CN113049877A - 一种专变计量点管理用户负荷异常的设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种专变计量点管理用户负荷异常的设备及方法，包括专变故障告警仪，安装在高压计量箱二次计量回路，采用挂表式安装方式，与智能电表连接关系为电压并联、电流串联，通过高压计量箱实时采集代表的线路电压电流值，对低电压、负荷电流异常、超容量违约用电提供异常短信报警，提醒供电管理人员对该用户异常用电情况进行关注，结合配电线路停电事件，以达到帮助供电管理人员快速定位线路故障源、预防用户长期超容用电引发故障，提升供电线路可靠性及缩短巡查时间的目的。低成本、安装快速，无需一次停电，适用于老旧配电线路快速改造短期内提升故障管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及电力行业配电领域，具体为一种专变计量点管理用户负荷异常的设备。
背景技术
目前供电部门，尤其是非发达省份，在专变用户产权分界点处只安装了高压计量箱及计量用智能电能表，据某供电部门统计，有约47％的线路跳闸停电故障是由专变用户侧负荷故障引起的，每次线路停电需要线路运维人员巡线检查，判定故障源，通常需要2小时以上时间，影响其他正常用户的用电。
智能电能表为积分式采集电压电流数据，无法正确采集故障电流的瞬间值。
如采用配电馈线终端改造，一则，需要断开一次线路加装真空断路器，整条线路用户数量多、设备成本巨大；二则，通常需要停电作业(采用带电作业成本高)，影响用户正常用电，不利于社会经济生产活动，导致施工组织难度大；三则，用户点众多，改造周期长，见效慢。
如采用线路故障指示器改造，一则，依然需要巡线，且只能指示速断短路极端大电流类故障，不能指示过流类故障，功能不够灵活；二则，依然需要在一次线路上安装互感器。
如采用智能类线路故障指示器改造，一则需要在一次线路上安装互感器；二则一次线路杆上需要安装通讯主机，而通讯主机的电源通常为太阳能取电，对气候、安装环境有要求，后期需要有维护工作；三则，需要架设主站服务器，对管理工作有要求。
因此，供电部门希望一款施工不需要涉及一次线路，安装简便，成本低，适合老旧线路整条快速改造的故障管理类产品，以提升配电线路故障管理水平。
发明内容
本发明目的在于提供一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，安装在线路专变计量点，通过高压计量箱实时采集线路电压电流值，比对设定的管理事件条件，判定异常事件，发送短信告警，在低成本、安装简单快速、改造施工不涉及一次线路的前提下，达到帮助供电管理人员快速定位线路故障源、预防用户长期超容用电引发故障，提升供电线路可靠性及缩短巡查时间的目的，适用于老旧配电线路快速改造短期内提升故障管理水平。
为达成上述目的，本发明提出如下技术方案：一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，所述专变故障告警仪安装在高压计量箱二次计量回路，采用挂表式安装方式，与智能电表连接关系为电压并联、电流串联，包括专变故障告警仪，所述专变故障告警仪包括核心处理模块、事件采集模块、显示模块、指示模块、短信模块和维护模块，所述核心处理模块分别与显示模块和指示模块连接，所述核心处理模块通过三个串口与短信模块、事件采集模块和维护模块连接。
进一步的，在本发明中，所述核心处理模块为处理器AT91SAM9260，用于数据处理；
所述显示模块为LCD点阵显示屏，用于专变故障告警仪的信息显示，所述LCD点阵显示屏采用LCD总线接口与处理器AT91SAM9260连接；
所述指示模块为LED指示灯，用于专变故障告警仪的工作状态指示，所述LED指示灯采用模拟输出接口与处理器AT91SAM9260连接；
所述短信模块包含GSM模块芯片M72D，采用RS232串口与处理器AT91SAM9260相连，提供短信输入输出操作；
所述维护模块为本地维护端口，所述本地维护端口采用RJ45网口与处理器AT91SAM9260相连，提供调试、监测功能；
所述事件采集模块包含带12位AD转换器的N32G452VEL7芯片、3组电压互感器、3组电流互感器、信号取样电路，采用RS485接口与处理器AT91SAM9260相连；所述事件采集模块依托MCU的12位AD、按照工频每周波采集64点，FFT算法，得出三相电压、电流及零序电流实时值，并判断是否发生各类异常事件，提供电压、电流实时采样值及异常事件数据。
进一步的，在本发明中，还包括按键，所述按键采用I/O接口与处理器AT91SAM9260相连，提供人机交互的按键输入功能。
