CN202160010U - 基于无线网络的电力线路监控装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种基于无线网络的电力线路监控装置，包括：一路电压互感器，用于进行一路电压采集，对所述电力线路监控装置进行直接现场供电；A相和C相电流互感器，用于测量A相和C相电流，从而获取电力线路的全部电流信息；A相和C相保护电流互感器以及零序电流互感器，用于在电力线路系统发生故障时，提供故障时段的线路运行状态信息；以及无线通讯模块，用于以不同的无线通讯方式和监控后台进行通讯。

Description

基于无线网络的电力线路监控装置
技术领域
本实用新型涉及一种用于中压电力线路的监控的基于无线网络的电力线路监控装置。
背景技术
在工业生产和日常生活中，电力线路安全对社会生产有着重要的意义。随着电网容量的不断扩大，电力线路的安全运行受到越来越大的考验，随着电子信息技术的迅速发展，对架空电力线路的运行状态监控成为了可能并且正越来越多地被考虑。
但是，在现有技术中，对于中压配电线路，由于不能够实时监测线路的运行状态，在异常发生时不能够提供异常时候的运行信息，因此不能够有效提高电力线路的安全运行水平。同时，在现有技术中，由于大多采用太阳能等供电方案，因此存在由于电池寿命导致的定期维护问题。另外，由于电力传输线路大多分布于野外，很多地方人们不易到达，尤其是在地形恶劣的地方敷设电缆或者架空线困难，对于监控现场离控制中心距离远、方圆广阔、地形复杂的终端用户，迫切需要一种以无线通讯方式传递实时监控信息的装置。
发明内容
本实用新型是鉴于上述问题提出的，其目的在于提供一种基于无线网络的电力线路监控装置。
为了实现上述目的，本实用新型的基于无线网络的电力线路监控装置，包括：一路电压互感器，用于进行一路电压采集，对所述电力线路监控装置进行直接现场供电；A相电流互感器和C相电流互感器，用于测量A相和C相电流，从而获取电力线路的全部电流信息；A相保护电流互感器、C相保护电流互感器以及零序电流互感器，用于在电力线路系统发生故障时，提供故障时段的线路运行状态信息；以及无线通讯模块，用于以不同的无线通讯方式和监控后台进行通讯。
本实用新型的电力线路监控装置，优选地，还包括微控制单元，其与所述无线通讯模块的接口统一采用TTL电平的串口通讯，并统一定义串口通讯信号，由此满足各种无线通讯模块的需求。
本实用新型的电力线路监控装置，优选地，还包括信号多路选择器和公用调理电路，用于进行测量信号调理，在来自所述一路电压互感器、所述A相电流互感器、所述C相电流互感器、所述A相保护电流互感器、所述C相保护电流互感器以及所述零序电流互感器的信号进行一定的放大以后，进入所述信号多路选择器，所述微控制单元根据测量算法的需要，切换所需要的信号进入所述公用调理电路，所述公用调理电路的输出进入所述微控制单元的A/D转换模块进行A/D转换。
本实用新型的电力线路监控装置，优选地，采用硬件锁相环提供信号时基。
本实用新型的电力线路监控装置，优选地，所述电力线路监控装置还在软件接口上规范定义了多个无线通讯接口函数，用于针对不同的无线通讯模块，只要实现相应的接口函数，即可实现利用该无线通讯模块进行通讯。
本实用新型的电力线路监控装置，优选地，利用GPRS、CDMA、SCDMA、WLAN、Zigbee等通讯方式和监控后台进行通讯。
本实用新型的电力线路监控装置，优选地，包括4路开关状态输入和2路控制输出。
技术效果
本实用新型装置能够用于中压配电线路，可以实时监测线路的运行状态，并可在异常发生时下提供异常时候的运行信息，可实现电力线路运行的实时监控，有效提高电力线路的安全运行水平。
由于本实用新型装置直接采用现场电压互感器供电，从而避免太阳能等供电方案存在的由于电池寿命导致的定期维护问题。
由于本实用新型装置的通讯采用无线方式通讯，因此适合于人们不易到达野外区域之广泛分布的电力线路的实时监控。由于本装置采用模块化设计的思想，通过配合的各种无线通讯板及通讯接口函数，可以利用GPRS、CDMA、SCDMA、WLAN、Zigbee等通讯方式和监控后台通讯。
附图说明
图1是本实用新型装置的应用的示意图。
图2是本实用新型的基于无线网络的电力线路监控装置的结构方框图。
具体实施方式
下面，参考附图说明本实用新型的实施方式。
图1是本实用新型的基于无线网络的电力线路监控装置的应用的示意图。如图1所示，包括监控后台、无线通讯网络以及现场监控模块。
本实用新型的电力线路监控装置即上述的现场监控模块是应用于电力自动化系统的、具有测、信、控功能的远程终端模块，设计安装在配电网的野外柱上开关处。该模块能够精确采集配电线路的电流、电压和开关状态等参数，能够可靠地对负荷开关等终端设备进行遥控操作。
本实用新型的电力线路监控装置主要用于中压电力线路的监控。由于电力线路广泛分布于野外，因此本实用新型装置的通讯采用无线方式通讯，并采用模块化设计的思想，通过配合的各种无线通讯板，可以实现利用GPRS、CDMA、SCDMA、WLAN、Zigbee等通讯方式和监控后台通讯。无线通讯可以摆脱有线通讯情况下的通讯距离限制的问题，在网络覆盖到的地方做到随地通讯。尤其是在地形恶劣的地方可以免去敷设电缆或者架空线的困难。十分适合于现场离控制中心距离远、方圆广阔、地形复杂的终端用户。
本实用新型装置设计用于中压配电线路，可以实时监测线路的运行状态，并可在异常发生时下提供异常时候的运行信息。本装置在电力线路上应用，可对实现电力线路运行的实时监控，有效提高电力线路的安全运行水平。
图2是本实用新型的基于无线网络的电力线路监控装置的结构方框图，其包括：MCU(微控制单元)、无线通讯模块、4路开关状态输入、2路控制输出、锁相环、A相电压互感器、A相电流互感器、A相保护电流互感器、C相电流互感器、C相保护电流互感器、零序电流互感器、信号放大、信号调理和A/D转换。
由于中压线路一般电压三相平衡，故装置采用一路电压采集，以节省现场所需电压互感器；测量A相和C相电流，由于三相系统电流矢量和始终为零，从而可以获取线路的全部电流信息；系统还涉及了A相和C相保护电流互感器以及零序电流互感器，从而可以在系统发生故障时，可以提供故障时段的线路运行状态信息。
由于本实用新型装置需要测量现场电压，故装置直接采用现场电压互感器供电，从而避免太阳能等供电方案存在的由于电池寿命导致的定期维护问题。装置在电力线路现场一般安装与电力线路的关键节点上。
装置采用信号多路选择，公用调理电路的方式进行测量信号调理，在信号进行一定的放大以后，进入多路选择器，MCU根据测量算法的需要，切换所需要的信号进入公用调理电路，公用调理电路的输出进入MCU的A/D转换模块进行A/D转换。通过公用调理电路方式，6路线路信号输入仅仅需要一个调理电路，降低了装置的成本。装置采用硬件锁相环提供信号时基，在简化了采样算法同时保证了采样时基的准确性和可靠性。
考虑到实际应用场合中，需要的无线通讯方式可能是十分多样的，故装置在设计的时候就充分考虑到了这方面的问题，通过硬件模块化设计和软件上规范的接口定义，使得装置可以适应多样的无线网络通讯需求。只要安装不同的通讯板，并配合相应的通讯软件模块，即可以实现不同的通讯方式。
为了适应多样无线通讯方式的需求，装置在硬件上，MCU和无线模块的通讯接口统一采用TTL电平的串口通讯，并统一定义了串口通讯信号，包括了TXD、RXD、CTS、RTS、DTR、STR以及DCD信号，可以满足各种无线通讯模块的需求。
为了适应多样无线通讯方式的需求，装置还在软件接口上做了规范的定义，软件的无线通讯接口函数有：InitRFPara()，ResetRFPara()，InitRFModule()，RFProcess()，RFTickProc()等。
InitRFPara()：该函数用于系统启动时，从参数存储区中读取无线通讯模块的运行参数。
ResetRFParam()：该函数用于系统检测到无效的无线模块运行参数时，提供缺省的无线模块运行参数。
InitRFModule()：该函数用于系统启动时，初始化无线通讯模块。
RFProcess()：当系统检测到有效的无线模块通讯数据时，处理无线模块的通讯数据，这不仅包括装置通过无线模块和后台的通讯数据，还包括无线模块本身的状态维护和处理。
RFTickProc()：该函数被系统以固定的时间间隔周期性调用，用于实现无线模块的状态机以及无线模块的状态转换。
这样，针对不同的无线模块，只要实现相应的接口函数，即可实现利用该无线模块进行通讯，而不需要改动模块软件的其他部分，可以容易地适应多种无线通讯模块的需要。
本实用新型的上述实施方式仅仅是示例性的，本实用新型不局限于上述实施方式。在不脱离本发明宗旨和思想的情况下，本实用新型能够进行各种变更。对于本领域技术人员来说，根据和应用本实用新型公开的构思，能够容易地对本实用新型方案进行各种变形和改变，应当注意的是，所有这些变形和改变都应当属于本实用新型的范围。

