CN204008785U - 计量回路故障监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种计量回路故障监测***，涉及一种电力线路故障监测***，尤其涉及一种计量回路的故障监测***，该***包括无线数据采集器和无线数据转换器，所述的无线数据采集器有三个分别装设在高压线路的三相上，所述的无线数据转换器装设在低压侧，其中无线数据采集器由电流采样线圈、电流采样电路、采集器微功率无线模块、电压感应电路、电压采样电路、采集器CPU、线路取电电路和电池供电电路组成，无线数据转换器由秒表RS485电路、转换器CPU、转换器微功率无线模块、电源电路和本地通信接口组成，所述的采集器CPU包括电流A/D转换模块和电压A/D转换模块。本实用新型的有益效果是：更有效的发现低压回路的故障或窃电行为。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及一种电力线路故障监测***，尤其涉及一种计量回路的故障监测***。
【背景技术】
目前高供低计专变用户主要采用的专变终端(负控终端)***采集专变用户用电信息，并上报到供电公司主站，实现远程监控专变用户用电情况。专变终端具有交流采样功能，能够采集所接入回路的电流、电压、功率、电量等电网参量。专变终端带有本地RS485总线接口，能够抄读专变用户计量用电能表的电流、电压、功率、电量等数据。一般专变终端与用户电能表接入同一回路，通过专变终端和用户电能表的功率和电量的差动，来判断用户电能表运行是否存在故障或窃电行为。也可以通过综合专变终端交流采样到的电网参量和用户电能表的数据，判断回路故障或用户的窃电行为。但如果整个低压回路存在故障或窃电行为，则无法通过专变终端和用户电能表的功率和电量的差动来判断出来。
【实用新型内容】
本实用新型的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种计量回路的故障监测***，该***通过监测高低压侧电力线路上的电流和电压的数据，进行对比，更有效的发现了低压回路的故障或窃电行为。
本实用新型的技术方案是这样实现的：一种计量回路故障监测***，它包括装设在低压侧的无线数据转换器，所述的无线数据转换器与低压侧的主站***连接，所述的无线数据转换器还与低压侧的电能表连接，其改进之处在于，它还包括无线数据采集器，有三个分别装设在高压线路的A、B、C三相上，其中无线数据采集器由电流采样线圈、电流采样电路、采集器微功率无线模块、电压感应电路、电压采样电路、采集器CPU、线路取电电路和电池供电电路组成，在高压侧电力线A、B、C三相上还分别装有取电感应线圈，无线数据采集器与所述取电感应线圈电连接，所述的采集器CPU包括电流A/D转换模块和电压A/D转换模块，所述的电流采样线圈通过与所述的电流采样电路电性连接，所述的电流采样电路与所述的采集器CPU的电流A/D转换模块电性连接，所述的电压感应电路与所述的电压采样电路电性连接，所述的电压采样电路与所述的采集器CPU的电压A/D转换模块电性连接；所述的采集器微功率无线模块、线路取电电路和电池供电电路分别与所述的采集器CPU电性连接；无线数据转换器由秒表RS485电路、转换器CPU、转换器微功率无线模块、电源电路和本地通信接口组成，所述的秒表RS485电路、转换器微功率无线模块、电源电路和本地通信接口分别与所述的转换器CPU电性连接。
上述结构中，所述的电流采样电路包括CURRENT接口、瞬变电压抑制器二极管TVS1、电阻R6、电阻R8、滤波电容C1和滤波电容C2，所述的CURRENT接口连接所述的电流采样线圈的输出接头导入感应电流；所述的TVS1可以防止电压突变，保护后端所述的采集器CPU；所述的电阻R6、电阻R8串联连接后中间接入地，为采样电阻，并带有共模干扰抑制作用；所述的电容C1、电容C2串联连接后中间接入地，为滤波电容，可以滤掉干扰波；所述的电流采样电路将感应电流滤波后输出到所述的采集器CPU。
