CN207051425U - 一种输电线路雷电流在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种输电线路雷电流在线监测装置，包括监测前端与监测后台；监测前端由数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块；数据采集模块的输出端通过数据处理模块连接数据传输模块；数据传输模块连接监测后台；数据采集模块包括雷电流传感器、信号调理电路、模数转换电路和FPGA；雷电流传感器的输出端依次经过信号调理电路和模数转换电路连接FPGA，FPGA连接存储器和GPS。本实用新型低成本、高性能，且能够准确的实现电力系统输电线路雷电流参数的采集，为电力线路防雷保护设计和雷击事故分析等提供数据支持。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力系统输电线路在线监测技术领域，特别涉及一种输电线路雷电流在线监测装置。
背景技术
雷击是造成电力系统输电线路故障的最主要原因之一。为降低输电线路雷击故障次数，各地方电网采取了多元化的防雷措施，但防雷效果并不理想。雷电流参数的测量是进行雷电研究的基础性工作之一。方面，雷电监测数据可用于雷击故障定位，便于运行人员及时处理跳闸事故，提供电网稳定水平；另一方面，雷电流参数记录数据对于雷电防护设计以及雷电事故分析等具有指导性意义。所以有必要对输电线路了电流进行监测，并分析总结其基本规律。
现有的雷电流在线监测技术还未实现对雷电流参数的大规模监测与统计。一方面是现有监测装置的数据采集能力以及数据存储能力不足，限制了记录的数据量；另一方面是监测系统成本过高，限制了电力线路雷电流参数采集工作的推广。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种输电线路雷电流在线监测装置，以解决上述技术问题。本实用新型低成本、高性能，且能够准确的实现电力系统输电线路雷电流参数的采集，为电力线路防雷保护设计和雷击事故分析等提供数据支持。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种输电线路雷电流在线监测装置，包括监测前端与监测后台；监测前端包括数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块；数据采集模块的输出端通过数据处理模块连接数据传输模块；数据传输模块连接监测后台；数据采集模块包括雷电流传感器、信号调理电路、模数转换电路和FPGA；雷电流传感器的输出端依次经过信号调理电路和模数转换电路连接FPGA，FPGA连接存储器和GPS。
进一步的，雷电流传感器为基于罗氏线圈的电流传感器。
进一步的，监测后台为计算机。
进一步的，数据处理模块为MCU，MCU连接FPGA和数据传输模块。
进一步的，数据传输模块为GPRS通信模块。
进一步的，还包括为数据采集模块、数据处理模块和数据传输模块供电的系统供电模块。
进一步的，系统供电模块包括依次连接的太阳能电池板、充电管理电路和蓄电池，蓄电池连接据采集模块、数据处理模块和数据传输模块。
进一步的，所述数据采集模块包括多个数据采集通道。
相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：选用FPGA作为数据采集的核心控制芯片，FPGA为纯硬件系统，以并行方式工作，在高速数据采集方面明显优于DSP，ARM等控制芯片；且FPGA作为一种大规模集成电路在近几年发展迅速，在速度、规模和性能不断提升的同时，价格不断下降，性价比很高。选用SDRAM作为存储器，第三代SDRAM的存取时钟速率可达800MHz，存储容量可达几吉比特，非常适合高速数据缓存。选用基于罗氏线圈的电流传感器，实现电气信号的非接触式测量。同时，本雷电流监测系统具有多个前端，每个前端具有多路数据采集通道，其GPS模块可以提供雷电发生的时间、位置等信息，使本雷电流监测系统的数据可进一步用于雷击类型判断，雷击故障定位等后续分析和处理。
附图说明
图1是本实用新型一种输电线路雷电流在线监测装置的结构示意图；
图2是图1所示在线监测装置中监测前端的结构框图；
图3为本实用新型一种输电线路雷电流在线监测装置的系统结构图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但并不作为对本实用新型做任何限制的依据。
请参阅图1至图3所示，本实用新型一种输电线路雷电流在线监测装置，包括监测前端0与监测后台5。监测前端0由数据采集模块1、数据处理模块2、数据传输模块3以及系统供电模块4组成。系统供电模块4连接数据采集模块1、数据处理模块2和数据传输模块3，用于向数据采集模块1、数据处理模块2和数据传输模块3供电；数据采集模块1的输出端通过数据处理模块2连接数据传输模块3；监测后台5为计算机。数据传输模块3连接监测后台。
请参阅图2所示，数据采集模块1包括雷电流传感器、信号调理电路、模数转换电路、以FPGA为核心的高速数据采集与存储电路。雷电流传感器的输出端依次经过信号调理电路和模数转换电路连接FPGA，FPGA连接存储器和GPS；雷电流传感器为基于罗氏线圈的电流传感器，该传感器检测精度高，可以在符合雷电流频谱范围内依据雷电流特性制造特定的线圈，并能实现电气信号的非接触测量；信号调理电路对雷电流传感器输出的电压信号进行处理，使之满足模数转换电路的模拟电压输入范围；经模数转换后，FPGA采集该数字信号并进行雷电流信号判断，当判断为雷电流信号时，调用GPS模块，获取雷电发生时刻的时间、位置等信息，与雷电流波形数据一起存储。
