CN213715749U - 一种台区综合分析仪 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种台区综合分析仪，综合分析仪包括：主机，包括第一微处理器以及与第一微处理器连接的工频畸变信号检测单元、第一载波信号通信单元；工频畸变信号检测单元用于检测脉冲电流信号；第一微处理器用于控制第一载波信号通信单元向检测到脉冲电流信号的线路注入载波信号；分机，包括第二微处理器以及与第二微处理器连接的工频畸变信号发生单元、第二载波信号通信单元；第二载波信号通信单元用于接收载波信号，第二微处理器用于控制工频畸变信号发生单元产生并发送脉冲电流信号；并根据载波信号确定并接主机的用户的台区、分支以及相位信息。本申请通过工频畸变技术与电力载波技术，提高了用户的台区、分支以及相位信息的识别精度。

Description

一种台区综合分析仪

技术领域

本申请涉及电力系统检测技术领域，尤其涉及一种台区综合分析仪。

背景技术

长期以来，国家电网提出坚决落实降损增效的目标，因此用电管理部门需要经常查看各类台区的用户资料，以了解用户是由哪台变压器供电、由哪个线路分支进行供电以及由哪相供电等信息，从而为台区营销管理提供精准的管理数据。

目前，为了实现精细化的营销管理，通常采用基于电力载波通信原理的台区识别仪。但是由于载波信号是高频电压信号，会在相邻线路之间进行传播，因此在线路较复杂与台区相邻交叉的情况下，会造成台区信息、分支信息以及相位信息的误识别，并且由于载波信号是高频信号，因此在传输的过程中，衰减比较严重，因此无法识别距离比较长的用户。

发明内容

本申请实施例提供一种台区综合分析仪，用于解决现有技术中的如下技术问题：在进行各类台区的用户信息识别时，用户的台区信息、分支信息以及相位信息的精确度较低。

一方面，本申请实施例提供了一种台区综合分析仪，综合分析仪包括：分机以及与分机相连接的主机；主机，包括第一微处理器以及与第一微处理器连接的工频畸变信号检测单元、第一载波信号通信单元；其中，工频畸变信号检测单元用于检测脉冲电流信号；第一微处理器用于控制第一载波信号通信单元向检测到脉冲电流信号的线路注入载波信号；分机，包括第二微处理器以及与第二微处理器连接的工频畸变信号发生单元、第二载波信号通信单元；其中，第二载波信号通信单元用于接收载波信号，第二微处理器用于控制工频畸变信号发生单元产生并发送脉冲电流信号；并根据载波信号确定并接主机的用户的台区、分支以及相位信息。

一个示例中，工频畸变信号发生单元内置于第二微处理器。

一个示例中，主机还包括第一LoRa无线通讯单元，连接第一微处理器，用以接收分机反馈的并接主机的用户的台区、分支以及相位信息；分机还包括第二LoRa无线通讯单元，连接第二微处理器，用以向主机反馈并接主机的用户的台区、分支以及相位信息。

一个示例中，主机还包括第一远程通讯单元，用以连接远程控制终端；分机还包括第二远程通讯单元，用以连接远程控制终端。

一个示例中，第一远程通讯单元包括第一蓝牙通讯单元；远程控制终端为移动设备，用以通过蓝牙机制将主机设置的参数以及状态进行设置或校正，并支持在移动设备的软件系统中可查看主机实时反馈的信息；第二远程通讯单元包括第二蓝牙通讯单元，远程控制终端并用以将分机设置的参数以及状态进行设置或校正，并支持在移动设备的软件系统中可查看分机实时反馈的信息。

一个示例中，分机还包括电压过零检测单元，用于检测线路中的电压过零时刻，电压过零检测单元与第二微处理器连接，第二微处理器用于在线路中的电压过零时刻控制工频畸变信号发生单元产生并发送脉冲电流信号。

