元；所述分支数据监测单元用于采集电压、电流以及用电量的遥测值，并将遥测值传输到所述分支数据监测终端；所述分支数据监测终端用于汇总电压、电流、温度以及用电量的遥测值。

优选地，所述分支数据监测单元与所述分支数据监测终端通过RS485进行通信。

优选地，每个所述分支数据监测终端至少与6个分支数据监测单元相连。

优选地，所述第一分级终端包括配电房或箱变或低压综合配电箱；所述第二分级终端包括电缆分支箱；所述第三分级终端包括电表箱。

优选地，所述第一分级终端、所述第二分级终端以及所述第三分级终端内设置有超级电容，所述超级电容用于在无外部电源后仍可进行短时间的通信。

本申请的第二方面还提供了一种分段线损及停电上报方法，包括：

所述智能配变终端采集各开关位置信息，确认台区各分支线路拓扑关系；所述智能配变终端接收变压器以及各级所述低压检测单元设备所述的遥测值；所述智能配变终端对所述遥测值进行分析计算，得到各分支线路的停电以及线损情况；所述智能配变终端将所述停电以及线损情况上传至主站，完成对台区所有节点的监控。

优选地，线损的计算具体包括：采集每块户表的、以及各级所述低压检测单元设备的日用电量；再根据电表所属分支线路的拓扑关系，将各级低压检测单元设备日用电量进行累加比较运算得出各级低压检测单元设备的线损率，计算公式具体包括：

式中，T_i分别是指单一分支下的线损，i表示第i个分支线路，j表示单一分支下第三分级终端的第j个户表，M表示户表的用电量，M_总表示台区总用电量，N表示所有的分支线路总数，m表示单一分支下第三分级终端的户表数目，T_总表示总得线损，P_i表示单一分支下的线损率，P_总表示台区总线损率。

从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：

本申请实施例中，提供了一种分段线损及停电上报装置及方法，包括与所述主站无线连接的智能配变终端、分别与所述智能配变终端无线连接的低压检测单元设备和高压无线CT；所述低压检测单元设备包括连接第一分级终端的第一低压检测单元设备、连接第二分级终端的第二低压检测单元设备以及连接第三分级终端的第三低压检测单元设备。所述智能配变终端采集各开关位置信息，确认台区各分支线路拓扑关系；所述智能配变终端接收变压器以及各级所述低压检测单元设备所述的遥测值；所述智能配变终端对所述遥测值进行分析计算，得到各分支线路的停电以及线损情况；所述智能配变终端将所述停电以及线损情况上传至主站，完成对台区所有节点的监控。

本申请通过智能配变终端与低压检测单元设备以及高压无线CT进行通信，将低压检测单元设备以及高压无线CT采集各分级电流、电压、温度、电量以及开关位置等数据经智能配变终端传输至主站，实现对低压电网线路及设备状态进行有效监控以及对停电及线损情况进行上报，并为主站提供低压配电网树状拓扑关键节点的数据；另一方面，通过智能配变终端对各分级电流、电压、温度、电量以及开关位置信息的采集及分析计算实现对低压线路/设备的异常和故障的精确定位。

附图说明

图1为本申请提供的一种分段线损及停电上报装置的一个实施例的系统框架图；

图2为本申请提供的一种分段线损及停电上报装置的另外一个实施例的系统框架图；

图3为本申请提供的一种分段线损及停电上报方法的一个实施例的流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

本申请设计了一种分段线损及停电上报装置，包括与主站无线连接的智能配变终端、分别与智能配变终端无线连接的低压检测单元设备和高压无线CT；低压检测单元设备包括连接第一分级终端的第一低压检测单元设备、连接第二分级终端的第二低压检测单元设备以及连接第三分级终端的第三低压检测单元设备；所述智能配变终端用于采集台区中各开关位置、汇总台区内各节点遥测值、分析计算所述遥测值并将分析计算后的所述遥测值传输至所述主站。

需要说明的是，本申请本申请通过智能配变终端与低压检测单元设备以及高压无线CT进行通信，将低压检测单元设备以及高压无线CT采集各分级电流、电压、温度、电量等数据经智能配变终端传输至主站，实现对低压电网线路及设备状态进行有效监控以及对停电及线损情况进行上报，并为主站提供低压配电网树状拓扑关键节点的数据。