上述结构中，所述的电压采样电路包括VOL_INDUCTION焊点、电压抑制器二极管TVS2、电容C20和电阻R2，所述的二极管TVS2、电容C20和电阻R2分别并联连接后接入地，瞬变电压抑制器二极管TVS2保护所述的采集器CPU，高压线路导线对大地存在电容泄露电流，此电流经VOL_INDUCTION焊点流向C20滤波，再流向电阻R2转变成电压信号，此电压信号输出到所述的采集器CPU。
上述结构中，所述的线路取电电路和电池供电电路包括POWER接口、整流桥堆D2、电容C36、稳压管D4、POWERCHK检查电路、电池BAT、二极管D3、电容C22、电容C21和电源稳压芯片XC6201P332，所述的POWER接口连接所述的取电感应线圈，感应电压经整流桥堆D2整流后，经电容C36滤波，再经稳压管D4稳压后被POWERCHK电路检查，若电流大于10A,就提供VDD电压；若电流小于10A，电池BAT的电流就经二极管D3整流，电容C22和电容C21滤波后提供VDD电压，VDD电压经XC6201P332稳压处理后给***提供3.3V的电源。
上述结构中，所述的采集器CPU包含一种带有16位A/D转换模块、有两个电流差分输入通道和一个电压差分输入通道的MCU芯片MSP430FE427。
上述结构中，所述的无线数据转换器通过所述的本地通信接口提供故障或窃电信息给主站***，所述的本地通信接口采用RS485总线或UART接口。
本实用新型的有益效果在于：通过监测高低压侧电力线路上的电流和电压的数据进行对此后，把故障或窃电信息传给主站***，更有效的发现了低压回路的故障或窃电行为。
【附图说明】
图1为本实用新型***原理框图；
图2为本实用新型无线数据采集器硬件框图；
图3为本实用新型无线数据转换器硬件框图；
图4为本实用新型电流采样电路图；
图5为本实用新型电压采样电路图；
图6为本实用新型线路取电电路及电池供电电路图；
图7为本实用新型采集器CPU周边电路图。
【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描述。
参照图1、图2和图3所示，本实用新型揭示的计量回路的故障监测***，它包括装设在低压侧的无线数据转换器，所述的无线数据转换器与低压侧的主站***连接，所述的无线数据转换器还与低压侧的电能表连接，其特征在于，它还包括无线数据采集器，有三个分别装设在高压线路的A、B、C三相上，其中无线数据采集器由电流采样线圈、电流采样电路、采集器微功率无线模块、电压感应电路、电压采样电路、采集器CPU、线路取电电路和电池供电电路组成，在高压侧电力线A、B、C三相上还分别装有取电感应线圈，无线数据采集器与所述取电感应线圈电连接，所述的采集器CPU包括电流A/D转换模块和电压A/D转换模块，所述的电流采样线圈通过与所述的电流采样电路电性连接，所述的电流采样电路与所述的采集器CPU的电流A/D转换模块电性连接，所述的电压感应电路与所述的电压采样电路电性连接，所述的电压采样电路与所述的采集器CPU的电压A/D转换模块电性连接；所述的采集器微功率无线模块、线路取电电路和电池供电电路分别与所述的采集器CPU电性连接；无线数据转换器由秒表RS485电路、转换器CPU、转换器微功率无线模块、电源电路和本地通信接口组成，所述的秒表RS485电路、转换器微功率无线模块、电源电路和本地通信接口分别与所述的转换器CPU电性连接。
下面就各部分的结构和作用作详细的说明，电流采样感应线圈11能感应高压线路的电流并将此感应电流送至所述的电流采样电路，参照图4电流采样电路图所示，所述的电流采样电路包括CURRENT接口、瞬变电压抑制器二极管TVS1、电阻R6、电阻R8、滤波电容C1和滤波电容C2，所述的CURRENT接口连接所述的电流采样线圈的输出接头导入感应电流；所述的TVS1可以防止电压突变，保护后端所述的采集器CPU；所述的电阻R6、电阻R8串联连接后中间接入地，为采样电阻，并带有共模干扰抑制作用；所述的电容C1、电容C2串联连接后中间接入地，为滤波电容，可以滤掉干扰波；所述的电流采样电路将感应电流滤波后输出到所述的采集器CPU。