一个示例中，工频畸变信号检测单元包括若干电流互感器，若干电流互感器通过多路差分的方式与第一微处理器进行连接，用于检测线路上的脉冲电流信号，并做转化比数据处理。

一个示例中，主机还包括第一串口转RS485单元，与第一微处理器连接，用于将第一微处理器数据与外设器件进行数据交互；分机还包括第二串口转RS485单元，与第二微处理器连接，用于将第二微处理器数据与外设器件进行数据交互。

一个示例中，主机还包括第一通信状态指示灯，与第一微处理器进行连接，第一通信状态指示灯为双色灯，一种颜色表示第一LoRa无线通讯单元接收数据，另一种颜色表示第一LoRa无线通讯单元发送数据；分机还包括第二通信状态指示灯，与第二微处理器连接进行连接，第二通信状态指示灯为双色灯，一种颜色表示第二LoRa无线通讯单元接收数据，另一种颜色表示第二LoRa无线通讯单元发送数据。

一个示例中，综合分析仪用于N个台区的测试时，所述主机与分机的总数量为

，N为大于等于1的整数。

本领域技术人员能够理解的是，本申请首先通过工频畸变技术实现了从机向主机进行发送脉冲电流信号，可以确定主机或从机上层的挂载关系，然后通过电力载波技术向对应的从机发送并接在主机的用户的台区、分支以及相位信息，可以确定主机或从机下层的挂载关系，因此可以提高用户的台区、分支以及相位信息的识别精度。

进一步，本申请实施例通过LoRa无线通讯技术，可以将从机接收的用户的台区、分支以及相位信息反馈至对应的主机，并可以实现从机与对应主机之间的交互，从而可以减少主机设备的体积与从机设备的体积，使得台区综合分析仪的携带更加便利。

进一步，本申请实施例集主机、分机以及便于便携的移动设备为一体，可以实时进行用户数据的查看与配置主机、分机相关的参数设置，从而提高了用户的台区、分支以及相位信息的识别效率。

更进一步，本申请实施例在用于N个台区的测试时，所述主机与分机的总数量为

，可以实现一从机对应多主机的模式，从而降低了低压台区线损管理技术以及管理费用的投入。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将结合附图来对本申请的部分实施例进行详细说明，附图中：

图1是本申请实施例提供的台区综合分析仪系统的结构示意图

图2是本申请实施例提供的台区综合分析仪的主机框架结构示意图；

图3是本申请实施例提供的台区综合分析仪的从机框架结构示意图；

图4是本申请实施例提供的第二微处理器的电路示意图；

图5是本申请实施例提供的工频畸变信号发生单元的调制解调电路示意图；

图6是本申请实施例提供的工频畸变信号发生单元的电压过零检测电路示意图；

图7是本申请实施例提供的工频畸变信号发生单元的前置滤波电路示意图；

图8是本申请实施例提供的第二载波通信单元的电路示意图；

图9是本申请实施例提供的第二通信状态指示灯的电路示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例及相应的附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。本领域技术人员应当理解的是，本节具体实施方式中所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例。基于本节具体实施方式中所描述的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都不会偏离本申请的技术原理，因此都应当落入到本申请的保护范围内。

下面参照附图来对本申请的一些实施例进行详细说明。

如图1所示，图1是本申请实施例提供的台区综合分析仪系统的结构示意图。

台区综合分析仪系统包括主机10、分机20以及移动设备30。移动设备30连接从机20，并在台识区输入从机地址，并启动发送台区识别命令。从机20发出携带台区识别信息的脉冲电流，其中，台区识别信息包括相位信息代码与相位所对应的电压代码。主机10检查到线路上的脉冲电流信号，主机存储台识和相位信息，并给分机20发送应答信息，分机20获取相位识别信息以及台区识别信息。

