一种基于无线传输的线路分布监测系统及同步采样方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线传输的线路分布监测系统及同步采样方法，属于电力技术领域，包括数个分布监测单元，每一个分布监测单元均包括一个数据监测装置(8)和与该数据监测装置(8)通信的数个监测指示装置(9)，解决了如何保证数据采集的同时性问题，确保了变电站对配电线路故障判断的准确性，对加强电网的管理提供了有力的技术支撑。

Line distribution monitoring system based on wireless transmission and synchronous sampling method

The invention discloses a wireless transmission line based on distributed monitoring system and synchronous sampling method, which belongs to the field of power technology, including a number of distributed monitoring unit, each distribution monitoring unit comprises a data monitoring device (8) and the data monitoring device (8) for monitoring communication (indicating device 9), solves the problem of how to ensure the data acquisition and the problems, to ensure the accuracy of substation distribution line fault judgment, provide a strong technical support to strengthen the management of power grid.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线传输的线路分布监测系统及同步采样方法
本专利技术属于电力

技术介绍
配电线路中，线路采集装置和监测装置共同构成配电线路在线监测装置，用于对架空配电线路的工况进行监测。其中线路采集装置卡在高压配电线上，采集配电线路的工作状态。监测装置用于监测配电线路的工况，并将配电线路的状态进行处理上报。目前，线路监测装置多选用馈线终端设备(即FTU)，具备遥控、遥信，故障检测功能，并与配电自动化主站通信，提供配电系统运行情况和各种参数即监测控制所需信息,并执行配电主站下发的命令，对配电设备进行调节和控制，实现故障定位、故障隔离和非故障区域快速恢复供电等功能，安装FTU需要配合安装电压电流互感器、断路器等，线路在安装过程中停电时间长，另外FTU造价昂贵，电流电压互感器需要选用专门的高压互感器，工程费用高；近年也有具备二遥功能的故障指示器的使用报道，据实际使用来看，二遥故障指示器同样具备线路电流采集功能，但由于分别独立安装，采集的同步性功能不具备，同时其功能侧重于短路故障检测与上报，电流采集精度一般大于3％，多数没有自取电功能，仅依靠本身自带一次性电池，其工作寿命与可靠性受到广泛质疑，此外其电压采样多采取单端感应方式，电场感应之值较小，相序之间关联性较弱，没有参比的可能性，二遥故障指示器通常独立分相独立安装，各相之间无物理连接，多点多相采集的数据相对独立，数据采集的时间随机性大，这对于后台分析线路状态造成了较大的困难。对于相互独立采集单元，采取GPS、无线公网GPRS同步时钟实现同步采样的也见报道，两者功耗一般大于100mW，难以在配电线路上弱取电及电池供电的情况下使用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于无线传输的线路分布监测系统及同步采样方法，解决了如何保证数据采集的同时性问题，确保了变电站对配电线路故障判断的准确性，对加强电网的管理提供了有力的技术支撑。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种基于无线传输的线路分布监测系统，包括数个分布监测单元，每一个分布监测单元均包括一个数据监测装置和与该数据监测装置通信的数个监测指示装置；所述监测指示装置包括电流电压传感器、采样模块、电源模块、后备电池、控制单元和无线模块；电流电压传感器设有采样线圈和取能线圈，采样线圈连接采样模块，采样模块连接控制单元，控制单元连接无线模块，取能线圈连接倍压整流电路，取能线圈还连接电源模块，后备电池连接电源模块，电源模块为采样模块、控制单元和无线模块供电，电源模块输出正电源；无线模块与所述数据监测装置通信；电源模块设有倍压整流电路，倍压整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、法拉电容C1、法拉电容C2和电容C3，取能线圈112的一端连接二极管D1的负极，另一端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极还连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