基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统技术方案

基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，包括多个监测现场单元采集子系统和上位机平台，所述采集子系统内包括用于检测故障电压的电压传感器、测量线路电流的电流互感器、故障电流的电流传感器、测量电缆接头温度的表带式测温传感器、GSM数据发送模块、微处理器及CT+超级电容供电系统，所述上位机采用的是基于LABVIEW平台开发的上位机，用于中压配网分支箱电缆终端数据实时显示与存储，整个系统实现了电缆终端温度大小与预警信息、线路电流故障信息及带电状态信息的实时监测，功能集成度高，满足分支箱内信息通讯实时性和高速性的需求，保证了系统运行的可靠性、监测的实时性，具有巨大优势和广阔前景。

【技术实现步骤摘要】
基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统
本专利技术涉及电力智能在线监测
，具体为基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统。
技术介绍
随着智能电网的发展，实时获取电气设备的状态信息在电力系统的智能化建设中非常关键，配网分支箱中的分接头作为电力系统重要的设备之一，也是电力系统安全运行中的最薄弱环节，其主要原因是由于制作时受现场环境不利因素的影响以及制作工艺的限制，导致接头的压接质量存在潜在的隐患，而电缆终端接头的压接质量，只能在运行中得以检验，经过一段时间的大电流(过负荷)运行后，在压接点处产生过热、氧化等现象，致使接触电阻逐渐增大，电缆接头温度会进一步地升高，使绝缘老化，寿命骤减，最终导致绝缘层损坏而造成事故发生，据统计，电缆接头事故率占电缆事故的90％，为了确保电力电缆附件安全，需准时掌握配网分支箱内接头温度的实时变化，并对电缆终端数据进行分析，采用相应的解决措施，因此，寻求一种系统来实现配网分支箱的在线监测迫在眉睫，而设计合理的配网分支箱监测系统可以为供电的可靠性提供技术保证和科学依据。起初的配网分支箱监测是通过人工巡检方式完成的，需现场检查电缆接头温度情况，检修中不仅存在的检修过剩或检修不足等问题，也耗费大量人力、物力。目前高压在线监测系统的供电方式主要有：太阳能供电，结合蓄电池，比较常用的一种方式，但其受环境因素影响较大，且夜间完全依靠蓄电池供电，供电可靠性低。激光供电，具有高压侧与低压侧无电气连接、其供电不受网侧波动影响等优点，但存在转换效率较低，寿命短，及定期维修的问题。感应取电装置，体积小，在导线上套装取能线圈感应出交流电压，经过整流、滤波、稳压后输出直流电源，电源能够给高压侧电子装置可靠供能的同时，保证对地的可靠绝缘，但是目前研究的感应取电，大部分是感应取电线圈与锂电池结合以及特制的取能线圈，其缺点一：锂电池的工作温度的范围窄，充电温度在零上，某些比较冷的地区，锂电池在室外无法进行充电；其充放电次数的有限性致使定期需要更换；缺点二：自己特制的取能线圈的可靠程度不高，涉及到很多机械工艺设计，机械强度及耐电强度难以保证。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，其组成包括：采集子系统，其特征是：所述的采集子系统包括设置在电缆线路上的检测故障电压的电压传感器、测量线路电流的电流互感器、故障电流的电流传感器、测量电缆接头温度的表带式测温传感器、GPRS数据发送模块、微处理器及CT+超级电容供电系统，所述的CT+超级电容供电系统包括加气隙的开合式CT做感应取能线圈并结合超级电容，感应出交流电经由电能调理电路实现对监测设备供电，通过在CT的开合处加气隙的方式可以有效降低相对磁导率，防止CT过早饱和，使CT工作在线性区。优选的，所述的基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统统，其特征是：所述的上位机采用Labview作为开发环境，基于NI设计平台的核心，使用的是图形化编辑语言G编写程序，可实现数据的直观显示与数据的存储。优选的，所述的基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，其特征是：所述的采集子系统与上位机之间采用GPRS无线传输方式进行数据的通信。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：准时掌握配网分支箱内接头温度的实时变化，并对电缆终端数据进行分析，采用相应的解决措施，因此，寻求一种系统来实现配网分支箱的在线监测迫在眉睫，而设计合理的配网分支箱监测系统可以为供电的可靠性提供技术保证和科学依据，电源的优点在与，直接用开合式电流互感器做取能线圈(开合式CT)，并结合超级电容充当锂电池，提高了环境的适应能力，运行的可靠性，以及便于后期的维护。