CN201314935Y - 自动平衡式线损在线监测仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种自动平衡式线损在线监测仪，它作为整条供电线路的基本控制单元，在线路总出口处安装一个作为总站，每个用户处安装一个自动平衡式线损在线监测仪作为线损监测子站，通过GSM方式子站定时向总站传送数据，由总站进行线路线损分析计算。利用本实用新型可以使用电管理人员及时准确地了解各个时段的线损数据，可以在窃电等行为发生的同时收到线损产生的原因告警，为治理线损提供可靠依据。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电网运行监测装置，特别是涉及一种线损在线监测仪。
背景技术
目前，除了抄表和负控管理能够对电网运行进行有限的监测外，还没有专门针对电网线损进行诊断和提供治理方案的技术手段，可以说自动平衡式线损在线监测方案的出现在该应用领域填补了空白。
目前线损的统计以人工统计为主，效率低，不能保证每个点统计的同步性，因此计算出的线损准确度大打折扣。
当前的电能计量***一般由计量互感器和电能表两部分组成，电能表从计量互感器采集电能信号并计算出用电量，该用电量便作为供电部门向用电户缴费的依据，由于计量***缺少自我保护措施，便成了窃电行为攻击的突破口，手段不断翻新，从比较原始的私拉乱接、无表用电、绕表用电、更换互感器铭牌、私自开启电表计量铅封等手段发展到目前的高科技智能化窃电，手法越来越智能隐蔽，给供电部门造成的损失越来越大。之所以出现这种情况，是因为缺少监测线损的***方法，难以应付不断翻新的窃电手段，处于极其被动的地位。因此要***解决线损监测的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种自动平衡式线损在线监测仪，它可以使用电管理人员及时准确地了解各个时段的线损数据，可以在窃电等行为发生的同时收到线损产生的原因告警，为治理线损提供可靠的依据。
所述的自动平衡式线损在线监测仪是10KV供电线路线损在线监测***的基本控制单元，在每个用电户的电能表箱内安装一套构成监测子站，在线路总出口处安装一套构成总站，各子站将采集到的信息通过无线通信模块与总站定时传递数据，由总站的CPU控制单元采用自动平衡式原理对本条线路进行线损分析计算，并将实时分析结果通过无线模块方式上报管理人员，可无主站运行。
如图1所示，所述的自动平衡式线损在线监测仪，包括：微功耗CPU、串行通讯接口、电源电路、扩展接口、宽范围电压输入谐波采集电路、无线通信模块、SIM卡接口、天线接口。
当所述的谐波采集电路采集到的谐波含量异常时，程序就会自动发送告警信息给管理员。
所述的电源电路负责给无线通信模块、扩展接口、串行通信接口、CPU供电以维持设备运行。
所述的无线通信模块，主要负责总站和子站之间的无线通信。
所述的微功耗CPU，负责对通过串行通信接口及谐波采集到的信息进行分析、计算。
所述的扩展接口，为一总线接口，可以根据需要引出一个或多个接口。
本实用新型的有益效果：
本实用新型可以使用电管理人员及时准确地了解各个时段的线损数据，可以在窃电等行为发生的同时收到线损产生的原因告警，为治理线损提供可靠依据。
附图说明
图1是自动平衡式线损在线监测仪原理框图；
图2是自动平衡式线损在线监测仪的独占电能表通讯接口时的接线方式；
图3是自动平衡式线损在线监测仪的与其它设备分享电能表通讯接口的接线方式；对于高压计量3×100V的电能表，本装置工作电源的N极接电能表电压端子的B；
图4是自动平衡式线损在线监测仪接线端口，1为电源接口，2为扩展接口、3为RS485通讯接口，4为SIM接口，5为天线接口；
图5是自动平衡式线损在线监测仪的谐波采集电路；
图6是自动平衡式线损在线监测仪的电源电路。
具体实施方式
本实用新型是10KV供电线路线损在线监测***的基本控制单元，***构成两个闭环：
1、以整条线路为监控对象进行终端组网，组成一个大的闭环，自成体系，可无主站运行。即在变电站整个线路出口处安装一台设备作为整个***的总站，在线路其他各个节点各安装一台设备作为子站总站和子站构成一个完整的***。
2、以某一个重点用户为监控对象组成一个小的闭环，即在用户进线端安装一套高压无线互感器，在用电末端安装线损在线监测仪，实时监测电表运行状况，采集到电表中有异常数据则自动发送报警信息到管理员，并分析产生线损的原因，给出相应的治理措施。实现对用电的完整监控。
