CN209329781U - 一种配网运维监测装置 - Google Patents

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韦树友
徐翔宇
覃启忠
韦伟杰
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韦仲昌
韦宏发
梁贵
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Abstract

本实用新型公开了一种配网运维监测装置，涉及配电网***运维管理技术领域，针对配电线路的监测管理至今仍比较落后，无法适应日益增强的供电可靠性的需要，采用包括汇集单元和采集单元，汇集单元中的核心单元数据处理模块分别与GPRS远距离无线通信模块、短距离无线通信模块、装置定位和时间同步模块、***存储模块以及***电源控制模块电连接；采集单元中的短距离无线通信模块分别与电流感应测量模块、相对电压测量模块、低电流自取电模块电连接；第一短距离无线通信模块通过无线电与第二短距离无线通信模块连接的方案，该装置结构简单，操作方便，稳定性好，便于组装和检修，能够大幅度提高配电网运行监控的效率。

Description

一种配网运维监测装置
技术领域
本实用新型涉及配电网***运维管理技术领域，特别涉及一种配网运维检测装置。
背景技术
在我国整个电力***中，配电设备点多面广，配网是最为薄弱的环节，配电线路状态在线监测是智能配电网建设的重要组成部分，是实现配电线路状态运行检修管理、提升配电专业生产运行管理精益化水平的重要技术手段。配电线路的监测管理至今仍比较落后，无法适应日益增强的供电可靠性的需要。供电所是电网公司服务社会和广大用电客户的基层单位,其配网运维管理的状况直接反映县级供电企业优质服务水平。配网运维是供电所的核心业务之一，加强配网运维基础管理,运用信息化让管理高效精细。通过技术改造、管理提升运用信息化让管理高效精细配网运维精益化管理，提高配电网运维水平，提升供电可靠性。
目前供电所缺乏对所辖线路运行数据的采集监测和对生产运维业务有指导的技术手段。因此考虑设计一种适用于10kv架空线路在线采集装置，由数据采集装置采集运行信息，依托智能诊断***，开展高效运行工况及故障诊断，能够在配电网发生故障或者异常状况时，快速地诊断和确定故障区域、准确地分析故障类型并提供供电所运维人员预警信息和故障定位信息，提升运维效率。
因此，有必要研制一种配网运维监测装置，定时对线路的各个工况进行了解分析，采取智能化的手段来指导配电网的运维管理，促进配电网的运维检修技术的发展。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案实现：
一种配网运维监测装置，包括汇集单元和采集单元；
所述汇集单元包括核心单元数据处理模块、GPRS远距离无线通信模块、第一短距离无线通信模块、装置定位和时间同步模块、***存储模块以及***电源控制模块；
所述核心单元数据处理模块分别与所述GPRS远距离无线通信模块、短距离无线通信模块、装置定位和时间同步模块、***存储模块以及***电源控制模块电连接；
所述采集单元包括电流感应测量模块、相对电压测量模块、低电流自取电模块、第二短距离无线通信模块，所述短距离无线通信模块分别与电流感应测量模块、相对电压测量模块、低电流自取电模块电连接；
所述第一短距离无线通信模块通过无线电与所述第二短距离无线通信模块连接。
优选地，所述核心单元数据处理模块的微控制器采用STM32F103-VGT6处理器，该模块用于收集所述采集单元发来的数据信息然后对数据进行汇总处理，并把配网线路信息上传到配网主站；
所述GPRS远距离无线通信模块用于与配网主站进行数据交互，该模块采用无线通信技术将采集的配网线路运行数据传输到配网主站进行大数据分析处理；
所述第一短距离无线通信模块核心芯片采用CC1101E无线射频芯片，用于与采集单元进行数据交互，获取数据采集单元采集的配网线路运行信息和采集单元的运行状态，并且对采集单元进行参数配置；
所述装置定位和时间同步模块采用GPS定位技术获得装置所在物理位置的坐标信息和精确的同步时间，用于定位装置所在位置和时间同步；
所述***存储模块采用W25Q128储芯片，用于***参数、***运行日志、升级程序文件和采集的配电网线路信息；
所述数据汇集单元采用太阳能取电外加蓄电池供电的混合供电方式，用于为装置中各个单元提供电能。
优选地，所述电流感应测量模块采用罗氏线圈电流互感器，用于检测电流；
所述短距离无线通信模块采用CC1101E无线射频芯片，用于与汇集单元进行数据交互，各个采集单元的参数配置、程序升级和采集的线路信息通过该模块传输到汇集单元，汇集单元汇总处理三相采集单元采集的运行线路信息。
优选地，所述低电流自取电模块包括互感器和整理滤波电路；
所述互感器的输出端与整理滤波电路的输入端连接，整理滤波电路输出端分别与所述采集模块内各个单元模块连接。
优选地，所述互感器包括铁芯、线圈；
所述铁芯为环形结构，铁芯上绕设有线圈（2），铁芯上开设有一个工作气隙（3），架空输电线（1）穿设在铁芯中心孔内。