进一步，移动设备30连接从机20，并在分支区输入从机地址，并启动发送分支识别命令，从机20发出携带分支识别信息的脉冲电流，其中，分支识别信息包括相位信息代码与相位所对应的电压代码。主机10检查到线路上的脉冲电流信号，主机存储分支和相位信息，并给分机20发送应答信息，分机20获取相位识别信息以及分支识别信息。

如图2所示，图2是本申请实施例提供的台区综合分析仪的主机框架结构示意图。

在图2中，台区综合分析仪包括主机10包括第一微处理器11，分别与第一微处理器11连接的工频畸变信号检测单元12、第一载波通信单元13、第一LoRa无线通讯单元14、第一通信状态指示灯15、第一串口转RS485单元16、第一远程通讯单元17以及电源18。其中，第一远程通讯单元17用以连接远程控制终端，远程控制终端为移动设备30，主机10通过第一远程通讯单元17与移动设备30进行通讯。

进一步，第一远程通讯单元17包括第一蓝牙通讯单元171。因此移动设备30可以通过蓝牙机制将主机设置的参数以及状态进行设置或校正，并支持在移动设备的软件系统中可查看主机20实时反馈的信息。

需要说明的是，本申请实施例中的第一远程通讯单元17不限于第一蓝牙通讯单元171，例如第一远程通讯单元17包括红外通信模块、移动通信模块、串行通信模块中的一种或多种。

具体地，工频畸变信号检测单元12包括若干电流互感器，若干电流互感器通过多路差分的方式与第一微处理器11进行连接，用于检测线路上的脉冲电流信号，并做转化比数据处理。

电流互感器包括：铁芯或铁块和电流调制电路；电流调制电路的一次线圈/二次线圈缠绕于所述铁芯或铁块上，电流调制电路的输出端与电流检测电路连接；

调制电路包括：比较放大器、采样电阻；采样电阻的前端分别与二次线圈的第一端、比较放大器的反相输入端和电流检测电路连接，采样电阻的第二端接地；比较放大器的输出端与二次线圈的第二端连接。

第一微处理器11用于控制第一载波信号通信单元13向检测到脉冲电流信号的线路注入载波信号。第一LoRa无线通讯单元14用于接收分机反馈的并接主机的用户的台区、分支以及相位信息，并与分机20实现数据交互。

此外，第一通信状态指示灯15为双色灯，一种颜色表示第一LoRa无线通讯单元14接收数据，另一种颜色表示第一LoRa无线通讯单元14发送数据。第一串口转485单元16用于将第一微处理器11的数据与外设器件进行数据交互，以方便通过485通信协议进行数据传输。电源18为主机10中的各模块进行供电。

另外，本领技术人员技术人员应该理解的是，主机10还包括第一电源转化电路，用于将低压台区线路中的三相/单相电转化为微处理器及外设设备所需电压数值，转化12V、5V、3.3V、1.8V等电压数值。主机10还包括第一数据存储电路，用于为微处理器、外接设备存储有效数据与代码；数据存储电路，用于存储代码信息、低压台区内物理线路的映射关系、时钟信息、所采集的电压电流等数据。主机10还包括第一时钟电路，用于系统的对时、校时用途。主机10还包括第一电流电压检测电路，用于将模拟电流电压信号转换为数字电压信号，得到采样电压，并对所述采样电流电压进行预处理得到预处理后的采样电流电压。主机10还包括第一电流电压采集电路，包括采集电路与信号调制电路；所述采集电路，用于采集三相（A、B、C）/单相（N、L）开关出线侧环境下的电压，采集三相（A、B、C）/单相（N、L）开关进线侧环境下的电流数据。

在本申请一些实施例中，如图3所示，图3是本申请实施例提供的台区综合分析仪的分机框架结构示意图。

在图3中，台区综合分析仪包括分机20包括第二微处理器21，分别与第二微处理器11连接的工频畸变信号发生单元12、第二载波通信单元23、第二LoRa无线通讯单元24、第二通信状态指示灯25、第二串口转RS485单元26、第二远程通讯单元27以及电源28。其中，第二远程通讯单元27用以连接远程控制终端，远程控制终端为移动设备30，分机20通过第二远程通讯单元27与移动设备30进行通讯。