各子站采集的信息定时发送到总站，由总站进行分析比对，计算线损率。
无线通信模块与SIM卡联合使用，主要负责总站和子站之间的无线通信，也可以以短信息的方式向子站发送命令，获取相应信息。
常用短信息命令格式如表1所示。
表1 常用短信息命令格式
| 序号 | 短信息格式 | 功能 | 适用装置类型 |
| 1 | YYMM线损率 | 读取YY年MM月线损率 | 总站 |
| 2 | YYMMDD线损率 | 读取YY年MM月DD日线损率 | 总站 |
| 3 | 实时数据 | 读取三相电流电压、功率因数 | 总/子站 |
| 4 | 抄表 | 读取当前有功总无功总、最大需量有功总无功总 | 总/子站 |
| 5 | 当前 | 读取当前正反向有功总、尖、峰、平、谷 | 总/子站 |
| 6 | 上月 | 读取上月正反向有功总、尖、峰、平、谷 | 总/子站 |
| 7 | 需量 | 读取当前上月正向反向最大需量有功总无功总 | 总/子站 |
| 8 | 无功 | 读取当前、上月、上上月正向反向无功总 | 总/子站 |
| 9 | 谐波电压 | 读取电压和谐波值 | 总/子站 |
| 10 | 失压记录 | 读取最近断相起始时间结束时间、累计断相时间、次数 | 总/子站 |
设备工作电源接入后，分成两路，一路接入谐波采集电路，另一路接入电源电路。
图5所示的谐波采集电路经过两电阻采集后由运放进行分析计算。运放与CPU相连，将所得到的数据实时传送给CPU。如果采集到的谐波含量大于预定值，程序就会自动发送告警信息给管理员，信息为：“谐波严重超标影响计量”。
图6所示的电源电路，工作电源接入后进入电源电路，先经过滤波器，然后到达整流桥，整流桥将接入电压由交流变成直流，再进入变压器，变压器输出三组电压：DC24V、DC12V、DC5V，24V经过降压芯片LM2596以后输出4.2V供无线通信模块使用；12V出两组，一组接入设备的扩展接口，给扩展模块进行供电，另一组经过三端稳压管7805后变成5V给设备的485芯片以及485通讯接口使用；VCC经过稳压管1117后变为3.3V给CPU供电。
微功耗CPU采用了MSP430芯片，置入了对各子站用电量数据进行平衡式计算和每日分不同时段定时存储并定时上传的算法。CPU在对所采集信号进行分析计算后自动生成日用电量、线损、当前及上月有功、无功、需量、尖、蜂、平、谷、电压、电流、
、谐波、失压记录等信息，每日分不同时间段定时存储并定时上传，完成远程抄表功能。
线路各子站主控单元将数据通过无线方式定时上传至总站主控单元，总站对各子站用电量数据和总站用电量数据进行平衡式计算，产生线路的线损数据和整条线路的用电数据，定时上传至管理者。因为所有点的统计能够同时进行，消除了统计的不同步性，实现了线路线损数据的在线监测。
自动平衡式线损计算方法如下：
设备通过485通讯接口实时读取电表数据，并储存。设备通过485通讯接口实时监测电表运行状况，如有异常则发告警信息给管理员。
采集到的异常信息一般有以下几种情况：
1、电压异常
设备采集到电表的计量电压中如果一相或者一相以上电压低于额定电压的70％，并持续10分钟以上就会自动发出报警信息：电压回路分压。
2、电流异常
设备采集到电表的计量的三相电流中最高电流大于最低电流的1.8倍，并持续10分钟以上就会自动发出报警信息：电流严重不平衡。
3、功率因数异常
设备采集到电表中的功率因数在0.2到0.86之间并持续10分钟以上的就会自动发出报警信息：功率因数低。
图4所示的天线接口5连接GSM天线。
图4所示的扩展接口2可以接高压无线互感器、远程控制单元、计量单元、磁场在线监测单元、通道切换单元、远距离无线收发单元。当本装置需要与其它通讯设备分享电能表的RS485通讯接口时需安装通道切换器。计量单元通过智能防窃电互感器采集用户侧线路电压、电流状态并对实际用电量计量，结果上传至主控单元。主控单元与智能防窃电互感器联合使用，监测计量互感器变比、电流、电压数据，可实现计量互感器在线监测。
装置适宜固定安装在电能表计量箱内，对安装现场具有很好的适应性：既可以通过挂钩将装置悬挂，也可以通过装置磁铁底座将装置吸附安装。
参考附图4，具体操作步骤如下：
1、***手机SIM卡，记录手机号码
用细改锥按压装置SIM卡座的开关，弹出卡托，将SIM卡正确放置在卡托上并将卡托推入卡座到位。将该SIM卡的手机号码记录在标签上。
2、安装GSM天线
将天线的电缆头与装置的天线接口5连接，拧紧螺母；可利用天线底座的磁性选择铁质平面吸附安装天线。
