CN210111696U - 一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端 - Google Patents

一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端 Download PDF

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Abstract

本实用新型提出的是一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端，其结构包括电能表、集中表箱监测单元、分支箱监测单元和新型采集终端；其中电能表与集中表箱监测单元之间通过RS485通讯方式连接，集中表箱监测单元与分支箱监测单元之间通过低压电力线方式物理连接，新型采集终端分别与集中表箱监测单元和分支箱监测单元之间通过HPLC与微功率无线的双模通信方式进行连接。本实用新型能够有效的解决现有的用电信息采集***的各种弊端，通过对台区变、线、户的准确识别，实现台区停上电事件的准确判断和精准定位，以及对整个台区的线路诊断，完成对电网的精准抢修和运维。

Description

一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端
技术领域
本实用新型涉及的是一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端，属于电力***信息监测技术领域。
背景技术
目前，运检部门与采集***对国内现有的用电信息采集终端提出了越来越高的要求，针对停上电上报时间的准确性，需要对停电事件的紧急等级进行准确判断。长期以来，供电公司主要依据客户电话来确定低压配网故障位置，在部署智能电表之前，主要依靠停电管理***或用电信息采集***进行低压网络故障处理：根据用户停电后打入的电话来预判跌落保险或开关的位置，对停电规模、人员力量、抢修计划进行分析，确定抢修优先级，计算现场所需工作力量，预估恢复时间，并管理现场工作。停电管理***是配网管理***的子***，控制室依靠此***进行停电抢修的组织调度和下派工单。上述故障诊断方式具有严重的滞后性，难以对电路故障情况进行及时有效的反馈。
发明内容
本实用新型提出的是一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端，其目的是克服现有电网台区诊断方式存在的上述缺陷，将高性能数字处理平台、脉冲电流采样技术、HPLC与微功率无线双模通讯技术应用于用电信息采集终端，使其具备台区诊断与自诊断功能，提高整个用电信息采集***故障诊断能力。
本实用新型的技术解决方案：一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端，其结构包括电能表、集中表箱监测单元、分支箱监测单元和新型采集终端；其中电能表与集中表箱监测单元之间通过RS485通讯方式连接，集中表箱监测单元与分支箱监测单元之间通过低压电力线方式物理连接，新型采集终端分别与集中表箱监测单元和分支箱监测单元之间通过HPLC（宽带电力线载波）与微功率无线的双模通信方式进行连接；分支箱监测单元采集集中表箱监测单元发送的脉冲电流信号，并与新型采集终端进行通讯；新型采集终端同时连接若干个分支箱监测单元，每个分支箱监测单元同时连接1组若干个集中表箱监测单元，每个集中表箱监测单元对应连接其区域的各个电能表。
本实用新型的优点：1）将高性能数字处理平台与HPLC双模通讯技术集成在用电信息采集终端，通过高速HPLC通讯技术计算分析台区电能表的网络拓扑，通过微功率无线通讯技术实现电能表的停电上报，通过拓扑分析与停电上报电能表地址分析，有效的判别整个台区的停上电事件类别；
2）物理层拓扑关系能够有效的对台区变、线、户自动辨识，网络层拓扑关系能够实现台区变、线、户的自动辨识与动态管理功能；对智能电表采集回来的海量信息进行大数据分析，反推获得电网各种运行参数和运行状态，并与电网管理***、地理信息等***结合，全面指导配网运行、维护、抢修、技改、规划等各领域，实现营配贯通和对数据资产充分挖掘；
