CN110632373A - 一种一体式低压线路智能监测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电气技术领域，尤其涉及一种一体式低压线路智能监测装置，包括开口测量电流传感器、开口保护电流传感器、电压传感器、温度传感器、供电单元、智能监测单元、通讯单元；所述的开口测量电流传感器采集的测量电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的开口保护电流传感器采集的保护电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的电压传感器采集的电压信号传输至所述的智能检测单元，所述的温度传感器采集的线路温度信号传输至所述的智能检测单元，所述的通讯单元与智能监测单元连接，所述的供电单元为智能监测单元和通讯单元提供工作电源。本发明技术方案解决了低压线路的小型化灵活监测问题。

Description

一种一体式低压线路智能监测装置
技术领域
本发明属于电气技术领域，尤其涉及一种一体式低压线路智能监测装置。
背景技术
现有的低压线路监测技术方案主要是安装电流传感器和二次监测装置。考虑到测量的精度需要和保护的宽动态范围需要，往往需要分别安装两个不同的电流互感器，同时二次监测装置的测量数据往往是电能表和微机保护装置。
这种方案的不足之处在于：零部件多、集成度低、功耗较高、安装实施复杂。随着智能配网和智能运维管理的发展需要开展的智能监测改造工作，则完全无法实施。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，提供一种一体式低压线路智能监测装置，解决了低压线路的小型化灵活监测问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种一体式低压线路智能监测装置，包括开口测量电流传感器、开口保护电流传感器、电压传感器、温度传感器、供电单元、智能监测单元、通讯单元；所述的开口测量电流传感器采集的测量电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的开口保护电流传感器采集的保护电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的电压传感器采集的电压信号传输至所述的智能检测单元，所述的温度传感器采集的线路温度信号传输至所述的智能检测单元，所述的通讯单元与智能监测单元连接，所述的供电单元为智能监测单元和通讯单元提供工作电源；所述的开口测量电流传感器、开口保护电流传感器、电压传感器、温度传感器、供电单元、智能监测单元、通讯单元集成为一体。
优选地，本发明所述的开口测量电流传感器采用低功耗的坡莫合金铁芯制作的测量电流开口结构，测量电流开口结构上设计有密封圈防护，开口切面有特殊防锈处理。
优选地，本发明所述的开口保护电流传感器采用柔性罗氏线圈制作的保护电流开口结构，保护电流开口结构上为全密封结构，无需考虑接触端面的处理。
优选地，本发明所述的开口测量电流传感器和开口保护电流传感器的采用一体式开口结构，在同一结构剖面上开口，只需一次紧固就可以安装好开口测量电流传感器和开口保护电流传感器。
优选地，本发明所述的电压传感器为电流型电压互感器，将测量电路与被测量的线路电压隔离开，支持2500V隔离电压水平，支持电压输入端的带电插拔，电压输入端子有：L线(A/B/C相)和N线两个，L线可采用穿刺型的电压获取方式。
优选地，本发明所述的温度传感器为小型化的热敏电阻，直接接触被测线路的导线，安装在本装置的穿心结构中。
优选地，本发明所述的供电单元为交直流转换的电源电路，兼容直流24V、12V、5V、3.3V输入的直流转换，给智能监测单元和通讯单元提供工作电源。
优选地，本发明所述的智能监测单元采用专用电能计量芯片和单片机。智能监测单元将输入的温度信号、测量电流信号、保护电流信号、电压测量信号进行信号调理，实现宽量程高精度的线路监测点基本电量监测，包括：测量电流、电压、保护电流、有功功率、无功功率、分路单相有功电能量和无功电能量。同时还实现了实时的线路状态监测，具体状态包括：线路的电缆接触面温度、过流状态、失流状态、过压状态、欠压状态。智能监测单元还提供了过流、过压、失流、欠压等异常状态的指示功能
优选地，本发明所述的通讯单元包括了载波通讯模块、无线通讯模块和本地RS485通讯模块。通讯单元是智能监测单元与外部通讯交换的通道，通信规约可采用Modbus规约、DL/T645规约或者101规约。
本发明的有益效果:
1)本发明技术方案实现了400V低压线路下的小型一体化监测装置，重量轻、体积小，各类低压配电柜内电缆直接开口套装使用，接线工作量基本没有。
2)本发明技术方案实现的一体化监测装置集成度高，传感器和智能监测装置的接口为mV级小信号，而不是传统互感器输出的1A和5A大信号，功耗更低。
3)本发明技术方案实现的一体化监测装置现场安装不需要改动运行现场，直接卡入所测量的线路上，改造安装作业简便。
附图说明
图1为本发明所述装置的模块化原理框图。
具体的实施方式
如图1所示一种一体式低压线路智能监测装置，包括开口测量电流传感器、开口保护电流传感器、电压传感器、温度传感器、供电单元、智能监测单元、通讯单元；所述的开口测量电流传感器采集的测量电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的开口保护电流传感器采集的保护电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的电压传感器采集的电压信号传输至所述的智能检测单元，所述的温度传感器采集的线路温度信号传输至所述的智能检测单元，所述的通讯单元与智能监测单元连接，所述的供电单元为智能监测单元和通讯单元提供工作电源；所述的开口测量电流传感器、开口保护电流传感器、电压传感器、温度传感器、供电单元、智能监测单元、通讯单元集成为一体。
优选地，本发明所述的开口测量电流传感器采用低功耗的坡莫合金铁芯制作的测量电流开口结构，测量电流开口结构上设计有密封圈防护，开口切面有特殊防锈处理。
优选地，本发明所述的开口保护电流传感器采用柔性罗氏线圈制作的保护电流开口结构，保护电流开口结构上为全密封结构，无需考虑接触端面的处理。
优选地，本发明所述的开口测量电流传感器和开口保护电流传感器的采用一体式开口结构，在同一结构剖面上开口，只需一次紧固就可以安装好开口测量电流传感器和开口保护电流传感器。
优选地，本发明所述的电压传感器为电流型电压互感器，将测量电路与被测量的线路电压隔离开，支持2500V隔离电压水平，支持电压输入端的带电插拔，电压输入端子有：L线(A/B/C相)和N线两个，L线可采用穿刺型的电压获取方式。
优选地，本发明所述的温度传感器为小型化的热敏电阻，直接接触被测线路的导线，安装在本装置的穿心结构中。
优选地，本发明所述的供电单元为交直流转换的电源电路，兼容直流12V、5V、3.3V输入的直流转换，给智能监测单元和通讯单元提供工作电源。
优选地，本发明所述的智能监测单元采用专用电能计量芯片和单片机。智能监测单元将输入的温度信号、测量电流信号、保护电流信号、电压测量信号进行信号调理，实现宽量程高精度的线路监测点基本电量监测，包括：测量电流、电压、保护电流、有功功率、无功功率、分路单相有功电能量和无功电能量。同时还实现了实时的线路状态监测，具体状态包括：线路的电缆接触面温度、过流状态、失流状态、过压状态、欠压状态。智能监测单元还提供了过流、过压、失流、欠压等异常状态的指示功能
优选地，本发明所述的通讯单元包括了载波通讯模块、无线通讯模块和本地RS485通讯模块。通讯单元是智能监测单元与外部通讯交换的通道，通信规约可采用Modbus规约、DL/T645规约或者101规约.
变压器低压线路相电压220V的L线(A/B/C)和N线接入一体式低压线路智能监测装置，过载电压能力可在1.2倍额定电压下长期持续工作，电压测量误差小于0.5％。并且在1.4倍额定电压下能够工作大于10秒。
开口测量电流传感器的一次额定电流为600A，二次额定电流为200mA，传感器精度为±0.5％。
开口测量电流传感器的一次额定电流为4000A，二次额定电流为400mA，传感器精度为±2％。
温度传感器为为小型化的热敏电阻更具体为高B值的珠状NTC热敏电阻，具有较快的温度反应速度。
供电单元采用宽范围的交直流转换模块(AC/DC)和直流直流转换模块(DC/DC)，交流输入范围为65V至260V，直流输出为24V和12V；直流转换模块的输出为5V和3.3V，提供给智能监测单元和通讯单元。
智能监测单元采用专用电能计量芯片和单片机，主要功能是进行电压、电流、温度等信号的采样和实时进行功率和电能量计算。同时对监测数据进行实时分析，一旦保护测量电流超过故障指示动作电流，则启动故障指示功能。一旦电压超过和低于正常运行电压范围，则启动电压过界和电压跌落的异常信息指示。
通讯单元包括了载波通讯模块、无线通讯模块和本地RS485通讯模块，可根据现场实际情况自动配置通讯信道。通信规约可采用Modbus规约、DL/T645规约或者101规约，可根据实际***配置需要来选择规约类别。
本发明的有益效果:
4)本发明技术方案实现了400V低压线路下的小型一体化监测装置，重量轻、体积小，各类低压配电柜内电缆直接开口套装使用，接线工作量基本没有。
5)本发明技术方案实现的一体化监测装置集成度高，传感器和智能监测装置的接口为mV级小信号，而不是传统互感器输出的1A和5A大信号，功耗更低。
6)本发明技术方案实现的一体化监测装置现场安装不需要改动运行现场，直接卡入所测量的线路上，改造安装作业简便。