优选地，所述电流感应测量模块包括罗氏线圈电流互感器和放大电路，所述罗氏线圈电流互感器的输出一端通过一个电阻接到放大电路中，罗氏线圈电流互感器的输出另一端接地；
所述放大电的输出端与所述第二短距离无线通信模块连接。
配网运维监测装置安装在配网线路的杆塔上，隔一段合适的距离选取一个安装点，分区段的对配电网线路的运行状态进行监测。结合装置的定位位置，可以在地图上标注实际的物理位置和构建监测装置的拓扑图。运维人员可以通过后台***获取每个装置安装点的线路运行信息，后台***实时监测和记录线路的运行情况，可以对线路进行负荷分析和电能质量分析。运维人员可以更加直观的了解整个配电线路的运行状态，运维人员根据相关信息即可对配电网架空线路进行修复，提高其工作效率，进一步压缩停电时间。
该装置结构简单，操作方便，稳定性好，便于组装和检修，能够大幅度提高配电网运行监控的效率。
附图说明
图1是本实用新型提供的实施例总体电路框架示意图；
图2是本实用新型提供的实施例中低电流自取电模块的电路框架示意图；
图3是本实用新型提供的实施例中电流感应测量模块的电路框架示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的图1~3，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种配网运维监测装置，包括汇集单元和采集单元。汇集单元包括核心单元数据处理模块、GPRS远距离无线通信模块、第一短距离无线通信模块、装置定位和时间同步模块、***存储模块以及***电源控制模块。核心单元数据处理模块分别与GPRS远距离无线通信模块、短距离无线通信模块、装置定位和时间同步模块、***存储模块以及***电源控制模块电连接。采集单元包括电流感应测量模块、相对电压测量模块、低电流自取电模块、第二短距离无线通信模块，短距离无线通信模块分别与电流感应测量模块、相对电压测量模块、低电流自取电模块电连接。第一短距离无线通信模块通过无线电与第二短距离无线通信模块连接。
其中，核心单元数据处理模块的MCU采用意法半导体的STM32F103-VGT6处理器，其具有频率高，功耗低，并且拥有丰富的外设资源，可以降低外部逻辑电路的复杂度和功耗。核心单元数据处理模块用于收集采集单元的采集信息并对数据进行汇总处理，并把配网线路信息上传到配网主站，是整个装置的最核心部分。
GPRS远距离无线通信模块用于与配网主站进行数据交互，该模块采用无线通信技术将采集的配网线路运行数据传输到配网主站进行大数数据分析处理，是整个装置的信息交互重要部分。
第一短距离无线通信模块核心芯片采用美国德州仪器无线射频芯片CC1101E,CC1101E是一款成熟稳定的无线射频芯片，其特性符合本产品的应用场景。无线通信模块用于与数据采集单元进行数据交互，获取数据采集单元采集的配网线路运行信息和采集单元的运行状态，并且对采集单元进行参数配置，是数据汇集单元与数据采集单元的唯一通信方式。
装置定位和时间同步模块用于定位装置所在位置和时间同步，采用GPS定位技术获得装置所在物理位置的坐标信息和精确的同步时间，获取精确的同步时间用于设置装置的***时间，装置的坐标信息通过无线通信模块上送到配电网主站，对装置进行定位。
***存储模块用于***参数、***运行日志、升级程序文件和采集的配电网线路信息。存储模块存储芯片使用W25Q128，功耗小，容量大，其16MB(byte)的存储容量可以满足参数存储、录波文件存储并且升级程序存储等需求。
数据汇集单元采用太阳能取电外加蓄电池供电的混合供电方式，在白天阳光充足情况下，使用太阳能供电方式供电，并且充电蓄电池，在太阳供电方式供电不足情况下，模块自动切换成蓄电池供电方式，混合供电方式保证了装置可以稳定正常的工作。
如图3所示，电流感应测量模块包括罗氏线圈电流互感器和放大电路，罗氏线圈电流互感器的输出一端通过一个电阻接到放大电路中，罗氏线圈电流互感器的输出另一端接地，放大电的输出端与第二短距离无线通信模块连接，该模块用于检测电流。
短距离无线通信模块采用CC1101E无线射频芯片，用于与汇集单元进行数据交互，各个采集单元的参数配置、程序升级和采集的线路信息通过该模块传输到汇集单元，汇集单元汇总处理三相采集单元采集的运行线路信息。
如图2所示，低电流自取电模块包括互感器和整理滤波电路。互感器的输出端与整理滤波电路的输入端连接，整理滤波电路输出端分别与采集模块内各个单元模块连接。互感器包括铁芯、线圈，铁芯为环形结构，铁芯上绕设有线圈2，铁芯上开设有一个工作气隙3，架空输电线1穿设在铁芯中心孔内。
配网运维监测装置安装在配网线路的杆塔上，隔一段合适的距离选取一个安装点，分别通过采集单元上的电流感应测量模块、相对电压检测模块分区段的对配电网线路的运行状态进行监测然后通过无线通讯发送给汇集单元。结合汇集单元的定位位置，可以在地图上标注实际的物理位置和构建监测装置的拓扑图。运维人员可以通过后台***获取每个装置安装点的线路运行信息，后台***实时监测和记录线路的运行情况，可以对线路进行负荷分析和电能质量分析。运维人员可以更加直观的了解整个配电线路的运行状态，运维人员根据相关信息即可对配电网架空线路进行修复，提高其工作效率，进一步压缩停电时间。