进一步的，在本发明中，还包括电源模块，所述电源模块采用AC85-264V电源输入，输出DC12V、DC5V、DC3.3V三路电源，为专变故障告警仪内各元件提供工作电源。
进一步的，在本发明中，所述的各类异常事件包括速断故障事件、过流故障事件、过负荷事件、接地速断故障事件、接地过流故障事件、接地超限故障事件和低电压事件。
一种专变计量点管理用户负荷异常的方法，该方法使用上述的一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，所述的专变故障告警仪实时采集高压计量箱各项电压电流值，判断是否发生低电压、各类负荷电流异常、超容量违约用电；
所述判断是否发生低电压、各类负荷电流异常、超容量违约用电，是指依次判断是否为设定的速断故障事件、过流故障事件、过负荷事件、接地速断故障事件、接地过流故障事件、接地超限故障事件、低电压事件，如满足事件条件，专变故障告警仪生成相应事件，发送相应告警短信至设定的供电管理人员；
所述速断故障事件是指检测的高压计量箱某相电流大于速断故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述过流故障事件是指检测的高压计量箱某相电流大于过流故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述过负荷事件是指检测的高压计量箱某相电流大于过负荷事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述接地速断故障事件是指通过检测的三元件高压计量箱三相电流计算出零序电流，零序电流值大于接地速断故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述接地过流故障事件是指通过检测的三元件高压计量箱三相电流计算出零序电流，零序电流值大于接地过流故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述接地超限故障事件是指通过检测的三元件高压计量箱三相电流计算出零序电流，零序电流值大于速断故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述低电压事件是指检测的高压计量箱检测的某相/线电压由正常值下降至小于低电压故障设定定值，且超过设定的延时时长。
有益效果，本申请的技术方案具备如下技术效果：
1、本发明在专变计量点侧安装二次设备专变故障告警仪，挂表式安装，通过计量回路二次接线盒可实现线路正常运行用电期间改造施工，无需停电，不影响用户侧用电，且安装便捷，施工时间短，适合老旧线路改造。
2、本发明中的专变故障告警仪通过对低电压事件、负荷电流异常事件(含速断故障事件、过流故障事件、接地速断故障事件、接地过流故障事件、接地超限故障事)记录及短信告警，在实际生产管理中可以帮助供电管理人员快速定位线路故障源，提升供电线路消缺效率，缩短巡查时间。
3、本发明中的专变故障告警仪通过对用户过负荷事件记录及短信告警，拓展了供电营销部门对超容量违约用电管理手段，目前由营销系统按月筛查数据下发消缺工单，存在着滞后性，不能改变已发生的超容量违约用电行为；而专变故障告警仪则为实时比对产生短信告警，供电管理人员可立刻联系用户纠正其超容量违约用电行为，管理上具有更强实时性。
4、本发明中的专变故障告警仪对该用户的各类用电负荷异常事件进行了记录，可供管理人员查询，为提供用户侧用电线路及设备整改提供基础分析资料，实现故障预防管理，提高线路用电可靠性。
应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不在意按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：
图1为发明设备应用场景原理示意图。
图2为本发明的结构原理示意图。
图中，各附图标记的含义如下：Ⅰ、高压计量箱；Ⅱ、智能电表；Ⅲ、专变故障告警仪；
1、电源模块；2、核心处理模块；3、按键；4、LCD显示屏；5、LED指示灯；6、短信模块；7、本地维护端口；8、事件采集模块。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
如图1-2所示，一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，包括专变故障告警仪Ⅲ。
专变故障告警仪Ⅲ，包含：电源模块1，核心处理模块2，按键3，LCD显示屏4，LED指示灯5，短信模块6，本地维护端口7，事件采集模块8。
具体的，电源模块1，采用AC85-264V电源输入，输出DC12V、DC5V、DC3.3V三路电源，为专变故障告警仪Ⅲ内各元件提供工作电源。
