CN210243820U - 一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，包括一台在线监测主机和多条计量回路的监测装置，每条计量回路的监测装置包括PT分机、CT分机，PT分机为PT二次回路测量及信息转发单元，CT分机为CT二次回路测量单元，在线监测主机一方面与电能表主表和电能表副表连接，另一方面与现场的多条计量回路的PT分机连接，CT分机通过工作电源将采集的CT二次回路信息以载波通讯的方式传输给PT分机，PT分机通过计量电压二次回路将CT分机和PT分机采集的信息以载波通讯的方式传输至在线监测主机。本实用新型对关口电能计量装置实时在线监测，产品监测点多，监测范围广，功能齐全，故障分析全面，可有效确保关口电能计量装置正常运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及关口计量装置在线监测技术领域，具体为一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统。
背景技术
监测需求通常要求在不影响计量系统上设备的正常运行的情况下，监测结果越精确越好，实时性越高越好，同时还需要支持较多的监测点和较大的监测范围。但是目前的关口电能计量装置主要包括电压互感器、电流互感器、二次回路电缆和电能表，这些装置都具有误差，会出现各类故障，传统的管理方式是定期巡检和现场校验，一般计量装置定期巡检主要凭借巡检人员的经验和设备巡检周期来制定，不具备重点巡查的特性，而现场校验方式的校验周期不固定，这两种发现问题的方式均存在实时性差，监测点少，监测范围小，功能不全以及操作麻烦等问题。随着社会发展，用电用户激增，现有的管理方式越来越不能满足需求，所以亟需一种新的计量在线监测装置出现。
实用新型内容
本实用新型旨在提供了一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，以解决现有技术中关口计量设备在线监测系统存在实时性差，监测点少，监测范围小，功能不全以及操作麻烦的问题。
本实用新型解决其技术问题的技术方案是：
一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，所述在线监测系统包括一台在线监测主机和多条计量回路的监测装置，每条计量回路的监测装置包括PT分机、CT分机，PT分机为PT二次回路测量及信息转发单元，CT分机为CT二次回路测量单元，PT分机和CT分机分别连接至PT和CT的二次回路，PT分机和CT分机分别安装在PT端子箱和CT端子箱中；其特征在于：
在线监测主机一方面与电能表主表和电能表副表连接，用于采集电能表主表和电能表副表的数据、电能脉冲及电压、电流信息，另一方面与现场的多条计量回路的PT分机连接。CT分机与PT分机共用电源，并以载波通讯的方式通过电源线将采集的CT二次回路信息传输给PT分机，PT分机接收到信息后将CT分机和PT分机采集的信息以载波通讯的方式通过PT二次回路传输至在线监测主机。
进一步地，所述在线监测主机包括计量回路切换电路、信号调理电路、A/D转换电路、PLC通讯及同步模块、电能表脉冲采集模块、DSP、微处理器、4G及以太网通讯模块；所述电能表脉冲采集模块与电能表主表和电能表副表分别相连，计量回路切换电路连接至信号调理电路，信号调理电路通过A/D转换电路与DSP相连，DSP和微处理器之间相互连接，微处理器通过4G及以太网通讯模块与主站服务器连接，DSP通过PLC通讯及同步模块连接至计量回路切换电路。
进一步地，所述在线监测主机还包括人机接口、存储器和RS485通讯模块，人机接口、存储器和RS485通讯模块均连接至所述微处理器。
进一步地，所述人机接口由液晶显示器和面板按键组成。
进一步地，所述存储器由DDR2内存和SD存储卡组成，存储器用于存储监测数据及其计算结果。
进一步地，所述在线监测主机还包括GPS授时及时间同步模块，所述GPS授时及时间同步模块连接至所述DSP。
进一步地，所述监测装置的监测数据包括PT二次回路电流、CT二次回路电流、PT侧二次回路电压、CT侧二次回路电压、电能表电压、电流、频率、相位等参数。
进一步地，所述计量回路切换电路包括计量电压回路切换电路和计量电流回路切换电路。
进一步地，所述计量电压回路切换电路和计量电流回路切换电路均包括继电器、三极管、二极管，所述微处理器经由电阻连接至三极管的基极，三极管的集电极连接至二极管的阳极，继电器的线圈两端分别连接至二极管的阳极和阴极。
本实用新型的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，有益效果如下：
(1)一台在线监测主机在一段时间间隔内可以对多条计量回路轮询监测一遍，监测点多，监测范围广。
(2)在线监测主机以5min～60min任一数值的时间间隔对各条计量回路进行巡检，满足每条计量回路相对意义的“全时检验”。
(3)在线监测主机根据采集的数据可以计算分析出被监测回路的失压和失流、电能表异常、电能表超差、PT二次回路压降超限、CT分机及其CT二次回路运行异常、PT分机及其PT二次回路运行异常，故障分析全面，提高了关口电能计量装置在线监测系统的可靠性，确保电力系统正常运行。
附图说明
图1是本实用新型的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统的结构示意图；
图2是本实用新型的在线监测主机的结构示意图；
图3是本实用新型在线监测主机中的计量电压回路切换电路的电路连接关系图；
图4是本实用新型在线监测主机中的计量电流回路切换电路的电路连接关系图。
