一种输电线路调试用无线测量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种输电线路调试用无线测量系统，包括无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接；无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接；和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、与中心主站无线通信模块相连接的服务器和客户机。无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块。本实用新型专利技术可以避免输电线路调试现场复杂的布线工作，大大减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种输电线路调试用无线测量系统，包括无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接；无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接；和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、与中心主站无线通信模块相连接的服务器和客户机。无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块。本技术可以避免输电线路调试现场复杂的布线工作，大大减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。【专利说明】一种输电线路调试用无线测量系统
本技术涉及一种无线测量系统，具体涉及一种输电线路调试用无线测量系统。
技术介绍
新建高压输电线路投入运行前，为考核线路的绝缘性能，将在线路首端对断路器进行分闸合闸连续操作，以模拟系统的操作电磁暂态过程。试验过程中测量输电线路的电压、电流信号，以反映线路的绝缘状况。 现有的测量系统通常由电容分压器、电流互感器、光电隔离器、录波仪等组成。为保证试验过程中测量人员人身安全，并给测量仪器进行供电，通常将光电隔离器、录波仪等设备布置于室内，通过电缆将变电站现场电容分压器低压侧电压信号、电流互感器二次侧电流信号与室内仪器相连。该测量方法异常繁琐，部分大型变电站，电缆长度可达近百米，现场布线工作量大，耗费了测试人员大量的时间和精力，降低了工作效率，增大了工作强度。由于变电站复杂的电磁环境影响，在电缆中可能感应出较高的过电压，影响测量系统的安全可靠运行。试验过程中电缆还可能发生拉扯或碾压造成断路，存在很大风险。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术目的是提供一种输电线路调试用无线测量系统，使得输电线路调试时不需要在现场布置电缆，减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。 为了实现上述目的，本技术是通过如下的技术方案来实现: 本技术的一种输电线路调试用无线测量系统，包括无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接；无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接；和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、与中心主站无线通信模块相连接的服务器和客户机。 上述无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块；采集控制器模块包括与A/D模块输出端相连接的FPGA模块和与FPGA模块输出端相连接的ARM模块；ARM模块输出端接采集传输节点无线通信模块输入端。 上述中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥。 本技术可以避免输电线路调试现场复杂的布线工作，大大减小了工作强度，提高了工作效率，能够确保测量系统弱电设备和测量人员人身安全。另外，本技术的系统通信频段在2.4GHz，基本不受变电站电磁干扰、建筑物等的影响。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的输电线路调试用无线测量系统原理图； 图2为现有的电容分压器结构示意图； 图3为现有的二次侧安装有霍尔电流传感器的电流互感器结构示意图； 图4为无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点的原理框图； 图5为本技术一个实施例的时钟同步模块原理图； 图6为无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点中采集控制器模块软件工作原理图。 【具体实施方式】 为使本技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本技术。 参见图1，本技术的一种输电线路调试用无线测量系统包括无线中心主站、无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点。 其中，无线中心主站面对用户，负责控制无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点和接收无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点数据，同时进行数据存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等。 无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点分别与电容分压器及电流探头相连，采集相关数据并通过无线模块将数据实时上传到中心主站。测量过程中，无线电流采集传输节点和无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块进行时间同步。 参见图2，测量过程中，无线电压采集传输节点与变电站户外场电容分压器相连，采集电压信号。 参见图3，无线电流采集传输节点与安装于电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连，采集电流信号。 无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点采集相关数据后通过无线模块将数据实时上传到中心主站。 参见图4，本技术的无线电流采集传输节点和无线电压采集传输节点包括A/D模块、采集传输节点无线通信模块、采集控制器模块和时钟同步模块。 A/D模块:对采集的电压、电流信号进行模数转换。 采集传输节点无线通信模块:采用无线网桥结构，实现无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点与无线中心主站间的相互通信。 采集控制器:采用ARM模块与FPGA模块相结合的架构方式，是无线采集传输系统的核心，实现高精度数据采集、确定暂态触发事件、通过无线通信模块实时上传数据到中心主站、本地保存数据等。 时钟同步模块:对采集的数据进行时间戳标记，以便于多节点数据在中心主站上的同步显示、分析。 无线中心主站包括中心主站无线通信模块、服务器和客户机。其中:服务器负责处理分布式采集节点的大数据，包括分布式数据接收、对齐、存储、转发等功能；客户机对服务器、采集节点进行设置，监控采集节点行为，显示和分析波形数据等。 本技术的工作原理如下: 首先采用电容分压器、霍尔电流传感器对输电线路电压信号进行降压，对输电线路电流进行分流，上述信号与无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点相连，进行数据实时采样与A/D模数转换。为便于上述数据分析，无线电流采集传输节点、无线电压采集传输节点间使用基于IEEE1588协议的时钟同步模块对上述数据进行时间同步。此后，由FPGA模块控制并获取数据，然后将数据放入ARM的内存中，由ARM处理，此后通过无线通信模块上传到中心主站。中心主站对上述数据进行存储、波形显示、数据分析、报表自动生成等。输电线路调试无线测量系统可避免变电站现场复杂的布线工作，大大减小试验工作量，提闻了试验效率。 本实施例中，无线电压采集传输节点、无线电流采集传输节点的A/D模块均采用MAX125芯片，可以实现多路信号的同步采集，采样精度设置为16位，输入电压范围为5V，在芯片外接16MHz晶振，单通道的最高采样速率可达250ksps。 本实施例中，中心主站无线通信模块和采集传输节点无线通信模块具体采用的是无线网桥，通信频段为2.4GHz，支持点对点和点对多点的网络通信。中心主站无线通信模块提供一个10/100Mb/S网络IP接口，通过网线与服务器相连；无线电流采集传输节点及无线电压采集传输节点中的采集传输节点无线通信模块提供一个10/100Mb/S网络I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电线路调试用无线测量系统，其特征在于，包括 无线电压采集传输节点，与变电站户外场的电容分压器低压侧相连接； 无线电流采集传输节点，与安装在电流互感器二次侧的霍尔电流传感器相连接； 和无线中心主站，包括中心主站无线通信模块、与中心主站无线通信模块相连接的服务器和客户机； 所述无线电压采集传输节点和无线电流采集传输节点均包括A/D模块、采集控制器模块、与采集控制器模块输入端相连接的时钟同步模块和用于与中心主站无线通信模块进行通信的采集传输节点无线通信模块； 所述采集控制器模块包括与A/D模块输出端相连接的FPGA模块和与FPGA模块输出端相连接的ARM模块； 所述ARM模块输出端接采集传输节点无线通信模块输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙秋芹，马勇，颜彪，陶风波，刘洋，周志成，
申请(专利权)人：国家电网公司，江苏省电力公司，江苏省电力公司电力科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11