核心处理模块2，为AT91SAM9260处理器，200MHz主频，64MSDRAM，64MNandFlash，多种接口，配置Linux系统。
所述的按键3，采用I/O接口与核心处理模块2相连，为专变故障告警仪Ⅲ提供人机交互的按键输入功能。
所述的LCD显示屏4，采用LCD总线接口与核心处理模块2相连，为专变故障告警仪Ⅲ提供人机交互的信息显示功能。
所述的LED指示灯5，采用模拟输出接口与核心处理模块2相连，为专变故障告警仪Ⅲ提供运行状态指示。
所述的短信模块6，包含GSM模块芯片M72D，采用RS232串口与核心处理模块2相连，为专变故障告警仪Ⅲ提供短信输入输出操作。
所述的本地维护端口7，采用RJ45网口与核心处理模块2相连，为专变故障告警仪Ⅲ提供调试、监测功能。
所述的事件采集模块8，包含带12位AD转换器的N32G452VEL7芯片、3组电压互感器、3组电流互感器、信号取样电路，采用RS485接口与核心处理模块2相连；事件采集模块8依托MCU的12位AD、按照工频每周波采集64点，FFT算法，得出三相电压、电流及零序电流实时值，精度可达1％，并判断是否发生各类异常事件(含速断故障事件、过流故障事件、过负荷事件、接地速断故障事件、接地过流故障事件、接地超限故障事件、低电压事件)，为专变故障告警仪Ⅲ提供电压、电流实时采样值及异常事件数据。
专变故障告警仪Ⅲ在使用过程中，先由事件采集模块8实时采样三相电压、电流值，零序电流通过三相电流矢量计算得出，并对该批采样数据按设定的事件条件判断是否发生异常事件；核心处理模块2定时读取事件采集模块8检测的实时数据，实现电压电流监测功能；核心处理模块2定时读取事件采集模块8检测所发生的异常事件，将异常事件生成异常事件记录，并对该异常事件生成对应的异常事件告警短信，通过短信模块6发送给设定的管理人员手机，帮助供电管理人员快速判断故障发生的位置、故障类型。
本实施例公开了一种管理专变计量点用户负荷异常的方法，依靠专变故障告警仪实现，具体如下：
专变故障告警仪预先设定的七类事件参数，并按照设定参数判断是否发生异常事件，详细描述如下：
1)速断故障事件
功能：投入
定值：6-8*Ie(即6-8倍额定电流，可根据实际负荷性质更改设置)；
延时：0.00S(可根据实际负荷性质更改设置)
本功能说明：本功能处于投入状态，当检测的某相电流大于速断故障设定定值，且超过设定的延时时长，即判定为速断故障，生成“速断故障”事件，并发送相应事件告警短信至设定的管理人员手机。发送短信格式为：【速断故障事件】+户标识号+用户名+UA/UB/UC电压数据+IA/IB/IC/I0电流数据+发生事件时间。
2)过流故障事件
功能：投入
定值：3-4*Ie(即3-4倍额定电流，可根据实际负荷性质更改设置)；
延时：0.20-0.50S(可根据实际负荷性质更改设置)
本功能说明：本功能处于投入状态，当检测的某相电流大于过流故障设定定值，且超过设定的延时时长，即判定为过流故障，生成“过流故障”事件，并发送相应事件告警短信至设定的管理人员手机。发送短信格式为：【过流故障事件】+户标识号+用户名+UA/UB/UC电压数据+IA/IB/IC/I0电流数据+发生事件时间。
3)过负荷事件
功能：投入
定值：1-2*Ie(即1-2倍额定电流，可根据实际负荷性质更改设置)；
延时：1-10S(可根据实际负荷性质更改设置)
本功能说明：本功能处于投入状态，当检测的某相电流大于过负荷设定定值，且超过设定的延时时长，即判定为过负荷，生成“过负荷”事件，并发送相应事件告警短信至设定的管理人员手机。发送短信格式为：【过负荷事件】+户标识号+用户名+UA/UB/UC电压数据+IA/IB/IC/I0电流数据+发生事件时间。
4)接地速断故障事件
功能：投入
定值：3-4*Ie(即3-4倍额定电流，可根据实际负荷性质更改设置)；
延时：0.00S(可根据实际负荷性质更改设置)
本功能说明：本功能处于投入状态，当检测的零序电流大于接地速断故障设定定值，且超过设定的延时时长，即判定接地速断故障，生成“接地速断故障”事件，并发送相应事件告警短信至设定的管理人员手机。发送短信格式为：【接地速断故障事件】+户标识号+用户名+UA/UB/UC电压数据+IA/IB/IC/I0电流数据+发生事件时间。
5)接地过流故障事件
功能：投入
定值：1-2*Ie(即1-2倍额定电流，可根据实际负荷性质更改设置)；
延时：0.20-0.50S(可根据实际负荷性质更改设置)
本功能说明：本功能处于投入状态，当检测的零序电流大于接地过流故障设定定值，且超过设定的延时时长，即判定接地过流故障，生成“接地过流故障”事件，并发送相应事件告警短信至设定的管理人员手机。发送短信格式为：【接地过流故障事件】+户标识号+用户名+UA/UB/UC电压数据+IA/IB/IC/I0电流数据+发生事件时间。
