CN111157834A - 一种配电线路在线监测装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种配电线路在线监测装置和方法，该装置包括数据采集模块，均匀分布于配电线路上，用于实时采集配电线路的相电流；汇集模块，设置于配电线路上的每一电线杆处，连接与电线杆连接的配电线路上设置的数据采集模块，用于接收连接的数据采集模块的电流数据，整合计算得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。通过本发明，能够有效解决信号较差的线路条件下监测数据上传不及时导致影响故障及时研判的问题。

Description

一种配电线路在线监测装置和方法

技术领域

本发明属于配电网监测技术领域，具体涉及一种配电线路在线监测装置和方法。

背景技术

随着配网架空线路的持续增长，在信号较差的偏远地区的线路在线监测问题越发突出。现有的监测方式主要通过检修人员进行实地巡检，到达配电线路所在位置进行检查，确定是否存在故障。此方法耗费大量人力物力，且存在延时，因人力无法随时位于线路故障的位置，从线路发生故障的时间到检修人员察觉并到到达，往往需要耗费较长时间，在此时间范围内，可能对线路、甚至整个电网造成毁灭性的损坏，造成大量经济损失。

发明内容

本发明主为解决现有问题的不足之处而提供一种配电线路在线监测装置和方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种配电线路在线监测装置，包括：

数据采集模块，均匀分布于配电线路上，用于实时采集配电线路的相电流；

汇集模块，设置于配电线路上的每一电线杆处，连接与电线杆连接的配电线路上设置的数据采集模块，用于接收连接的数据采集模块的电流数据，整合计算得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。

其中，数据采集模块包括：

感应取电单元，用于通过配电线路上的负荷感应电流取电，并将电量存储于超级电容中，以为数据采集模块供电；

电流测量单元，用于实时采集配电线路的相电流；

电流处理单元，用于对采集到的相电流进行信号调理和放大处理，并将处理后的相电流数据发送到实时汇集模块；

其中，所述电流测量单元和电流处理单元连接至感应取电单元的超级电容。

其中，电流测量单元包括设置于配电线路上的电流传感器，电流传感器连接至配电线路的输电线，进行相电流的采集。

其中，汇集模块包括：

接收单元，连接电流处理单元，用于接收相电流数据；

计算单元，用于将每次接收到的相电流数据的三相电流进行合成，计算电流有效值，并进行存储；

判断单元，用于根据相电流数据的电流有效值，判断配电线路是否发生故障，并确定故障时刻；

通知单元，用于在配电线路发生故障时，接收故障时刻电流测量单元采集的故障时刻标前4周波后8周波的相电流波形，并将相电流波形传输到上位监测终端，以进行通知警告。

其中，通知单元在连接上位监测终端进行通知警告之前，对与上位监测终端的网络连接情况进行检查，若连接情况良好，则采用GPRS连接方式连接上位监测终端，若连接情况不良，则采用北斗短报文方式连接到上位监测终端进行报文传输。

其中，，若连接情况良好，采用GPRS连接方式，将故障时刻时标前4周波后8周波的零序电流波形传输到上位监测终端；若连接情况不良，则对波形进行压缩处理，将故障时刻后半周波的暂态零序电流波形采用北斗短报文方式传输到上位监测终端。

其中，电流处理单元通过蓝牙连接的方式连接到汇集模块，将三相电流处理数据及故障时刻的零序电流波形通过蓝牙传输的方式发送到汇集模块。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种配电线路在线监测方法，包括：

通过均匀分布于配电线路上的电流传感器对配电线路的相电流进行实时测量采集；

整合计算电流传感器采集的电流数据，得到电流有效值，根据电流有效值进行负荷电流的日常监测，根据零序电压是否越限，判断故障发生时刻，通过故障发生时刻前后的电流波形判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。

其中，在通过电流传感器对相电流进行实时测量采集的步骤中，包括步骤：

实时采集配电线路的相电流；

对采集到的相电流进行信号调理和放大处理，并将处理后的相电流数据输出。

其中，在整合计算电流传感器采集的电流数据，得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况的步骤之后，包括步骤：

在配电线路发生故障时，接收故障时刻采集的故障时刻标前4周波后8周波的相电流波形，并将相电流波形传输到上位监测终端，以进行通知警告。

区别于现有技术，本发明的配电线路在线监测装置包括数据采集模块，均匀分布于配电线路上，用于实时采集配电线路的相电流；汇集模块，设置于配电线路上的每一电线杆处，连接与电线杆连接的配电线路上设置的数据采集模块，用于接收连接的数据采集模块的电流数据，整合计算得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。通过本发明，能够有效解决信号较差的线路条件下监测数据上传不及时导致影响故障及时研判的问题。