具体实施方式
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，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其他实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
参见附图，现对本实用新型提供的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统进行说明。
如图1所示，一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，所述在线监测系统包括一台在线监测主机和多条计量回路的监测装置，每条计量回路的监测装置包括PT分机、CT分机，PT分机为PT二次回路测量及信息转发单元，CT分机为CT二次回路测量单元，PT分机和CT分机分别连接至PT和CT的二次回路，PT分机和CT分机分别安装在PT端子箱和CT端子箱中。
在线监测主机一方面与电能表主表和电能表副表连接，用于采集电能表主表和电能表副表的数据、电能脉冲及电压、电流信息，另一方面与现场的多条计量回路的PT分机连接；CT分机与PT分机共用电源，并以载波通讯的方式通过电源线将采集的CT二次回路信息传输给PT分机，PT分机接收到信息后将CT分机和PT分机采集的信息以载波通讯的方式通过PT二次回路传输至在线监测主机。
如图2所示，所述在线监测主机包括计量回路切换电路、信号调理电路、A/D转换电路、PLC通讯及同步模块、电能表脉冲采集模块、DSP、微处理器、4G及以太网通讯模块。
所述电能表脉冲采集模块与电能表主表和电能表副表分别相连，用于采集电能表主表和电能表副表的电能数据，计量回路切换电路同一时刻只传一条计量回路的电能表端的电压、电流信号给信号调理电路，信号调理电路通过A/D转换电路与DSP相连，DSP和微处理器之间相互连接，DSP和微处理器对采集的信息进行计算，微处理器通过4G及以太网通讯模块与主站服务器连接，主站服务器通过设定的门限阈值判定电能计量装置是否正常，若电能计量装置运行正常，则微处理器控制计量回路切换电路按照预先设定的时间间隔进行轮询采集，若计算分析出某一计量回路的指标超差，巡检方式切换为对这一计量回路进行实时在线监测；DSP控制相连接的PLC通讯及同步模块传输信息采集指令给计量回路切换电路，计量回路切换电路将信息采集指令传输至下一PT分机，下一PT分机将采集的信息通过PT二次回路传输至计量回路切换电路，实现不同计量回路之间的切换。
所述在线监测主机还包括人机接口、存储器和RS485通讯模块，人机接口、存储器和RS485通讯模块均连接至所述微处理器。
所述人机接口由液晶显示器和面板按键组成。
所述存储器由DDR2内存和SD存储卡组成，存储器用于存储监测数据及其计算结果。
所述在线监测主机还包括GPS授时及时间同步模块，所述GPS授时及时间同步模块连接至所述DSP。
信号调理电路选择型号为AD620的信号调理模块，A/D转换电路选择型号为AD7760的模数转换器。
在线监测主机以DSP和微处理器为核心，具有强大的数字处理能力，DSP数字信号处理器选择ADI公司的第四代SHARC处理器ADSP-21483，该DSP基于一款单指令多数据(SIMD)内核制成，支持32位定点和32/40位浮点算法，支持400MHz内核时钟速度，而且内置了FIR(有限脉冲响应滤波器)、IIR(无限脉冲响应滤波器)和FFT(快速傅里叶变换)加速器等额外的处理模块，可以大幅提升系统的整体性能。利用ADSP-21483的快速浮点数计算能力，实时计算三相电压、电流、频率、相位、功率等参数，保证实时测量的电参量准确度达到0.05级。
微处理器选择意法半导体公司的STM32F429，是一款基于ARM的32位微控制器，Flash容量1024Kbytes，支持168MHz内核时钟速度，程序存储容量1MB，具备丰富的外设接口。
正常情况下，多条计量回路的CT分机对采集的电压、电流信息以及计算出的CT二次回路负荷分别存储在CT分机中，并通过电源供电电力线载波通讯的方式传输至PT分机中。多条计量回路的PT分机对采集的电压、电流信息以及计算出的PT二次回路负荷分别存储在PT分机中。在线监测主机按照预先设定的时间间隔进行轮询采集，采集其中某一条计量回路的运行状态数据时，微处理器给计量回路切换电路一个控制指令，对该条计量回路的数据进行采集，将该回路的PT分机存储的监测数据通过现场的PT二次电压线传输至在线监测主机，在线监测主机根据采集的电能表主表和电能表副表的电压、电流、频率、相位等信息，对监测数据进行处理，得到电能计量装置二次回路整体误差、电能表主表误差和电能表副表误差、计量电压二次回路电压降等信息，并通过4G及以太网通讯模块传输至主站服务器，主站服务器通过设定的门限阈值判定计量装置是否正常，若装置运行正常，则微处理器控制计量回路切换电路按照预先设定的时间间隔进行轮询采集，若计算分析出某一路指标超差，巡检方式切换为对这一回路进行实时在线监测。
计量回路切换电路的工作原理如图3、图4所示，图3是本实用新型在线监测主机中的计量电压回路切换电路的电路连接关系图，图4是本实用新型在线监测主机中的计量电流回路切换电路的电路连接关系图。PC1、PC2、PC3、PC4是微处理器对计量回路切换电路的控制信号,继电器采用G6A-474P-ST-US，是4刀双掷型继电器，三极管Q1至Q4驱动相应的继电器工作，当计量回路1上有控制信号PC1时，三极管Q1饱和，继电器LS1的线圈1和2有相当的电压流过，则继电器吸合，计量回路1上的三相电压传输至在线监测主机，此时计量回路2、3、4的控制信号PC2、PC3、PC4为0V时，三极管截止，继电器线圈无电流流过，则继电器释放，不采集计量回路2、3、4的数据。