附图说明图1为本产品的结构原理框图。图中，1、电路电压传感器，2、电流互感器，3、电流传感器，4、表带式测温传感器，5、GPRS数据发送模块，6、微处理器，7、CT+超级电容供电系统，8、上位机。图2为本产品电源部分的开气隙后取能线圈结构图。图3为本产品电源部分的取能线圈无气隙二次侧输出电压仿真波形。图4为本产品电源部分的取能线圈有气隙二次侧输出电压仿真波形。图5为本产品电源部分取能线圈加气隙前后磁化曲线。图6为本产品电源部分的电能处理电路的结构原理图。图7为本产品电源部分的DC-DC自动升降压稳压电路。图8为本产品电源部分的取能线圈无气隙二次侧输出电压实测波形。图9为本产品电源部分的取能线圈有气隙二次侧输出电压实测波形。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-9，本专利技术提供一种技术方案：基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，其组成包括：采集子系统，其特征是：所述的采集子系统包括设置在电缆线路上的检测故障电压的电压传感器1、测量线路电流的电流互感器2、故障电流的电流传感器3、测量电缆接头温度的表带式测温传感器4、GPRS数据发送模块5、微处理器6及CT+超级电容供电系统7，所述的CT+超级电容供电系统7包括加气隙的开合式CT做感应取能线圈并结合超级电容，感应出交流电经由电能调理电路实现对监测设备供电，通过在CT的开合处加气隙的方式可以有效降低相对磁导率，防止CT过早饱和，使CT工作在线性区，基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，其特征是：所述的上位机8采用LaBVIEW作为开发环境，基于NI设计平台的核心，使用的是图形化编辑语言G编写程序，可实现数据的直观显示与数据的存储，所述的采集子系统与上位机8之间采用GPRS无线传输方式进行数据的通信。设计中的电源采用CT+超级电容的方式，其原理如下：电流互感器实际上是一种特殊的变压器，以电磁感应定律为工作原理。得出副边感应电动势有效值如下：空载时，N2I2＝0，可知Im＝I1。现针对铁芯的励磁原理进行分析，由电机学知识可知，通常情况下，铁心等磁性材料的磁滞特性曲线不是成线性关系。为使其呈线性关系，可适当降低磁化曲线斜率；由式Bm＝μ0μrHm可知，减小磁导率，有效减缓线圈出现饱和现象，增大磁阻后，铁芯磁性曲线的线性区就会增大，进而提升磁性材料抗磁化的能力。磁芯磁阻与气隙磁阻的表达式：其中，Seq为磁芯有效截面积，δ为磁芯气隙长度。根据磁动势方程和磁路欧姆定律可得：将以上各式带入磁路欧姆定律，可知等效相对磁导率μeq为：磁性材料的相对磁导率一般都非常大，当铁芯加气隙δ＝1mm后，从式可知μeq磁导率大大降低；所以磁性材料开气隙方式是降低磁导率的有效方法。由电机学可知，磁性材料最大励磁电流仅与本身有关，可知其中，铁心线圈外径D，内径d，高度a。如果降低铁心相对磁导率，最大励磁电流IEmax会变大，故引入气隙可拓宽母线电流工作范围，增大了CT工作的线性区，防止铁芯过早饱和。请参阅图2，加气隙前后的结构图。为了验证上述理论推导，用Saber软件进行仿真，首先根据此本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，其组成包括：采集子系统，其特征是：所述的采集子系统包括设置在电缆线路上的检测故障电压的电压传感器（1）、测量线路电流的电流互感器（2）、故障电流的电流传感器（3）、测量电缆接头温度的表带式测温传感器（4）、GPRS数据发送模块（5）、微处理器（6）及CT+超级电容供电系统（7），所述的CT+超级电容供电系统（7）包括加气隙的开合式CT做感应取能线圈并结合超级电容，感应出交流电经由电能调理电路实现对监测设备供电，通过在CT的开合处加气隙的方式可以有效降低相对磁导率，防止CT过早饱和，使CT工作在线性区。

【技术特征摘要】
1.基于LaBVIEW中压配网分支箱电缆终端智能在线监测系统，其组成包括：采集子系统，其特征是：所述的采集子系统包括设置在电缆线路上的检测故障电压的电压传感器（1）、测量线路电流的电流互感器（2）、故障电流的电流传感器（3）、测量电缆接头温度的表带式测温传感器（4）、GPRS数据发送模块（5）、微处理器（6）及CT+超级电容供电系统（7），所述的CT+超级电容供电系统（7）包括加气隙的开合式CT做感应取能线圈并结合超级电容，感应出交流电经由电能调理电路实现对监测设备供电，通过在C...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骥，宗榜馗，孔令魁，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23