附图说明

图1是本发明提供的一种配电线路在线监测装置的结构示意图。

图2是本发明提供的一种配电线路在线监测装置的数据采集模块的结构示意图。

图3是本发明提供的一种配电线路在线监测装置的汇集模块的结构示意图。

图4是本发明提供的一种配电线路在线监测方法的流程示意图。

图5是本发明提供的一种配电线路在线监测方法的逻辑示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

参阅图1，图1是本发明提供的一种配电线路在线监测装置的结构示意图。包括：

数据采集模块1，均匀分布于配电线路上，用于实时采集配电线路的相电流；

汇集模块2，设置于配电线路上的每一电线杆处，连接与电线杆连接的配电线路上设置的数据采集模块，用于接收连接的数据采集模块的电流数据，整合计算得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。

数据采集模块1包括：

感应取电单元11，用于通过配电线路上的负荷感应电流取电，并将电量存储于超级电容中，以为数据采集模块供电；

电流测量单元12，用于实时采集配电线路的相电流；电流测量单元12包括设置于配电线路上的电流传感器，电流传感器连接至配电线路的输电线，进行相电流的采集。电流处理单元12通过蓝牙连接的方式连接到汇集模块2，将三相电流处理数据及故障时刻的零序电流波形通过蓝牙传输的方式发送到汇集模块2。

电流处理单元13，用于对采集到的相电流进行信号调理和放大处理，并将处理后的相电流数据发送到实时汇集模块；

其中，所述电流测量单元和电流处理单元连接至感应取电单元的超级电容。如图2所示。

在配电线路上设置感应取能线圈，连接至超级电容，进行整流滤波及电流管理后产生电流用于数据采集模块的供电。电流测量单元的电流传感器连接至配电线路，感应产生想带你了数据后，经信号调理和放大处理，定时采样信号，通过作为电流处理单元的低功耗CPU，以蓝牙传输的方式发送到汇集模块2。

汇集模块2包括：

接收单元21，连接电流处理单元，用于接收相电流数据；

计算单元22，用于将每次接收到的相电流数据的三相电流进行合成，计算电流有效值，并进行存储；

判断单元23，用于根据相电流数据的电流有效值，判断配电线路是否发生故障，并确定故障时刻；

通知单元24，用于在配电线路发生故障时，接收故障时刻电流测量单元采集的故障时刻标前4周波后8周波的相电流波形，并将相电流波形传输到上位监测终端，以进行通知警告。

通知单元24在连接上位监测终端进行通知警告之前，对与上位监测终端的网络连接情况进行检查，若连接情况良好，则采用GPRS连接方式连接上位监测终端，若连接情况不良，则采用北斗短报文方式连接到上位监测终端进行报文传输。若连接情况良好，采用GPRS连接方式，将故障时刻时标前4周波后8周波的零序电流波形传输到上位监测终端；若连接情况不良，则对波形进行压缩处理，将故障时刻后半周波的暂态零序电流波形采用北斗短报文方式传输到上位监测终端。汇集模块2的结构如图3所示。

汇集模块2设置于配电线路的电线杆上，通过太阳能取电模块进行供电，接收单元21、计算单元22、判断单元23及通知单元24集成于CPU中。数据采集模块1通过蓝牙连接的方式连接到CPU，通过蓝牙传输的方式将三相电流数据发送到汇集模块2的CPU，CPU进行前述的接收、计算和判断处理，及进行与上位监测终端的链接检测后，选择以北斗短报文方式或GPRS传输方式与上位监测终端建立连接。同时，CPU还连接一存储单元，进行电流数据的存储。

区别于现有技术，本发明的配电线路在线监测装置包括数据采集模块，均匀分布于配电线路上，用于实时采集配电线路的相电流；汇集模块，设置于配电线路上的每一电线杆处，连接与电线杆连接的配电线路上设置的数据采集模块，用于接收连接的数据采集模块的电流数据，整合计算得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。通过本发明，能够有效解决信号较差的线路条件下监测数据上传不及时导致影响故障及时研判的问题。