3、接线
将电源线接到工作电源上，并将电源线端子接上设备的电源接口1。连接工作电源前先检查确定电能表电压端子的输出电压满足AC/DC50～256V。
4、上电观察
确定接线正确好，为装置上电并观察状态指示灯和信号指示灯两个指示灯的状态。
状态指示灯和信号指示灯分别指示了装置的运行状态和GSM通讯状态。装置上电后
快闪，表明装置正搜索GSM网络，1分钟左右，信号指示灯快闪数次表明GSM通讯正常，每当装置接收到GSM通讯信号后，信号指示灯会快闪数次。状态指示灯每1.5秒闪烁一次，表明装置进入工作状态。
5、通讯调试
设备正常运行后，发短信给装置号码，信号灯就会快闪5-6秒。如果需要设备回短信的话，信号灯又会快闪5-6秒。通过向装置对应手机号码发手机短信可召唤各项用电数据。本实用新型默认的通讯规约为部颁DL/T645规约，自适应波特率。
接线方式有两种，图2为独占电能表通讯接口接线方式。图3为与其它设备分享电能表通讯接口接线方式。
Claims (4)
1、自动平衡式线损在线监测仪，包括微功耗CPU、串行通讯接口、电源电路、宽范围电压输入谐波采集电路，其特征在于还包括：无线通信模块、SIM卡接口、天线接口、扩展接口。
2、根据权利要求1所述的自动平衡式线损在线监测仪，其特征在于：所述的电源电路可以输出3.3V、4.2V、5V、12V电压。
3、根据权利要求1所述的自动平衡式线损在线监测仪，其特征在于：所述的扩展接口可以接高压无线互感器、远程控制单元、计量单元、磁场在线监测单元、通道切换单元、远距离无线收发单元中的一种或几种。
4、根据权利要求1或2所述的自动平衡式线损在线监测仪，其特征在于：工作电源接入所述的电源电路后，先经过滤波器，然后到达整流桥，整流桥将接入电压由交流变成直流，再进入变压器，变压器输出三组电压：DC24V、DC12V、DC5V，24V经过降压芯片LM2596以后输出4.2V供无线通信模块使用；12V出两组，一组接入设备的扩展接口，给扩展模块进行供电，另一组经过稳压管7805后变成5V给设备的485芯片以及485通讯接口使用；VCC经过稳压管1117后变为3.3V给CPU供电。
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| CNU2008201781751U CN201314935Y (zh) | 2008-11-21 | 2008-11-21 | 自动平衡式线损在线监测仪 |
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| CN201314935Y true CN201314935Y (zh) | 2009-09-23 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107192901A (zh) * | 2017-04-28 | 2017-09-22 | 国网山东省电力公司寿光市供电公司 | 一种地埋电缆防窃电检测装置 |
| CN109613379A (zh) * | 2019-01-17 | 2019-04-12 | 南京绿电智能科技有限公司 | 一种线损模块装置 |
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2008
- 2008-11-21 CN CNU2008201781751U patent/CN201314935Y/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: BAODING GREENERGY ELECTRIC POWER TECHNOLOGY CO., L Free format text: FORMER OWNER: BEIJING GREENERGY ELECTRIC TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20140107 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 100085 HAIDIAN, BEIJING TO: 071051 BAODING, HEBEI PROVINCE |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090923 Termination date: 20161121 |