数据处理模块2以MCU为核心，控制雷电流数据的采集与传输；MCU连接FPGA和数据传输模块3，数据传输模块3可以采用GPRS通信模块或其它无线通信模块；工作于在线监测模式时，数据处理模块2实时地将数据采集模块1采集到的数据经数据传输模块3传至监测后台5。监测前端0与监测后台5通过无线通讯模式进行信息传递，数据传输模块3为GPRS数据传输硬件。监测前端0安装于户外，系统供电模块4包括依次连接的太阳能电池板、充电管理电路和蓄电池，蓄电池连接据采集模块1、数据处理模块2和数据传输模块3；利用太阳能取能，保证其他模块的供电需求。
参阅图1，监测前端0的数据通过无线网络发送到监测后台5，监测后台的主站计算机接收并存储雷电流数据，并通过LABVIEW平台实时显示前端传回的雷电流波形、时间、位置等数据信息，实现雷电流的在线监测。
请参阅图3所示，本实用新型监测前端0的数据采集模块1，包含多路数据采集通道，可以同时采集多相线路的雷电流波形。
Claims (8)
1.一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，包括监测前端(0)与监测后台(5)；
监测前端(0)包括数据采集模块(1)、数据处理模块(2)和数据传输模块(3)；数据采集模块(1)的输出端通过数据处理模块(2)连接数据传输模块(3)；数据传输模块(3)连接监测后台(5)；
数据采集模块(1)包括雷电流传感器、信号调理电路、模数转换电路和FPGA；雷电流传感器的输出端依次经过信号调理电路和模数转换电路连接FPGA，FPGA连接存储器和GPS。
2.根据权利要求1所述的一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，雷电流传感器为基于罗氏线圈的电流传感器。
3.根据权利要求1所述的一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，监测后台(5)为计算机。
4.根据权利要求1所述的一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，数据处理模块(2)为MCU，MCU连接FPGA和数据传输模块(3)。
5.根据权利要求1所述的一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，数据传输模块(3)为GPRS通信模块。
6.根据权利要求1所述的一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，还包括为数据采集模块(1)、数据处理模块(2)和数据传输模块(3)供电的系统供电模块(4)。
7.根据权利要求6所述的一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，系统供电模块(4)包括依次连接的太阳能电池板、充电管理电路和蓄电池，蓄电池连接据采集模块(1)、数据处理模块(2)和数据传输模块(3)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种输电线路雷电流在线监测装置，其特征在于，所述数据采集模块(1)包括多个数据采集通道。
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| CN201720775946.4U CN207051425U (zh) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 一种输电线路雷电流在线监测装置 |
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| CN207051425U true CN207051425U (zh) | 2018-02-27 |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109375073A (zh) * | 2018-11-15 | 2019-02-22 | 国网浙江省电力有限公司绍兴供电公司 | 防雷绝缘子动作电流和故障电流捕捉及识别模块 |
| CN112230042A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-01-15 | 南京汇宁桀信息科技有限公司 | 一种冲击电流检测电路 |
| WO2022082339A1 (zh) * | 2020-10-19 | 2022-04-28 | 国网浙江诸暨市供电有限公司 | 绝缘子雷电流智能监测设备以及绝缘子故障智能判断方法 |
| CN117318308A (zh) * | 2023-10-12 | 2023-12-29 | 国网安徽省电力有限公司潜山市供电公司 | 一种输电线路防雷击在线监测装置 |
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2017
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