CN203825104U - 利用辅助线监测供电线路电参数的电路 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种利用辅助线监测供电线路电参数的电路，其包括数据采集终端、数段串接的输电母线以及相邻母线间的接触点，所述每段输电母线的两端并联有母线电阻辅助线，所述母线电阻辅助线上设置有电流测量模块；相邻两段输电母线的联接接触点的两端间并联有触点电阻辅助线，所述触点电阻辅助线上也设置有电流测量模块，所述电流测量模块含有数据采集和网络传送终端；所述母线电阻辅助线和触点电阻辅助线均为电阻温度系数稳定且电阻值已知的导线。本技术方案通过分段测量供电线路的电流、电压降和线路连接接触点电压降，并据此得出其它电量参数，进而监测输电线路的故障和发热情况。

Description

利用辅助线监测供电线路电参数的电路
技术领域
本实用新型涉及电力线路的监测系统，具体涉及一种利用辅助线监测供电线路电参数的电路。
背景技术
对电气线路的电流、电压以及与电流、电压密切相关的线路电阻、接触电阻和漏电阻等电量参数，其传统在线测量方法都是采用电压表和电流表直接（或通过互感器间接）单点独立测量。线路的导体电阻、线路连接点的接触电阻和漏电阻，必须要测量两个以上的点才能获得；若要获取比较完整的整条供电线路各负载，各线路节点间的电流、电压和电阻参数，以及导体发热状况，则必须要布置许多的电流表、电压表和互感器，以及温度传感器等，实施起来非常困难。
实用新型内容
本实用新型提出一种利用辅助线监测供电线路电参数的电路，其通过辅助线可同步在线多点实时测量线路的多个电参数，以及对线路电租、接触电阻和漏电阻进行测量，能避免布置众多电表导致的实施困难问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种利用辅助线监测供电线路电参数的电路，包括数据采集终端、数段串接的输电母线以及相邻母线间的联接接触点。所述每段输电母线的两端并联有母线电阻辅助线，所述母线电阻辅助线上设置有电流测量模块；相邻两段输电母线的联接接触点的两端间并联有触点电阻辅助线，所述触点电阻辅助线上也设置有电流测量模块。所述电流测量模块含有数据采集和网络传送终端，所述母线电阻辅助线和触点电阻辅助线均为电阻温度系数稳定且电阻值已知的导线。
以两段相邻的输电母线为例，第一输电母线并联第一电阻辅助线，电流测量模块测量第一电阻辅助线的电流；第二输电母线并联第二电阻辅助线，电流测量模块测量第二电阻辅助线的电流；联接接触点两端并联触点电阻辅助线，电流测量模块测量触点电阻辅助线的电流。本技术方案通过分段测量供电线路的电流、电压降和线路连接接触点电压降，并据此得出其它电量参数，如漏电阻、漏电流等，进而监测输电线路的故障和发热情况。
本技术方案所用输电母线以及电阻辅助线为电阻温度系数比较稳定的材料制成，具有恒定的电阻值，其电阻值的大小，在确定线径后仅与其长度线性相关，如常用的康铜丝电阻线等，在测量精度要求不高的场合，普通的铜线也可使用。电阻辅助线是一把度量线路电压降的标尺，通过它可测量任意线段的电压降，并据此可推算出该线段的其它电参数。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型利用辅助线监测供电线路电参数的电路的局部线路的结构示意图；
图2为图1所示结构示意图的等效电路原理图；
图3为本实用新型利用辅助线监测供电线路电参数的电路包含有漏电流点的局部供电线路示意图；
图4为图3所示线路示意图的等效电路原理图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
一种利用辅助线监测供电线路电参数的电路，包括数据采集终端、数段串接的输电母线以及相邻母线间的联接接触点。所述每段输电母线的两端并联有母线电阻辅助线，所述母线电阻辅助线上设置有电流测量模块；相邻两段输电母线的联接连接点的两端间并联有触点电阻辅助线8，所述触点电阻辅助线8上也设置有电流测量模块。所述电流测量模块含有数据采集和网络传送终端，所述母线电阻辅助线和触点电阻辅助线8均为电阻温度系数稳定且电阻值已知的导线。
如图1所示，以两段相邻的输电母线为例，第一输电母线1的两端为端点a1和端点a2，第二输电母线3的两端为端点a3和端点a4，接触点M在端点a2和a3间。第一输电母线1并联第一电阻辅助线4，电流测量模块24测量第一电阻辅助线4的电流；第二输电母线3并联第二电阻辅助线5，电流测量模块25测量第二电阻辅助线5的电流；接触点M两端并联触点电阻辅助线8，电流测量模块28测量触点电阻辅助线8的电流。本技术方案通过分段测量供电线路的电流、电压降和线路连接接触点电压降，并据此得出其它电量参数，进而监测输电线路的故障和发热情况。
图2为图1的等效电路图，电阻RL1为第一输电母线1的电阻，电阻RL2为第二输电母线3的电阻，电阻RJ为接触点M的接触电阻，RO1为第一电阻辅助线4的电阻，RO2为第二电阻辅助线5的电阻，RF为触点电阻辅助线8的电阻，具体原理如下：
第一电阻辅助线4中流过有电流Io1时，通过电流测量模块测得电流Io1，电流Io1乘以已知的电阻值Ro1，即：Ro1*Io1=Uo1，电压降Uo1为第一电阻辅助线4两端的电压降，也即是第一输电母线1两端的电压降，其它各段输电母线同理。这使以往必须用两个电压表分别测定线路压降的问题，由于在本方案中借助了电阻辅助线，简化为用欧姆定律计算的一次测定。
在已知电压降Uo1和电阻值Ro1的情况下，分三种情况可推算流过第一输电母线1的电流IL1，以及第一输电母线1的电阻值RL1，进而得到第一输电母线1的温升发热情况。