进一步，第二远程通讯单元27包括第二蓝牙通讯单元271。因此移动设备30可以通过蓝牙机制将主机设置的参数以及状态进行设置或校正，并支持在移动设备的软件系统中可查看分机20实时反馈的信息。

需要说明的是，本申请实施例中的第二远程通讯单元27不限于第二蓝牙通讯单元271，例如第二远程通讯单元27包括红外通信模块、移动通信模块、串行通信模块中的一种或多种。

具体地，第二载波信号通信单元23用于接收载波信号，第二微处理器21用于控制工频畸变信号发生单元22产生并发送脉冲电流信号；并根据载波信号确定并接主机的用户的台区、分支以及相位信息。

进一步，工频畸变信号发生单元22用于在三相（A、B、C）/单相（N、L）采集电压端发射瞬态脉冲电流，该电路可在低压台区变压器配电柜的配电终端侧、分支箱侧、表箱侧执行；其中配电终端侧同时会带有自身设备的ID标识信息。此外，工频畸变信号发生单元22包括电压过零检测单元221，用于检测电力线路中的电压过零时刻，电压过零检测单元221与第二微处理器21连接，第二微处理器21用于在线路中的电压过零时刻控制工频畸变信号发生单元22产生并发送脉冲电流信号。

其中，本申请实施例的工频畸变信号发生单元22可以内置于第二微处理器21，也就是说，本申请实施例将内置基于工频畸变的台区识别技术封装成专用芯片，确保台区识别以及相位识别信号不跨台区。

第二LoRa无线通讯单元24，用以向主机10反馈并接主机10的用户的台区、分支以及相位信息。

此外，第二通信状态指示灯25为双色灯，一种颜色表示第二LoRa无线通讯单元24接收数据，另一种颜色表示第二LoRa无线通讯单元24发送数据。第一串口转485单元26用于将第一微处理器21的数据与外设器件进行数据交互，以方便通过485通信协议进行数据传输。电源28为分机20中的各模块进行供电。

另外，本领技术人员技术人员应该理解的是，分机20还包括第二电源转化电路，用于将低压台区线路中的三相/单相电转化为微处理器及外设设备所需电压数值，转化12V、5V、3.3V、1.8V等电压数值。分机20还包括第二数据存储电路，用于为微处理器、外接设备存储有效数据与代码；数据存储电路，用于存储代码信息、低压台区内物理线路的映射关系、时钟信息、所采集的电压电流等数据。分机20还包括第二时钟电路，用于系统的对时、校时用途。分机20还包括第二电流电压检测电路，用于将模拟电流电压信号转换为数字电压信号，得到采样电压，并对所述采样电流电压进行预处理得到预处理后的采样电流电压。分机20还包括第二电流电压采集电路，包括采集电路与信号调制电路；所述采集电路，用于采集三相（A、B、C）/单相（N、L）开关出线侧环境下的电压，采集三相（A、B、C）/单相（N、L）开关进线侧环境下的电流数据。

在使用的过程中，综合分析仪在用于N个台区的测试时，主机10与分机20的总数量为

，N为大于等于1的整数。也就是说，在综合分析仪用于N个台区进行测试时，主机10的数量仍然是N台，但从机20的数量可以只需要1台。例如，在综合分析仪用于3个台区进行测试时，主机10的数量仍然是3台，但从机20的数量可以只需要1台。

具体地，主要根据现场低压台区环境安装在变压器/台区总表或分支箱或表箱中，利用宽带载波HPLC与工频畸变原理，通过蓝牙通讯机制与Lora无线通讯机制实现台区识别、相位识别、分支识别等重要功能。主机10、分机20包括4个强电接口，装置安装时，将主机10、分机20中的 Ua、Ub、Uc、Un 分别对应与 A、B、C、零线相接。安装牢固，紧邻电表箱/分支箱/配电箱体安装，根据现场配电需求进行配置需求参数，根据平板数据显示，实现资产维护、线损技术/管理。