6)接地超限故障事件
功能：投入
定值：0.3-0.5*Ie(即0.3-0.5倍额定电流，可根据实际负荷性质更改设置)；
延时：1-10S(可根据实际负荷性质更改设置)
本功能说明：本功能处于投入状态，当检测的零序电流大于接地超限故障设定定值，且超过设定的延时时长，即判定接地超限故障，生成“接地超限故障”事件，并发送相应事件告警短信至设定的管理人员手机。发送短信格式为：【接地超限故障事件】+户标识号+用户名+UA/UB/UC电压数据+IA/IB/IC/I0电流数据+发生事件时间。
7)低电压事件
功能：投入
定值：0.8*Ue(即0.8倍额定电压，可根据实际负荷性质更改设置)；
延时：1-10S(可根据实际负荷性质更改设置)
本功能说明：本功能处于投入状态，当检测的某相/线电压由正常值下降至小于低电压故障设定定值，且超过设定的延时时长，即判定为低电压故障，生成“低电压故障”事件，并在同时有其他异常电流类异常事件(含速断故障事件、过流故障事件、过负荷事件、接地速断故障事件、接地过流故障事件、接地超限故障事件)发生时，发送相应低电压事件告警短信至设定的管理人员手机。发送短信格式为：【低电压事件】+户标识号+用户名+UA/UB/UC电压数据+IA/IB/IC/I0电流数据+发生事件时间。
在对相电流判断事件时，遵从优先级为：速断故障事件＞过流故障事件＞过负荷事件，判高不判低；
在对零序电流判断事件时，遵从优先级为：接地速断故障事件＞接地超限故障事件＞接地超限故障事件，判高不判低；
以上事件发生及产生的告警短信，可以帮助供电线路管理人员快速定位故障源，减少巡线，缩短消缺时间，提升线路供电时长，对社会经济活动有切实益处。
过负荷事件，可为供电部门提供及时预防性管理提供支持。
专变故障告警仪内可供查询的历史事件记录，可为供电线路治理提供支持。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。
Claims (6)
1.一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，所述专变故障告警仪安装在高压计量箱二次计量回路，采用挂表式安装方式，与智能电表连接关系为电压并联、电流串联，其特征在于：包括专变故障告警仪，所述专变故障告警仪包括核心处理模块、事件采集模块、显示模块、指示模块、短信模块和维护模块，所述核心处理模块分别与显示模块和指示模块连接，所述核心处理模块通过三个串口与短信模块、事件采集模块和维护模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，其特征在于：所述核心处理模块为处理器AT91SAM9260，用于数据处理；
所述显示模块为LCD点阵显示屏，用于专变故障告警仪的信息显示，所述LCD点阵显示屏采用LCD总线接口与处理器AT91SAM9260连接；
所述指示模块为LED指示灯，用于专变故障告警仪的工作状态指示，所述LED指示灯采用模拟输出接口与处理器AT91SAM9260连接；
所述短信模块包含GSM模块芯片M72D，采用RS232串口与处理器AT91SAM9260相连，提供短信输入输出操作；
所述维护模块为本地维护端口，所述本地维护端口采用RJ45网口与处理器AT91SAM9260相连，提供调试、监测功能；
所述事件采集模块包含带12位AD转换器的N32G452VEL7芯片、3组电压互感器、3组电流互感器、信号取样电路，采用RS485接口与处理器AT91SAM9260相连；所述事件采集模块依托MCU的12位AD、按照工频每周波采集64点，FFT算法，得出三相电压、电流及零序电流实时值，并判断是否发生各类异常事件，提供电压、电流实时采样值及异常事件数据。
3.根据权利要求2所述的一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，其特征在于：还包括按键，所述按键采用I/O接口与处理器AT91SAM9260相连，提供人机交互的按键输入功能。
4.根据权利要求2所述的一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，其特征在于：还包括电源模块，所述电源模块采用AC85-264V电源输入，输出DC12V、DC5V、DC3.3V三路电源，为专变故障告警仪内各元件提供工作电源。
5.根据权利要求2所述的一种专变计量点管理用户负荷异常的方法，其特征在于：所述的各类异常事件包括速断故障事件、过流故障事件、过负荷事件、接地速断故障事件、接地过流故障事件、接地超限故障事件和低电压事件。