Claims (8)

1.一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，包括开口测量电流传感器、开口保护电流传感器、电压传感器、温度传感器、供电单元、智能监测单元、通讯单元；所述的开口测量电流传感器采集的测量电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的开口保护电流传感器采集的保护电流信号传输至所述的智能检测单元，所述的电压传感器采集的电压信号传输至所述的智能检测单元，所述的温度传感器采集的线路温度信号传输至所述的智能检测单元，所述的通讯单元与智能监测单元连接，所述的供电单元为智能监测单元和通讯单元提供工作电源；所述的开口测量电流传感器、开口保护电流传感器、电压传感器、温度传感器、供电单元、智能监测单元、通讯单元集成为一体。
2.如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的开口测量电流传感器采用低功耗的坡莫合金铁芯制作的测量电流开口结构，所述测量电流开口结构上设计有密封圈防护，开口切面有特殊防锈处理。
3.如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的开口保护电流传感器采用柔性罗氏线圈制作的保护电流开口结构，所述的保护电流结构上为全密封结构。
4.如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的开口测量电流传感器和开口保护电流传感器的采用一体式开口结构，在同一结构剖面上开口。
5.如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的电压传感器为电流型电压互感器，将测量电路与被测量的线路电压隔离开，支持2500V隔离电压水平，支持电压输入端的带电插拔。
6.如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的温度传感器为小型化的热敏电阻，直接接触被测线路的导线。
7.如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的供电单元为交直流转换的电源电路，兼容直流24V、12V、5V、3.3V输入的直流转换，给智能监测单元和通讯单元提供工作电源。如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的智能监测单元采用专用电能计量芯片和单片机。
8.如权利要求1所述的一种一体式低压线路智能监测装置，其特征在于，所述的通讯单元包括了载波通讯模块、无线通讯模块和本地RS485通讯模块。
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