接法拉电容C2的正极，法拉电容C2的负极连接地线，二极管D6的正极连接二极管D7的正极，二极管D7的负极连接法拉电容C1的正极，法拉电容C1的负极连接二极管D2的负极，法拉电容C2的正极还连接二极管D8的正极，二极管D8的负极连接二极管D6的正极，法拉电容C1的正极还通过电容C3连接地线；采样模块包括电容C4、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、放大器U1和放大器U2，采样线圈的一端连接电阻R2的1脚，另一端连接电阻R3的1脚，电阻R2的1脚还通过电容C6连接地线，电阻R3的1脚还通过电容C4连接地线，电阻R2的2脚连接放大器U1的2脚，电阻R3的2脚连接放大器U1的3脚，电阻R3的2脚还通过电阻R4连接地线，放大器U1的8脚连接正电源，放大器U1的4脚连接地线，放大器U1的1脚通过电阻R1连接放大器U1的2脚，放大器U1的1脚通过电容C5连接地线，放大器U1的1脚还连接放大器U2的3脚，放大器U2的2脚连接放大器U2的1脚,放大器U2的8脚连接正电源，放大器U2的4脚连接地线，放大器U2的1脚还通过电阻R5连接所述控制单元。所述电流电压传感器为开启式电流互感器，所述开启式电流互感器包括上部和下部，所述上部包括两个可打开及对接的上半圆弧部分，上半圆弧部分包括由外至内依次设置的上部外半导电环、上半磁芯和上部内半导电环，上部外半导电环、上部内半导电环和上半磁芯均为半圆弧形；两个上半圆弧部分对接后，两个上部外半导电环相对构成整个圆环形的上部外导电环，两个上部内半导电环相对构成整个圆环形的上部内导电环，两个上半磁芯相对构成整个圆环形的上磁芯，上磁芯的外圈缠绕有上磁环线圈，上磁芯及其上的上磁环线圈均夹设在上部外导电环与上部内导电环之间；所述下部包括两个可打开及对接的下半圆弧部分，下半圆弧部分包括由外至内依次设置的下部外半导电环、下半磁芯组件和下部内半导电环，下半磁芯组件包括上下间隔设置的半取能磁芯和半采样磁芯，下部外半导电环、半取能磁芯、半采样磁芯和下部内半导电环均为半圆弧形；两个下半圆弧部分对接后，两个下部外半导电环相对构成整个圆环形的下部外导电环，两个下部内半导电环相对构成整个圆环形的下部内导电环，两个半取能磁芯相对构成整个圆环形的取能磁芯，两个半采样磁芯相对构成整个圆环形的采样磁芯，取能磁芯的外圈缠绕取能线圈，采样磁芯的外圈缠绕有采样线圈，取能磁芯及其上的取能线圈均夹设在下部外导电环与下部内导电环之间，采样磁芯及其上的采样线圈也均夹设在下部外导电环与下部内导电环之间，取能磁芯间隔设于采样磁芯的上侧；取能磁芯的截面积是采样磁芯的截面积的倍。所述放大器U1和放大器U2的型号均为LM833。所述控制单元为ARM9控制器。所述数据监测装置的型号为WX-PW-SJJC-002；所述数据监测装置内设有北斗导航模块，所述北斗导航模块的型号为WX-BD-IOT-002；所述无线模块的型号为WX-RF-IOT-003。与所述的一种基于无线传输的线路分布监测系统配套的同步采样方法，包括如下步骤：步骤1：控制单元进行初始化，控制单元对无线模块进行初始化；控制单元进行初始化的内容包括：初始化时钟计数器和初始化采样计数器；步骤2：控制单元进入待机休眠状态；步骤3：数据监测装置通过北斗导航模块获取准确时间，所述准确时间由北斗卫星提供，数据监测装置根据所述准确时间生成时标信息，并根据时标信息生成同步信息；数据监测装置向监测指示装置发送同步信息，监测指示装置的无线模块接收同步信息并发生无线接收中断，无线模块将同步信息发送给控制单元，控制单元接收到同步信息后从待机休眠状态唤醒进入工作模式，并读取无线模块接收到的数据，控制单元判断无线模块接收到的数据是否包含正确的同步信息：包含，则执行步骤4；不包含，则执行步骤2；步骤4：控制单元根据同步信息中的时标信息来修正自身的时钟计数器，使自身的时钟计数器与时标信息同步；控制单元根据时钟计数器重置采样计数器；步骤5：控制单元根据采样计数器触发等间隔采样命令，采样模块根据所述等间隔采样命令采集配电线路中的电流数据和电压数据，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传输的线路分布监测系统，其特征在于：包括数个分布监测单元，每一个分布监测单元均包括一个数据监测装置(8)和与该数据监测装置(8)通信的数个监测指示装置(9)；所述监测指示装置(9)包括电流电压传感器(1)、采样模块(6)、电源模块(2)、后备电池(3)、控制单元(7)和无线模块(5)；电流电压传感器(1)设有采样线圈(111)和取能线圈(112)，采样线圈(111)连接采样模块(6)，采样模块(6)连接控制单元(7)，控制单元(7)连接无线模块(5)，取能线圈(112)连接倍压整流电路，取能线圈(112)还连接电源模块(2)，后备电池(3)连接电源模块(2)，电源模块(2)为采样模块(6)、控制单元(7)和无线模块(5)供电，电源模块(2)输出正电源；无线模块(5)与所述数据监测装置(8)通信；电源模块(2)设有倍压整流电路，倍压整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、法拉电容C1、法拉电容C2和电容C3，取能线圈(112)的一端连接二极管D1的负极，另一端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极还