3）实现低压配电网表计、表箱、分支箱、配电台区停复电实时精确定位与自动上报，各级停复电事件准确上报到主站***，并且将停电事件准实时推送到供电服务指挥***，供电服务指挥***在GIS图上实现停电用户精准定位与告警提示，改变过去低压故障被动抢修的局面，变被动抢修为主动抢修，提高抢修效率，提升服务质量。
附图说明
附图1是本实用新型具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端结构框图。
附图2是本实用新型的安装线路结构示意图。
附图3是台区物理层拓扑结构图。
附图4是台区停电事件判别机制图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端，其结构包括电能表、JBJC-XL01型集中表箱监测单元、FZJD-XL01型分支箱监测单元和TZGZ-XL01型新型采集终端；其中电能表与JBJC-XL01型集中表箱监测单元之间通过RS485通讯方式连接，JBJC-XL01型集中表箱监测单元与FZJD-XL01型分支箱监测单元之间通过低压电力线方式物理连接，TZGZ-XL01型新型采集终端分别与JBJC-XL01型集中表箱监测单元和FZJD-XL01型分支箱监测单元之间通过HPLC与微功率无线的双模通信方式进行连接。FZJD-XL01型分支箱监测单元采集集中表箱监测单元发送的脉冲电流信号，并与TZGZ-XL01型新型采集终端进行通讯。新型采集终端同时连接若干个分支箱监测单元，每个分支箱监测单元同时连接1组若干个集中表箱监测单元，每个集中表箱监测单元对应连接其区域的各个电能表。
普通的采集终端一般采用单模通讯技术，TZGZ-XL01型新型采集终端相比于现有的采集终端，其同时具备HPLC与微功率无线通讯技术。新型采集终端利用HPLC高速通讯通道进行实时抄表，能够实现15min全数据采集，而微功率无线通讯技术无需通过物理连接，新型采集终端利用微功率无线通讯技术实现电能表停电事件的上报功能。
所述的新型采集终端具备阻抗测试的功能，采用阻抗测试算法，用以测试新型采集终端到分支箱、分支箱到电表阻抗；分支箱监测单元对台区物理层拓扑信息进行识别，用以采集集中表箱监测单元发送的脉冲电流信号，通过基尔霍夫电流定律识别各个集中表箱监测单元与分支箱监测单元的从属关系；所述的集中表箱监测单元具备有搜表功能，最后形成电能表与分支箱监测单元的物理层从属关系。
新型采集终端同时还具备阻抗测试的功能，用以测试新型采集终端到分支箱、分支箱到电表阻抗。如图1所示，电表阻抗测试采用从分支箱处进行计算分析，由于台变处电压随时间变化量比分支箱处大，所以从分支箱计算分析能够得到比较理想的结果。
回路的阻抗：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
；
通过简化的分支箱拓扑图可以得到：
Figure 568166DEST_PATH_IMAGE002
；
以上计算公式是在分支箱电压U保持不变的情况下得到的，为了更加准确的得到理想的计算数据，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
、定义为5s内电压电流变化量，同时在计算分析时剔除掉电压和电流异常的情况。通过实际测试分析，一般回路阻抗在0.2欧姆以内，若
Figure 399253DEST_PATH_IMAGE003
>4V，则***认为此测量点为异常过冲电流或其它异常产生，则计算时自动剔除掉此测量点。
采用5s对数据进行采集分析时，一天内可以得到最多17280个阻抗计算测试值，测量的精度也大大增加，并且样本的可信度也随之增加，所得到数据量一般成正态分布。
阻抗估算值：
Ri=阻抗平均值（
Figure 752874DEST_PATH_IMAGE003
<4&阻抗估算样本）；
设置相应的可信区间：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
其中：
。