1)、当事先知道第一输电母线1的电阻值RL1时（这可在线路敷设时，测量第一输电母线1的长度，在相关电气工程手册内查到），经过简单的计算，流过第一输电母线1的电流：IL1=Uo1/RL1；
2)、事先不知道第一输电母线1的电阻值RL1，但通过在第一输电母线1的输入端设置电流表7或者在线路上设置电流互感器，得到总电流Iz，可计算第一输电母线1的电阻RL1=Uo1/（Iz-Io1），IL1=Iz-Io1；
3)、事先不知道第一输电母线1的电阻值RL1，也不知道总电流Iz，但借助已知的Ro1、Io1和Uo1计算辅助测量线的单位长度电阻值；此种情况将输电母线与电阻辅助线等长度设置，查所用输电母线材料的电阻率比较，按比例计算，同样可得到流过第一输电母线1的电流IL1和RL1。
根据以上三种情况的分析，第一输电母线1中流过的电流IL1可得，可计算第一输电母线1温度及发热情况，第二输电母线3以及其它输电母线的该参数同理获得。
接触电阻测试示意图如图1和图2所示，接触点M的两端a2和a3之间跨接触点电阻辅助线8（电阻值Rf已知），与接触点M的等效电阻RJ并联，通过电流测量模块28测量流过电阻Rf的电流If，可得接触点M两端a2和a3之间的压降Ua23=Rf*If。而流过a2和a3间接触点M的电流Im=IL1+Io1-If，则接触点M的接触电阻RJ=Ua23/Im。已知接触电阻RJ和电流Im，接触点M的发热功率和发热量即可算出。
如图3所示，设b点为漏电流点，图4是图3的等效电路原理图。漏电流点b产生对地6泄漏电流Ix和等效对地6漏电阻Rx。于是，根据图4含漏电情况的等效电原理图，可列出各电阻、电流参数的如下关系式：
Iz-Io1=Ix+IL1    （1-1）
IL1+Io1=If+Im    （1-2）
上述两算式中，Iz、Io1和If为已知量，可通过预设的电流表7或电流测量模块得到，
未知变量Im可由下面算式得到：
Im=IL2+Io2-If    （1-3）
其中，IL2、Io2和If为已知，由电流测量模块测量或计算得到。上述（1-1）和（1-2）式剩下两个未知变量：Ix和IL1，解二元一次方程可得漏电流Ix：
Ix=Iz-Im-If
或Ix=Iz-IL2-Io2
知道了Ix，可计算漏电阻Rx和其它相关电量参数，以及线路的发热分布状况。
进一步的，可计算出线路绝缘损坏,泄漏点b和节点a1的准确距离：
先计算a1节点与泄漏点b之间的母线电阻，Ra1b+Rba2=RL1：
Ra1b=（Uo1-IL1*RL1）/Ix    (1-4)
（1-4）式中右边各变量在以上的测量和计算后，均为已知量，则Ra1b可得出，而Ra1b为母线电阻RL1的一段，按母线长度比例，可算出泄漏点b和节点a1之间的距离。
本技术方案所用输电母线以及电阻辅助线为电阻温度系数比较稳定的材料制成，具有恒定的电阻值，其电阻值的大小，在确定线径后仅与其长度线性相关。例如，常用的康铜丝导线等，在测量精度要求不高的场合，普通的铜线也可使用。电阻辅助线是一把度量线路电压降的标尺，通过它可测量任意线段的电压降，并据此可推算出该线段的其它电参数。
如果线路有多个泄漏点、节点或线路比较复杂的情况，可事先建立线路的网络拓朴数学模型，储存线路在处于正常运行时的各电量参数，与实时运行和故障时的电量参数进行比对，可作出供电线路运行是否正常的判断。加上现有的网络通讯和计算机智能化管理技术，如专利授权公告号CN101470014B所记载的技术，可形成强大的智能监控网络。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种利用辅助线监测供电线路电参数的电路，包括数据采集终端、数段串接的输电母线以及相邻母线间的联接接触点，其特征在于：所述每段输电母线的两端并联有母线电阻辅助线，所述母线电阻辅助线上设置有电流测量模块；相邻两段输电母线的联接接触点的两端间并联有触点电阻辅助线，所述触点电阻辅助线上也设置有电流测量模块，所述电流测量模块含有数据采集和网络传送终端；所述母线电阻辅助线和触点电阻辅助线均为电阻温度系数稳定且电阻值已知的导线。
2.根据权利要求1所述的利用辅助线监测供电线路电参数的电路，其特征在于：在任一输电母线的任一端串联有电流表。
3.根据权利要求1或2所述的利用辅助线监测供电线路电参数的电路，其特征在于：在供电线路的进线端串联一测量供电线路总电流的电流表。
4.根据权利要求1或2所述的利用辅助线监测供电线路电参数的电路，其特征在于：所述母线电阻辅助线和触点电阻辅助线均为康铜导线。
5.根据权利要求1或2所述的利用辅助线监测供电线路电参数的电路，其特征在于：所述电流测量模块包括电流互感器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103823138A (zh) * 2014-02-25 2014-05-28 胡兴耀 利用辅助线监测供电线路电参数的电路
CN108982947A (zh) * 2018-05-23 2018-12-11 重庆祥泰电气有限公司 带辅助测量功能的电气线路及电力参数测量方法
RU2780947C1 (ru) * 2021-12-29 2022-10-04 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Способ контроля накопления усталостных повреждений проводов воздушной линии электропередачи

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