连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接法拉电容C2的正极，法拉电容C2的负极连接地线，二极管D6的正极连接二极管D7的正极，二极管D7的负极连接法拉电容C1的正极，法拉电容C1的负极连接二极管D2的负极，法拉电容C2的正极还连接二极管D8的正极，二极管D8的负极连接二极管D6的正极，法拉电容C1的正极还通过电容C3连接地线；采样模块(6)包括电容C4、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、放大器U1和放大器U2，采样线圈(111)的一端连接电阻R2的1脚，另一端连接电阻R3的1脚，电阻R2的1脚还通过电容C6连接地线，电阻R3的1脚还通过电容C4连接地线，电阻R2的2脚连接放大器U1的2脚，电阻R3的2脚连接放大器U1的3脚，电阻R3的2脚还通过电阻R4连接地线，放大器U1的8脚连接正电源，放大器U1的4脚连接地线，放大器U1的1脚通过电阻R1连接放大器U1的2脚，放大器U1的1脚通过电容C5连接地线，放大器U1的1脚还连接放大器U2的3脚，放大器U2的2脚连接放大器U2的1脚,放大器U2的8脚连接正电源，放大器U2的4脚连接地线，放大器U2的1脚还通过电阻R5连接所述控制单元(7)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传输的线路分布监测系统，其特征在于：包括数个分布监测单元，每一个分布监测单元均包括一个数据监测装置(8)和与该数据监测装置(8)通信的数个监测指示装置(9)；所述监测指示装置(9)包括电流电压传感器(1)、采样模块(6)、电源模块(2)、后备电池(3)、控制单元(7)和无线模块(5)；电流电压传感器(1)设有采样线圈(111)和取能线圈(112)，采样线圈(111)连接采样模块(6)，采样模块(6)连接控制单元(7)，控制单元(7)连接无线模块(5)，取能线圈(112)连接倍压整流电路，取能线圈(112)还连接电源模块(2)，后备电池(3)连接电源模块(2)，电源模块(2)为采样模块(6)、控制单元(7)和无线模块(5)供电，电源模块(2)输出正电源；无线模块(5)与所述数据监测装置(8)通信；电源模块(2)设有倍压整流电路，倍压整流电路包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、二极管D6、二极管D7、二极管D8、法拉电容C1、法拉电容C2和电容C3，取能线圈(112)的一端连接二极管D1的负极，另一端连接二极管D5的正极，二极管D5的负极连接二极管D3的正极，二极管D3的负极连接二极管D1的正极，二极管D1的负极还连接二极管D6的正极，二极管D6的负极连接二极管D4的正极，二极管D4的负极连接二极管D2的正极，二极管D2的负极连接法拉电容C2的正极，法拉电容C2的负极连接地线，二极管D6的正极连接二极管D7的正极，二极管D7的负极连接法拉电容C1的正极，法拉电容C1的负极连接二极管D2的负极，法拉电容C2的正极还连接二极管D8的正极，二极管D8的负极连接二极管D6的正极，法拉电容C1的正极还通过电容C3连接地线；采样模块(6)包括电容C4、电容C5、电容C6、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、放大器U1和放大器U2，采样线圈(111)的一端连接电阻R2的1脚，另一端连接电阻R3的1脚，电阻R2的1脚还通过电容C6连接地线，电阻R3的1脚还通过电容C4连接地线，电阻R2的2脚连接放大器U1的2脚，电阻R3的2脚连接放大器U1的3脚，电阻R3的2脚还通过电阻R4连接地线，放大器U1的8脚连接正电源，放大器U1的4脚连接地线，放大器U1的1脚通过电阻R1连接放大器U1的2脚，放大器U1的1脚通过电容C5连接地线，放大器U1的1脚还连接放大器U2的3脚，放大器U2的2脚连接放大器U2的1脚,放大器U2的8脚连接正电源，放大器U2的4脚连接地线，放大器U2的1脚还通过电阻R5连接所述控制单元(7)。2.如权利要求1所述的一种基于无线传输的线路分布监测系统，其特征在于：所述电流电压传感器(1)为开启式电流互感器，所述开启式电流互感器包括上部和下部，所述上部包括两个可打开及对接的上半圆弧部分(104)，上半圆弧部分(104)包括由外至内依次设置的上部外半导电环(103)、上半磁芯(102)和上部内半导电环(101)，上部外半导电环(103)、上部内半导电环(101)和上半磁芯(102)均为半圆弧形；两个上半圆弧部分(104)对接后，两个上部外半导电环(103)相对构成整个圆环形的上部外导电环(113)，两个上部内半导电环(101)相对构成整个圆环形的上部内导电环(115)，两个上半磁芯(102)相对构成整个圆环形的上磁芯(114)，上磁芯(114)的外圈缠绕有上磁环线圈(105)，上磁芯(114)及其上的上磁环线圈(105)均夹设在上部外导电环(113)与上部内导电环(115)之间；所述下部包括两个可打开及对接的下半圆弧部分(...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱峰，戴立海，韩勇，姜泽华，
申请(专利权)人：南京万形电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32