在线监测主机按照预先设定的时间间隔进行轮询采集的具体做法是：在线监测主机以设定的时间间隔对各条计量回路的监测数据进行采集，数据采集为单线程，同时采集一条计量回路的监测数据。技术人员根据现场的需要对采集的时间间隔进行设置，具体间隔时间可设置为5min～60min的任一数值，例如，取时间间隔为A(5min≤A≤60min)分钟，同时对4条计量回路进行巡检，在当地时间T时刻采集第1条计量回路的数据，在
时刻采集第2条计量回路的数据，以此类推，在
时刻采集第3条计量回路的数据，在
时刻采集第4条计量回路的数据。一台在线监测主机可在任一时间段内对多条计量回路轮询监测一遍，监测点多，监测范围广，而对于每一条计量回路在任一时间段均满足实时在线监测，实现每条计量回路相对的“全时检验”。
申请人结合说明书附图对本实用新型的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本实用新型的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本实用新型精神，而并非对本实用新型保护范围的限制，相反，任何基于本实用新型的精神所作的任何改进或修饰都应当落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，所述在线监测系统包括一台在线监测主机和多条计量回路的监测装置，每条计量回路的监测装置包括PT分机、CT分机，PT分机为PT二次回路测量及信息转发单元，CT分机为CT二次回路测量单元，PT分机和CT分机分别连接至PT和CT的二次回路，PT分机和CT分机分别安装在PT端子箱和CT端子箱中；其特征在于：
在线监测主机一方面与电能表主表和电能表副表连接，采集电能表主表和电能表副表的数据及电压、电流信息，另一方面与现场的多条计量回路的PT分机连接；CT分机与PT分机共用电源，并以载波通讯的方式通过电源线将采集的CT二次回路信息传输给PT分机，PT分机接收到信息后将CT分机和PT分机采集的信息以载波通讯的方式通过PT二次回路传输至在线监测主机。
2.根据权利要求1所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述在线监测主机包括计量回路切换电路、信号调理电路、A/D转换电路、PLC通讯及同步模块、电能表脉冲采集模块、DSP、微处理器、4G及以太网通讯模块；所述电能表脉冲采集模块与电能表主表和电能表副表分别相连，计量回路切换电路连接至信号调理电路，信号调理电路通过A/D转换电路与DSP相连，DSP和微处理器之间相互连接，微处理器通过4G及以太网通讯模块与主站服务器连接，DSP通过PLC通讯及同步模块连接至计量回路切换电路。
3.根据权利要求2所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述在线监测主机还包括人机接口、存储器和RS485通讯模块，人机接口、存储器和RS485通讯模块均连接至所述微处理器。
4.根据权利要求3所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述人机接口由液晶显示器和面板按键组成。
5.根据权利要求3所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述存储器由DDR2内存和SD存储卡组成，存储器用于存储监测数据及其计算结果。
6.根据权利要求2所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述在线监测主机还包括GPS授时及时间同步模块，所述GPS授时及时间同步模块连接至所述DSP。
7.根据权利要求1所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述监测装置的监测数据包括PT二次回路电流、CT二次回路电流、PT侧二次回路电压、CT侧二次回路电压、电能表电压、电流、频率、相位。
8.根据权利要求2所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述计量回路切换电路包括计量电压回路切换电路和计量电流回路切换电路。
9.根据权利要求8所述的一种分路巡检的关口电能计量装置在线监测系统，其特征在于：所述计量电压回路切换电路和计量电流回路切换电路均包括继电器、三极管、二极管，所述微处理器经由电阻连接至三极管的基极，三极管的集电极连接至二极管的阳极，继电器的线圈两端分别连接至二极管的阳极和阴极。
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| CN115685047A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-02-03 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种免拆卸机组出口电能表的校验电路 |
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| CN115685047A (zh) * | 2022-11-24 | 2023-02-03 | 中国长江电力股份有限公司 | 一种免拆卸机组出口电能表的校验电路 |
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