Claims (6)

1.一种配网运维监测装置，其特征在于，包括汇集单元和采集单元；
所述汇集单元包括核心单元数据处理模块、GPRS远距离无线通信模块、第一短距离无线通信模块、装置定位和时间同步模块、***存储模块以及***电源控制模块；
所述核心单元数据处理模块分别与所述GPRS远距离无线通信模块、短距离无线通信模块、装置定位和时间同步模块、***存储模块以及***电源控制模块电连接；
所述采集单元包括电流感应测量模块、相对电压测量模块、低电流自取电模块、第二短距离无线通信模块，所述短距离无线通信模块分别与电流感应测量模块、相对电压测量模块、低电流自取电模块电连接；
所述第一短距离无线通信模块通过无线电与所述第二短距离无线通信模块连接。
2.根据权利要求1所述的配网运维监测装置，其特征在于：
所述核心单元数据处理模块的微控制器采用STM32F103-VGT6处理器，该模块用于收集所述采集单元发来的数据信息然后对数据进行汇总处理，并把配网线路信息上传到配网主站；
所述GPRS远距离无线通信模块用于与配网主站进行数据交互，该模块采用无线通信技术将采集的配网线路运行数据传输到配网主站进行大数据分析处理；
所述第一短距离无线通信模块核心芯片采用CC1101E无线射频芯片，用于与采集单元进行数据交互，获取数据采集单元采集的配网线路运行信息和采集单元的运行状态，并且对采集单元进行参数配置；
所述装置定位和时间同步模块采用GPS定位技术获得装置所在物理位置的坐标信息和精确的同步时间，用于定位装置所在位置和时间同步；
所述***存储模块采用W25Q128储芯片，用于***参数、***运行日志、升级程序文件和采集的配电网线路信息；
所述数据汇集单元采用太阳能取电外加蓄电池供电的混合供电方式，用于为装置中各个单元提供电能。
3.根据权利要求1所述的配网运维监测装置，其特征在于：
所述电流感应测量模块采用罗氏线圈电流互感器，用于检测电流；
所述短距离无线通信模块采用CC1101E无线射频芯片，用于与汇集单元进行数据交互，各个采集单元的参数配置、程序升级和采集的线路信息通过该模块传输到汇集单元，汇集单元汇总处理三相采集单元采集的运行线路信息。
4.根据权利要求1所述的配网运维监测装置，其特征在于：
所述低电流自取电模块包括互感器和整理滤波电路；
所述互感器的输出端与整理滤波电路的输入端连接，整理滤波电路输出端分别与所述采集单元内各个单元模块连接。
5.根据权利要求4所述的配网运维监测装置，其特征在于：
所述互感器包括铁芯、线圈；
所述铁芯为环形结构，铁芯上绕设有线圈（2），铁芯上开设有一个工作气隙（3），架空输电线（1）穿设在铁芯中心孔内。
6.根据权利要求1所述的配网运维监测装置，其特征在于：
所述电流感应测量模块包括罗氏线圈电流互感器和放大电路，所述罗氏线圈电流互感器的输出一端通过一个电阻接到放大电路中，罗氏线圈电流互感器的输出另一端接地；
所述放大电的输出端与所述第二短距离无线通信模块连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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