如图3所示，具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端的台区物理层示意结构，通过1个新型采集终端同时连接若干个分支箱监测单元，每个分支箱监测单元同时连接1组若干个集中表箱监测单元，每个集中表箱监测单元对应连接其区域的各个电能表。分支箱监测单元主要是对台区物理层拓扑信息进行识别，用以采集集中表箱监测单元发送的脉冲电流信号，通过基尔霍夫电流定律可以识别各个集中表箱监测单元与分支箱监测单元的从属关系；而集中表箱监测单元本身具备有搜表功能，最后形成电能表与分支箱监测单元的物理层从属关系；各个分支箱监测单元将各自的电能表-分支箱的物理层从属关系上报给新型采集终端，从而确定整个台区的物理层拓扑关系。
如图4所示，本实用新型采用的本地通讯方式为HPLC与微功率无线相结合的双模通讯方式，当发生台区停电状况时，HPLC双模通讯模块通过HPLC高速通讯将台区拓扑信息传递至新型采集终端进行数据分析，之后经过台区电能表上报，通过微功率无线通信反馈至HPLC双模通讯模块，新型采集终端再对原有拓扑与上报电能表信息进行比对，采集终端台区的停电状态，并将单户/表箱/分支箱/台区上报至主站进一步处理。双模通讯方式中，HPLC通讯技术具备快速组网通讯以及台区网络层拓扑信息显示功能，而微功率无线通信技术不依赖于物理层的低压电力线，与HPLC是两种完全不同的通讯信道；采用的HPLC双模通讯模块只抄表不上报，微功率无线通信只上报不抄表。
停电状况时，HPLC双模通讯模块通过HPLC高速通讯将台区拓扑信息传递至新型采集终端进行数据分析，之后经过台区电能表上报，通过微功率无线通信反馈至HPLC双模通讯模块，新型采集终端再对原有拓扑与上报电能表信息进行比对，采集终端台区的停电状态，并将单户/表箱/分支箱/台区上报至主站进一步处理；当发生表箱停电事件时，模块上报到就近的集中表箱监测单元或分支箱监测单元，采用HPLC通讯的方式进行传输，完全融合两种通讯机制的优点；新型采集终端通过对上报的网络层拓扑信息与物理层拓扑信息进行比对，准确的判别具体是哪个分支箱下的电能表发生停电事件，并且有效的区分停电事件的类别：单户电能表停电、表箱停电、分支箱停电与台区停电。
本实用新型所提出的一种具备台区诊断与自诊断的新型采集终端具备物理层拓扑关系识别与网络层拓扑关系识别的功能，物理层拓扑关系能够有效的对台区变、线、户自动辨识，网络层拓扑关系能够实现台区变、线、户的自动辨识与动态管理功能。通过这两种拓扑关系能够实现低压配电网表计、表箱、分支箱、配电台区停复电实时精确定位与自动上报，各级停复电事件准确上报到主站***，并且将停电事件准实时推送到供电服务指挥***，供电服务指挥***在GIS图上实现停电用户精准定位与告警提示，改变过去低压故障被动抢修的局面，变被动抢修为主动抢修，提高抢修效率，提升服务质量。将新型采集终端应用于用电信息采集***，对智能电表采集回来的海量信息进行大数据分析，反推获得配网各种运行参数和运行状态，并与配网管理***、地理信息等***结合，全面指导配网运行、维护、抢修、技改、规划等各领域，实现营配贯通和对数据资产充分挖掘。在派遣工作人员赴现场处理故障前，利用智能电表和停电管理***数据综合分析判断故障地点、性质、范围，加快了响应时间，降低了成本，并提高了客户满意度和***运行指标。

Claims (2)

1.一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端，其结构包括电能表、集中表箱监测单元、分支箱监测单元和新型采集终端；其中电能表与集中表箱监测单元之间通过RS485通讯方式连接，集中表箱监测单元与分支箱监测单元之间通过低压电力线方式物理连接，新型采集终端分别与集中表箱监测单元和分支箱监测单元之间通过宽带电力线载波与微功率无线的双模通信方式进行连接；分支箱监测单元采集集中表箱监测单元发送的脉冲电流信号，并与新型采集终端进行通讯。
2.根据权利要求1所述的一种具备台区诊断与自诊断功能的新型采集终端，其特征是所述的新型采集终端同时连接若干个分支箱监测单元，每个分支箱监测单元同时连接1组若干个集中表箱监测单元，每个集中表箱监测单元对应连接其区域的各个电能表。
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