使用时，主机10安装在变压器或台区总表，从机20安装在变压器或台区总表的三相四线线路上。其中，从机20从要检查的线路的表箱取电。在识别台区信息时，移动设备30连接从机20，并在台识区输入从机地址，并启动发送台区识别命令，主机10检查到线路上的脉冲电流信号，主机存储台识和相位信息，并给分机20发送应答信息。其中，应答信息包括所属主机10地址和相位信息。分机20获取相位识别信息以及台区识别信息。

进一步，在识别分支信息时，移动设备30连接从机20，并在分支区输入从机地址，并启动发送分支识别命令，主机10检查到线路上的脉冲电流信号，主机存储分支和相位信息，并给分机20发送应答信息。其中，应答信息包括所属分机20地址和相位信息。分机20获取相位识别信息以及分支识别信息。

基于前文的描述，本领域技术人员能够理解的是，本申请首先通过工频畸变技术实现了从机向主机进行发送脉冲电流信号，可以确定主机或从机上层的挂载关系，然后通过电力载波技术向对应的从机发送并接在主机的用户的台区、分支以及相位信息，可以确定主机或从机下层的挂载关系，因此可以提高用户的台区、分支以及相位信息的识别精度。

进一步，本申请通过LoRa无线通讯技术，可以将从机接收的用户的台区、分支以及相位信息反馈至对应的主机，实现了从机与对应主机之间的交互，并且可以减少主机设备的体积与从机设备的体积，使得台区综合分析仪的携带更加便利。

进一步，本申请集主机、分机以及便于便携的移动设备为一体，可以实时进行用户数据的查看与配置主机、分机相关的参数设置，从而提高了用户的台区、分支以及相位信息的识别效率。

更进一步，本申请在用于N个台区的测试时，所述主机与分机的总数量为

，可以实现一从机对应多主机的模式，从而降低了低压台区线损管理技术以及管理费用的投入。

在本申请一些实施例中，如图4所示，图4是本申请实施例提供的第二微处理器的电路示意图。

第二微处理器21包括工频畸变信号发生单元22。工频畸变信号发生单元22包括调制解调单元、电压过零检测单元221以及前置滤波单元。调制解调单元的电路示意图请参见图5，电压过零检测单元的电路示意图请参见图6，前置滤波单元的电路示意图请参见图7。

具体地，工频畸变信号发生单元22利用工频电压基波过零调制方式实现通信。出站信号调制，在电压过零点前△T/2（过零点前30度）时刻，打开调制电路图Q100晶闸管，产生的瞬时电流耦合进工频电压的电流,引起一个电压降,在0.4 kV电压过零点处发生畸变。电压畸变信号的编码是利用相邻两个周期电压波形来携带一位信息，利用调制信号方式的不同来表示"1"或 "0"。

在本申请一些实施例中，如图8所示，图8是本申请实施例提供的第二载波通信单元的电路示意图。

在图8中，第二载波通信单元23包括载波通信主控复位电路、载波通信主控时钟电路、低频滤波电路、SPI通信电平电路，过零检测单元，带通滤波电路，电力线耦合单元。

需要说明的是，第一载波通信单元13的电路图请参照第二载波通信单元23的电路示意图，在此不再重复进行描述。

在本申请一些实施例中，如图9所示，图9是本申请实施例提供的第二通信状态指示灯的电路示意图。

在图9中，第二通信状态指示灯25包括背光电路、频率控制电路，低频滤波电路、指示电路1以及电压稳压电路。

需要说明的是，第一通信状态指示灯15的电路图请参照第一通信状态指示灯15的电路示意图，在此不再重复进行描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请技术原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应落入本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种台区综合分析仪，其特征在于，所述综合分析仪包括：分机以及与所述分机相连接的主机；