因高压线路导线对大地存在电容泄露电流，电压感应电路能感应泄漏电流的大小，此泄漏电流流向电压采样电路，参照图5电压采样电路图所示，所述的电压采样电路包括VOL_INDUCTION焊点、电压抑制器二极管TVS2、电容C20和电阻R2，所述的二极管TVS2、电容C20和电阻R2分别并联连接后接入地，瞬变电压抑制器二极管TVS2保护所述的采集器CPU，高压线路导线对大地存在电容泄露电流，此电流经VOL_INDUCTION焊点流向C20滤波，再流向电阻R2转变成电压信号，此电压信号输出到所述的采集器CPU。
此***是这样给无线数据采集器供电的，参照图6线路取电电路及电池供电电路图所示，所述的线路取电电路和电池供电电路包括POWER接口、整流桥堆D2、电容C36、稳压管D4、POWERCHK检查电路、电池BAT、二极管D3、电容C22、电容C21和电源稳压芯片XC6201P332，所述的POWER接口连接所述的取电感应线圈，感应电压经整流桥堆D2整流后，经电容C36滤波，再经稳压管D4稳压后被POWERCHK电路检查，若电流大于10A,就提供VDD电压；若电流小于10A，电池BAT的电流就经二极管D3整流，电容C22和电容C21滤波后提供VDD电压，VDD电压经XC6201P332稳压处理后给***提供3.3V的电源。
采集器CPU是这样工作的，参照图7采集器CPU周边电路图所示，采集器CPU采用芯片MSP430FE427，MSP430FE427为美国德州仪器公司MSP430系列的一种MCU芯片，该芯片带有16位A/D转换模块,有两个电流差分输入通道和一个电压差分输入通道，所以它可以对输入的电压和电流信号进行A/D转换，此外MSP430FE427灵活的时钟***还可在不到6us的时间里从低功耗的0.7uA待机方式(节省电池消耗方式)唤醒。
综上所述，所述的电流采样线圈用于将感应电流送至所述的电流采样电路，所述的电流采样电路将感应电流进行滤波后送至所述的采集器CPU中，所述的采集器CPU通过所述的电流A/D转换模块并运算得到高压线路中的电流数据；所述的电压感应电路感应高压侧泄漏电流值，所述的电压采样电路将感应的泄漏电流转换为电压后送至所述的采集器CPU中，所述的采集器CPU通过所述的A/D转换模块并运算得到高压线路中的对地电压数据。在上述的结构中，所述的无线数据采集器CPU通过所述的采集器微功率无线模块将采样的电流、电压数据传送到所述的无线数据转换器，使得低压侧装置可以获取高压侧的电流、电压数据。
如图1所示，所述的无线数据转换器接收到无线数据采集器发送的高压侧电流、电压数据后，同时通过秒表RS485电路采样低压侧用户电能表电流、电压数据。高压电流、电压经过变压器，变换为低压侧电流、电压，在低压侧经过CT、PT变换后接入电能表。无线数据转换器根据现场接线情况，将高压侧电流、电压数据，经变压器和CT、PT的变比转换成能与电能表的数据可比的数据，再比较两组数据的差异，当差值达到指定值(一般情况下，电流限值为5％，电压限值为10％)，就可以判断计量回路是否存在故障或窃电行为，无线数据转换器就通过本地通信接口把故障或窃电信息传给主站***。
以上所描述的仅为本实用新型的较佳实施例，上述具体实施例不是对本实用新型的限制。在本实用新型的技术思想范畴内，可以出现各种变形及修改，凡本领域的普通技术人员根据以上描述所做的润饰、修改或等同替换，均属于本实用新型所保护的范围。
Claims (6)