Claims (6)

1.一种基于无线网络的电力线路监控装置，其特征在于，包括：
一路电压互感器，用于进行一路电压采集，对所述电力线路监控装置进行直接现场供电；
A相电流互感器和C相电流互感器，用于测量A相和C相电流，从而获取电力线路的全部电流信息；
A相保护电流互感器、C相保护电流互感器以及零序电流互感器，用于在电力线路系统发生故障时，提供故障时段的线路运行状态信息；以及
无线通讯模块，用于以不同的无线通讯方式和监控后台进行通讯。
2.根据权利要求1的电力线路监控装置，其特征在于，还包括微控制单元，其与所述无线通讯模块的接口统一采用TTL电平的串口通讯，并统一定义串口通讯信号。
3.根据权利要求2的电力线路监控装置，其特征在于，还包括信号多路选择器和公用调理电路，用于进行测量信号调理，
在来自所述一路电压互感器、所述A相电流互感器、所述C相电流互感器、所述A相保护电流互感器、所述C相保护电流互感器以及所述零序电流互感器的信号进行一定的放大以后，进入所述信号多路选择器，切换所需要的信号进入所述公用调理电路，所述公用调理电路的输出进入所述微控制单元的A/D转换模块进行A/D转换。
4.根据权利要求3的电力线路监控装置，其特征在于，采用硬件锁相环提供信号时基。
5.根据权利要求4的电力线路监控装置，其特征在于，利用GPRS、CDMA、SCDMA、WLAN、Zigbee通讯方式和监控后台进行通讯。
6.根据权利要求5的电力线路监控装置，其特征在于，还包括4路开关状态输入和2路控制输出。 
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