6.根据权利要求1所述的一种专变计量点管理用户负荷异常的方法，其特征在于：该方法使用如权利要求1-5任意一项所述的一种专变计量点管理用户负荷异常的设备，所述的专变故障告警仪实时采集高压计量箱各项电压电流值，判断是否发生低电压、各类负荷电流异常、超容量违约用电；
所述判断是否发生低电压、各类负荷电流异常、超容量违约用电，是指依次判断是否为设定的速断故障事件、过流故障事件、过负荷事件、接地速断故障事件、接地过流故障事件、接地超限故障事件、低电压事件，如满足事件条件，专变故障告警仪生成相应事件，发送相应告警短信至设定的供电管理人员；
所述速断故障事件是指检测的高压计量箱某相电流大于速断故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述过流故障事件是指检测的高压计量箱某相电流大于过流故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述过负荷事件是指检测的高压计量箱某相电流大于过负荷事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述接地速断故障事件是指通过检测的三元件高压计量箱三相电流计算出零序电流，零序电流值大于接地速断故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述接地过流故障事件是指通过检测的三元件高压计量箱三相电流计算出零序电流，零序电流值大于接地过流故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述接地超限故障事件是指通过检测的三元件高压计量箱三相电流计算出零序电流，零序电流值大于速断故障事件设定的电流定值，且超过设定的延时时长；
所述低电压事件是指检测的高压计量箱检测的某相/线电压由正常值下降至小于低电压故障设定定值，且超过设定的延时时长。
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| CN202110434735.5A Pending CN113049877A (zh) | 2021-04-22 | 2021-04-22 | 一种专变计量点管理用户负荷异常的设备及方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116828153A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-09-29 | 广东视安通智慧显控股份有限公司 | 基于两线数字云管控的可视门铃电源控制系统 |
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| CN107680368A (zh) * | 2017-09-06 | 2018-02-09 | 国网辽宁省电力有限公司 | 一种基于采集数据的计量装置在线监测与智能诊断方法 |
| CN109377746A (zh) * | 2018-09-13 | 2019-02-22 | 国网上海市电力公司 | 一种50kw以上低压非居民用户用电异常情况自动报警方法 |
| CN109378901A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-02-22 | 国网江西综合能源服务有限公司 | 一种智能髙供高计配电计量预付费综合装置 |
| CN112234620A (zh) * | 2020-11-05 | 2021-01-15 | 九江创新电子有限公司 | 一种管理专变用户功率因数和负荷的终端设备及方法 |
| KR20210026318A (ko) * | 2019-08-29 | 2021-03-10 | 주식회사 케이티 | 계측 장치와 전력 계량기 간의 시각을 동기화하는 서버, 방법 및 컴퓨터 프로그램 |
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2021
- 2021-04-22 CN CN202110434735.5A patent/CN113049877A/zh active Pending
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| CN116828153B (zh) * | 2023-07-14 | 2024-04-09 | 广东视安通智慧显控股份有限公司 | 基于两线数字云管控的可视门铃电源控制系统 |
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