1.一种计量回路故障监测***，它包括装设在低压侧的无线数据转换器，所述的无线数据转换器与低压侧的主站***连接，所述的无线数据转换器还与低压侧的电能表连接，其特征在于，它还包括无线数据采集器，有三个分别装设在高压线路的A、B、C三相上，其中无线数据采集器由电流采样线圈、电流采样电路、采集器微功率无线模块、电压感应电路、电压采样电路、采集器CPU、线路取电电路和电池供电电路组成，在高压侧电力线A、B、C三相上还分别装有取电感应线圈，无线数据采集器与所述取电感应线圈电连接，所述的采集器CPU包括电流A/D转换模块和电压A/D转换模块，所述的电流采样线圈通过与所述的电流采样电路电性连接，所述的电流采样电路与所述的采集器CPU的电流A/D转换模块电性连接，所述的电压感应电路与所述的电压采样电路电性连接，所述的电压采样电路与所述的采集器CPU的电压A/D转换模块电性连接；所述的采集器微功率无线模块、线路取电电路和电池供电电路分别与所述的采集器CPU电性连接；无线数据转换器由秒表RS485电路、转换器CPU、转换器微功率无线模块、电源电路和本地通信接口组成，所述的秒表RS485电路、转换器微功率无线模块、电源电路和本地通信接口分别与所述的转换器CPU电性连接。
2.根据权利要求1所述的计量回路故障监测***，其特征在于，所述的电流采样电路包括CURRENT接口、瞬变电压抑制器二极管TVS1、电阻R6、电阻R8、滤波电容C1和滤波电容C2，所述的CURRENT接口连接所述的电流采样线圈的输出接头导入感应电流；所述的TVS1可以防止电压突变，保护后端所述的采集器CPU；所述的电阻R6、电阻R8串联连接后中间接入地，为采样电阻，并带有共模干扰抑制作用；所述的电容C1、电容C2串联连接后中间接入地，为滤波电容，可以滤掉干扰波；所述的电流采样电路将感应电流滤波后输出到所述的采集器CPU。
3.根据权利要求1所述的计量回路故障监测***，其特征在于，所述的电压采样电路包括VOL_INDUCTION焊点、电压抑制器二极管TVS2、电容C20和电阻R2，所述的二极管TVS2、电容C20和电阻R2分别并联连接后接入地，瞬变电压抑制器二极管TVS2保护所述的采集器CPU，高压线路导线对大地存在电容泄露电流，此电流经VOL_INDUCTION焊点流向C20滤波，再流向电阻R2转变成电压信号，此电压信号输出到所述的采集器CPU。
4.根据权利要求1所述的计量回路故障监测***，其特征在于，所述的线路取电电路和电池供电电路包括POWER接口、整流桥堆D2、电容C36、稳压管D4、POWERCHK模块、电池BAT、二极管D3、电容C22、电容C21和电源稳压芯片XC6201P332，所述的POWER接口连接所述的取电感应线圈，感应电压经整流桥堆D2整流后，经电容C36滤波，再经稳压管D4稳压后被POWERCHK模块检查，若电流大于10A,就提供VDD电压；若电流小于10A，电池BAT的电流就经二极管D3整流，电容C22和电容C21滤波后提供VDD电压，VDD电压经XC6201P332稳压处理后给***提供3.3V的电源。
5.根据权利要求1所述的计量回路故障监测***，其特征在于，所述的采集器CPU包含一种带有16位A/D转换模块、有两个电流差分输入通道和一个电压差分输入通道的MCU芯片MSP430FE427。
6.根据权利要求1所述的计量回路故障监测***，其特征在于，所述的无线数据转换器通过所述的本地通信接口提供故障或窃电信息给主站***，所述的本地通信接口采用RS485总线或UART接口。
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| CN105116190A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-12-02 | 王双文 | 新型高压电用户反窃电*** |
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