图2为本申请实施例中一种分段线损及停电上报装置的另外一个实施例的系统框架图，包括：与主站无线连接的智能配变终端、分别与智能配变终端无线连接的低压检测单元设备和高压无线CT；低压检测单元设备包括连接第一分级终端的第一低压检测单元设备、连接第二分级终端的第二低压检测单元设备以及连接第三分级终端的第三低压检测单元设备；所述智能配变终端用于采集台区中各开关位置、汇总台区内各节点遥测值、分析计算所述遥测值并将分析计算后的所述遥测值传输至所述主站。

需要说明的是，智能配变终端安装于配电房或者箱变或者柱上变压器上，用于汇总电压、电流、温度等遥测值以及开关位置信息，并且通过光纤、载波、GPRS、3G/4G等通信方式和主站通信。

需要说明的是，智能配变终端采用TTUTT3-DX型智能配变终端(Transformerterminal unit,简称TTU)，其采用模块化的结构，便于功能扩展。满足用户在配电变压器的供用电信息采集、设备运行状态监测、智能控制与通信等方面的应用需求，是实现整分段线损和多级停电上报的核心设备，同时支持：配变监测功能、开关量采集功能、无功补偿控制功能、智能开关监测功能、用电信息监测功能、三相不平衡监测功能、变压器状态监测功能、环境状态监测功能以及数据记录及远传功能。

在本实施例中，智能配变终端具体通过LORA通信方式或者载波通信的方式分别与低压检测单元设备和高压无线CT无线连接。

需要说明的是，LORA通信方式是采用广播遍历所有中继路径的方式进行对时。为了保证广播对时报文每次传输用时一致，采用固定广播对时报文数据长度的方式，对时报文长度不足情况下，在中继地址处补充全99的中继地址。其广播对时报文传递流程包括：首先广播对时报文中携带TTU时间，当一级中继设备收到对时后，提取报文中TTU时间并加上T1(一级中继时间补偿系数)对自己进行对时，并对广播对时报文转发；当二级中继设备收到一级设备转发的广播对时报文后，同样提取报文中TTU时间并加上T2(二级中继时间补偿系数)，并对广播对时报文转发；依次类推，指导中继广播报文转发完毕。

在一种实施例中，还包括集中器，集中器分别与户表和主站无线连接，集中器还分别与智能配变终端以及低压检测单元设备通过RS485通信连接，需要说明的是户表通过载波通信方式与集中器通信，通过以太网/GPRS/3G/4G通信方式与主站通信。

需要说明的是，集中器采用DJGZ23-DXC型集中器(Data Concentrator Unit，简称DCU)是低压集中抄表系统中的关键设备，采用32位高速微处理器，利用无线公网或者以太网与主站通讯，是一种集集抄、统计和无线通讯功能于一体的微机型智能采集终端。主要有以下功能：电能表数据采集、交流模拟量采集、数据管理和存储、事件记录、台区区分、自动搜表及户表分相管理功能、集中器透明任务、瞬时冻结、LN互逆与逆相序识别功能、精确对时以及集中器档案自动维护功能。

在一种实施例中，还包括高压数据采集单元，高压数据采集单元与智能配变终端无线连接，用于采集并上传变压器高压侧进线的三相电流、对地电场信息。

需要说明的是，高压数据采集单元，安装在变压器高压侧的入线上，可以实时采集10kV高压线路的电流、对地电场信息，并通过Sub-G/LoRa等无线射频通信方式与智能配变终端进行实时的数据交互。具体功能如下：实时采集并上传变压器高压侧电流信息，精度0.5级；通过高低压数据综合分析10kV线路断相故障；通过主站与智能配变终端的低压侧数据进行对比，实时监测变压器损耗。

针对专变用户，可通过主站与低压表计的视在功率实时对比进行线损异常的监测，实现专变用户的异常用电监测功能。

低压检测单元设备通过电流互感器分别与第一分级终端、第二分级终端以及第三分级终端相连，需要说明的是第一分级终端包括配电房或箱变或低压综合配电箱；第二分级终端包括电缆分支箱；第三分级终端包括电表箱。

在一种实施例中，第一分级终端、第二分级终端以及第三分级终端内设置有超级电容，所述超级电容用于在无外部电源后仍可进行短时间的通信。

在一种实施例中，低压检测单元设备包括分支数据监测终端，以及与分支数据监测终端相连的分支数据监测单元，其中分支数据监测单元用于采集电压、电流的遥测值，并将遥测值传输到所述分支数据监测终端；分支数据监测终端用于汇总电压、电流、温度等的遥测值，并将遥测值通过LORA通信方式或载波通信方式传输给智能配变终端。