所述主机，包括第一微处理器以及与所述第一微处理器连接的工频畸变信号检测单元、第一载波信号通信单元；

其中，所述工频畸变信号检测单元用于检测脉冲电流信号；所述第一微处理器用于控制所述第一载波信号通信单元向检测到脉冲电流信号的线路注入载波信号；

所述分机，包括第二微处理器以及与所述第二微处理器连接的工频畸变信号发生单元、第二载波信号通信单元；

其中，所述第二载波信号通信单元用于接收所述载波信号，所述第二微处理器用于控制所述工频畸变信号发生单元产生并发送脉冲电流信号；并根据所述载波信号确定并接主机的用户的台区、分支以及相位信息。

2.根据权利要求1所述的综合分析仪，其特征在于，所述工频畸变信号发生单元内置于所述第二微处理器。

3.根据权利要求1所述的综合分析仪，其特征在于，所述主机还包括第一LoRa无线通讯单元，连接所述第一微处理器，用以接收所述分机反馈的所述并接主机的用户的台区、分支以及相位信息；

所述分机还包括第二LoRa无线通讯单元，连接所述第二微处理器，用以向所述主机反馈所述并接主机的用户的台区、分支以及相位信息。

4.根据权利要求2所述的综合分析仪，其特征在于，所述主机还包括第一远程通讯单元，用以连接远程控制终端；

所述分机还包括第二远程通讯单元，用以连接所述远程控制终端。

5.根据权利要求4所述的综合分析仪，其特征在于，所述第一远程通讯单元包括第一蓝牙通讯单元，所述远程控制终端为移动设备，用以通过蓝牙机制将所述主机设置的参数以及状态进行设置或校正，并支持在所述移动设备的软件系统中可查看所述主机实时反馈的信息；

所述第二远程通讯单元包括第二蓝牙通讯单元；所述远程控制终端并用于将所述分机设置的参数以及状态进行设置或校正，并支持在所述移动设备的软件系统中可查看所述分机实时反馈的信息。

6.根据权利要求1所述的综合分析仪，其特征在于，所述分机还包括电压过零检测单元，用于检测所述线路中的电压过零时刻，所述电压过零检测单元与所述第二微处理器连接，所述第二微处理器用于在所述线路中的电压过零时刻控制所述工频畸变信号发生单元产生并发送所述脉冲电流信号。

7.根据权利要求1所述的综合分析仪，其特征在于，所述工频畸变信号检测单元包括若干电流互感器，所述若干电流互感器通过多路差分的方式与所述第一微处理器进行连接，用于检测所述线路上的脉冲电流信号，并做转化比数据处理。

8.根据权利要求1所述的综合分析仪，其特征在于，所述主机还包括第一串口转RS485单元，与所述第一微处理器连接，用于将所述第一微处理器数据与外设器件进行数据交互；

所述分机还包括第二串口转RS485单元，与所述第二微处理器连接，用于将所述第二微处理器数据与外设器件进行数据交互。

9.根据权利要求3所述的综合分析仪，其特征在于，所述主机还包括第一通信状态指示灯，与所述第一微处理器进行连接，所述第一通信状态指示灯为双色灯，一种颜色表示所述第一LoRa无线通讯单元接收数据，另一种颜色表示所述第一LoRa无线通讯单元发送数据；

所述分机还包括第二通信状态指示灯，与所述第二微处理器进行连接，所述第二通信状态指示灯为所述双色灯，一种颜色表示所述第二LoRa无线通讯单元接收数据，另一种颜色表示所述第二LoRa无线通讯单元发送数据。

10.根据权利要求1所述的综合分析仪，其特征在于，所述综合分析仪用于N个台区的测试时，所述主机与所述分机的总数量为

，N为大于等于1的整数。

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