进一步，本发明还提供了一种配电线路在线监测方法，其流程示意图和逻辑示意图如图4和图5所示。该方法的步骤包括：

通过均匀分布于配电线路上的电流传感器对配电线路的相电流进行实时测量采集；

整合计算电流传感器采集的电流数据，得到电流有效值，根据电流有效值进行负荷电流的日常监测，根据零序电压是否越限，判断故障发生时刻，通过故障发生时刻前后的电流波形判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。

其中，在通过电流传感器对相电流进行实时测量采集的步骤中，包括步骤：

实时采集配电线路的相电流；

对采集到的相电流进行信号调理和放大处理，并将处理后的相电流数据输出。

其中，在整合计算电流传感器采集的电流数据，得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况的步骤之后，包括步骤：

在配电线路发生故障时，接收故障时刻采集的故障时刻标前4周波后8周波的相电流波形，并将相电流波形传输到上位监测终端，以进行通知警告。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种配电线路在线监测装置，设置于配电线路上，其特征在于，包括：

数据采集模块，均匀分布于配电线路上，用于实时采集配电线路的相电流；

汇集模块，设置于配电线路上的每一电线杆处，连接与电线杆连接的配电线路上设置的数据采集模块，用于接收连接的数据采集模块的电流数据，整合计算得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。

2.根据权利要求1所述的配电线路在线监测装置，其特征在于，所述数据采集模块包括：

感应取电单元，用于通过配电线路上的负荷感应电流取电，并将电量存储于超级电容中，以为数据采集模块供电；

电流测量单元，用于实时采集配电线路的相电流；

电流处理单元，用于对采集到的相电流进行信号调理和放大处理，并将处理后的相电流数据发送到实时汇集模块；

其中，所述电流测量单元和电流处理单元连接至感应取电单元的超级电容。

3.根据权利要求2所述的配电线路在线监测装置，其特征在于，所述电流测量单元包括设置于配电线路上的电流传感器，电流传感器连接至配电线路的输电线，进行相电流的采集。

4.根据权利要求2所述的配电线路在线监测装置，其特征在于，所述汇集模块包括：

接收单元，连接电流处理单元，用于接收相电流数据；

计算单元，用于将每次接收到的相电流数据的三相电流进行合成，计算电流有效值，并进行存储；

判断单元，用于根据相电流数据的电流有效值，判断配电线路是否发生故障，并确定故障时刻；

通知单元，用于在配电线路发生故障时，接收故障时刻电流测量单元采集的故障时刻标前4周波后8周波的相电流波形，并将相电流波形传输到上位监测终端，以进行通知警告。

5.根据权利要求4所述的配电线路在线监测装置，其特征在于，所述通知单元在连接上位监测终端进行通知警告之前，对与上位监测终端的网络连接情况进行检查，若连接情况良好，则采用GPRS连接方式连接上位监测终端，若连接情况不良，则采用北斗短报文方式连接到上位监测终端进行报文传输。

6.根据权利要求5所述的配电线路在线监测装置，其特征在于，若连接情况良好，采用GPRS连接方式，将故障时刻时标前4周波后8周波的零序电流波形传输到上位监测终端；若连接情况不良，则对波形进行压缩处理，将故障时刻后半周波的暂态零序电流波形采用北斗短报文方式传输到上位监测终端。

7.根据权利要求3所述的配电线路在线监测装置，其特征在于，所述电流处理单元通过蓝牙连接的方式连接到汇集模块，将三相电流处理数据及故障时刻的零序电流波形通过蓝牙传输的方式发送到汇集模块。

8.一种配电线路在线监测方法，其特征在于，包括：

通过均匀分布于配电线路上的电流传感器对配电线路的相电流进行实时测量采集；

整合计算电流传感器采集的电流数据，得到电流有效值，根据电流有效值进行负荷电流的日常监测，根据零序电压是否越限，判断故障发生时刻，通过故障发生时刻前后的电流波形判断配电线路的故障情况，并将故障情况发送到服务器。

9.根据权利要求8所述的配电线路在线监测方法，其特征在于，在通过电流传感器对相电流进行实时测量采集的步骤中，包括步骤：

实时采集配电线路的相电流；

对采集到的相电流进行信号调理和放大处理，并将处理后的相电流数据输出。

10.根据权利要求8所述的配电线路在线监测方法，其特征在于，在整合计算电流传感器采集的电流数据，得到电流有效值，根据电流有效值判断配电线路的故障情况的步骤之后，包括步骤：

在配电线路发生故障时，接收故障时刻采集的故障时刻标前4周波后8周波的相电流波形，并将相电流波形传输到上位监测终端，以进行通知警告。

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