并且分支数据监测终端宽输入电压范围的AC-DC电源，雷击电流能量耐量达到20KA；内置高精度的实时时钟芯片，走时误差不大于±0.5S/天；采用LORA方式通信，可实现长距离多级节点的综合监测；采用超级电容做为备电，免维护，支持停电上报；具有1路串行温度采集接口，可以实现多点温度采集。

需要说明的是，分支数据监测终端/单元安装在台区分支，设备采用模块组合的模式，可根据实际现场情况灵活搭配监测终端与单元，采集线路电压、电流并以无线或载波方式上传至智能配变终端，实时分析多条线路的掉电、线损异常，同时可判断负荷超标、三相不平衡、温度超标等。

并且分支数据监测单元支持导轨安装方式，体积小巧，便于安装；具备电源输入反向保护、过压输入等保护功能；严格表台校表，电压、电流、功率测量精度高；配备开口式CT方便现场安装。

优选地，每个分支数据监测终端至少与6个分支数据监测单元相连，并且分支数据监测终端与分支数据监测单元之间通过RS485进行通信。

需要说明的是，装置中还包括有集中器，集中器通过载波通信的方式与户表通信，通过以太网、GPRS、3G以及4G的通信方式与主站通信，通过RS485与智能配变终端级联。

为了便于理解，请参照图3，本申请提供的一种分段线损及停电上报方法的流程图，用于在前述的一种分段线损及停电上报装置中执行，包括：

301、智能配变终端采集各开关位置信息，确认台区各分支线路拓扑关系。

302、智能配变终端接收变压器以及各级低压检测单元设备的遥测值。

303、智能配变终端对遥测值进行分析计算，得到各分支线路的停电以及线损情况。

304、所述智能配变终端将所述停电以及线损情况上传至主站，完成对台区所有节点的监控。

需要说明的是，当10kV断相时，高压数据采集单元采集变压器10kV进线三相电流数据，上传给智能配变终端；智能配变终端采集变压器出线三相电压、电流数据并汇总上述数据，综合分析得10kV断相导致的台区停电事件，上报给主站。

当台区总出线停电，智能配变终端采集变压器分支开关(智能开关)开关位置，对分支开关分合闸进行实时监控；分支数据监测单元/终端采集变压器分支三相电压、电流数据，监测到线路停电时，生成线路停电事件上报给智能配变终端；智能配变终端汇总上述数据，计算分析得变压器台区分支停电事件，上报给主站。

当电缆分支箱停电，分支数据监测单元采集电缆分支箱进/出线三相电压、电流数据，分支数据监测终端和分支数据监测单元生成停电事件上报给智能配变终端；智能配变终端收到分支数据监测终端上报的停电事件，进行分析后上报给主站。

当表箱停电时，分支数据监测单元采集表箱进线三相电压、电流数据，分支数据监测终端和分支数据监测单元生成停电事件上报给智能配变终端；智能配变终端收到分支数据监测终端上报的停电事件，进行分析后上报给主站。

当户表停电时，户表停电后，载波模块生成户表停电事件并上送集中器；集中器收到户表停电事件，上报给主站。

优选地，线损计算的过程具体为：采集每块户表的、以及各级所述低压检测单元设备的日用电量；再根据电表所属分支线路的拓扑关系，将各级低压检测单元设备日用电量进行累加比较运算得出各级低压检测单元设备的线损率，计算公式具体包括：

式中，T_i分别是指单一分支下的线损，i表示第i个分支线路，j表示单一分支下第三分级终端的第j个户表，M表示户表的用电量，M_总表示台区总用电量，N表示所有的分支线路总数，m表示单一分支下第三分级终端的户表数目，T_总表示总得线损，P_i表示单一分支下的线损率，P_总表示台区总线损率。

需要说明的是，台区线损的计算包括：智能配变终端级联考核表，采集台区出线总的电压、电流、电量数据；分支数据监测终端采集表箱进线电压、电流、电量数据上送智能配变终端；智能配变终端级联集中器，从集中器抄读台区户表总的电量数据；智能配变终端汇总上述数据，计算分析得整个台区线路损耗。

电缆分支箱线损的计算包括：智能配变终端采集台区出线总的电压、电流、电量数据；分支数据监测终端采集电缆分支箱进/出线电压、电流、电量数据上送智能配变终端；智能配变终端汇总上述数据，计算分析得台区分支-电缆分支箱线路损耗。

表箱线损的计算包括：分支数据监测终端采集电缆分支箱进/出线电压、电流、电量数据上送智能配变终端；分支数据监测终端采集表箱进线电压、电流、电量数据上送智能配变终端；智能配变终端级联集中器，从集中器招读台区户表总的电量数据；智能配变终端汇总上述数据，计算分析得电缆分支箱-表箱线路损耗。

通过对各分支终端进行检测，实现对低压配电台区全方位监控，对线路故障进行提前预警和快速定位，有效缩小线路故障影响范围，辅助工作人员实现对线路故障的快速处置，有力缩短线路故障处置时间，减轻工作人员的劳动强度，节省人力、物力，实现低压精益化管理，提高供电可靠性。

本装置可实现对变压器进出线电压和电流数据、台区分支电压和电流数据、电缆分支箱进/出线电压和电流数据、表箱进线电压和电流数据、户表电压和电流及电量等数据的采集和监测，通过对这些数据的综合分析可以实现台区停电、分支停电、表箱停电、末端低电压等故障进行精准定位，可以为分段线损治理、低压防窃电提供准确的依据。

本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种分段线损及停电上报装置，包括主站、第一分级终端、第二分级终端和第三分级终端，其特征在于，还包括：与所述主站无线连接的智能配变终端、分别与所述智能配变终端无线连接的低压检测单元设备和高压无线CT；

所述低压检测单元设备包括连接所述第一分级终端的第一低压检测单元设备、连接所述第二分级终端的第二低压检测单元设备以及连接所述第三分级终端的第三低压检测单元设备；

所述智能配变终端用于采集台区中各开关位置、汇总台区内各节点遥测值、分析计算所述遥测值并将分析计算后的所述遥测值传输至所述主站。

2.根据权利要求1所述的一种分段线损及停电上报装置，其特征在于，所述智能配变终端通过LORA通信方式分别与所述低压检测单元设备和所述高压无线CT无线连接。

3.根据权利要求1所述的一种分段线损及停电上报装置，其特征在于，还包括集中器，所述集中器分别与户表和所述主站无线连接，所述集中器还分别与所述智能配变终端以及所述低压检测单元设备通过RS485通信连接。

4.根据权利要求1所述的一种分段线损及停电上报装置，其特征在于，还包括高压数据采集单元，所述高压数据采集单元与所述智能配变终端无线连接，用于采集并上传变压器高压侧的电流、对地电场信息。

5.根据权利要求1所述的一种分段线损及停电上报装置，其特征在于，所述低压检测单元设备包括分支数据监测终端以及与所述分支数据监测终端相连的分支数据监测单元；

所述分支数据监测单元用于采集电压、电流以及用电量的遥测值，并将遥测值传输到所述分支数据监测终端；

所述分支数据监测终端用于汇总电压、电流、用电量以及温度的遥测值。

6.根据权利要求5所述的一种分段线损及停电上报装置，其特征在于，所述分支数据监测单元与所述分支数据监测终端通过RS485通信连接。

7.根据权利要求5所述的一种分段线损及停电上报装置，其特征在于，每个所述分支数据监测终端至少与6个所述分支数据监测单元相连。

8.根据权利要求1所述的一种分段线损及停电上报装置，其特征在于，所述第一分级终端、所述第二分级终端以及所述第三分级终端内设置有超级电容，所述超级电容用于在无外部电源后仍可进行短时间的通信。

9.一种分段线损及停电上报方法，其特征在于，包括：

所述智能配变终端采集各开关位置信息，确认台区各分支线路拓扑关系；

所述智能配变终端接收变压器以及各级所述低压检测单元设备所述的遥测值；

所述智能配变终端对所述遥测值进行分析计算，得到各分支线路的停电以及线损情况；

所述智能配变终端将所述停电以及线损情况上传至主站，完成对台区所有节点的监控。

10.根据权利要求9所述的一种分段线损及停电上报方法，其特征在于，所述的线损的计算具体包括：

采集每块户表的、以及各级所述低压检测单元设备的日用电量；再根据电表所属分支线路的拓扑关系，将各级低压检测单元设备日用电量进行累加比较运算得出各级低压检测单元设备的线损率，计算公式具体包括：

式中，T_i分别是指单一分支下的线损，i表示第i个分支线路，j表示单一分支下第三分级终端的第j个户表，M表示户表的用电量，M_总表示台区总用电量，N表示所有的分支线路总数，m表示单一分支下第三分级终端的户表数目，T_总表示总得线损，P_i表示单一分支下的线损率，P_总表示台区总线损率。