低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，包括主机和从机；主机安装在用户侧，实时采集用户侧所安装相线的单相电流信号并发送从机；从机安装在台区变压器低压侧，实时采集台区的三相电流信号并判断主机所安装的相线。本发明专利技术还公开了所述低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置的检测方法。本发明专利技术通过主机和从机分别检测的电流相位值并进行比较，可以准确确定台区变压器的低压侧检测端‑主机‑所属的相线，而且本发明专利技术方法能够准确计算三相电流的不平衡度和线损值。因此，本发明专利技术的可靠性高、准确性好且成本低廉。

Phase Line Detection Device and Detection Method in Low Voltage Three-phase Load Unbalanced Platform Area

【技术实现步骤摘要】
低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置及其检测方法
本专利技术具体涉及一种低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置及其检测方法。
技术介绍
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保证电能的安全可靠供应，就成为了电力系统的最重要的目标之一。同时，为了保证电网的安全可靠运行，要求准确掌握每个用户的相别等信息。同时，线损和三相不平衡度也是电网安全可靠运行的重要考核指标，也需要实时的掌握数据。目前，准确获得每个用户的相别信息在现场的实施过程中比较困难，主要原因有：台区的档案资料不准确，有些线路改造后，营销系统中的档案信息没有及时订正；电力线路图纸存档年代久远造成用户所属馈线混淆；现有保留客户计量装置的资料、接户线的路径等不全面的现象非常常见。同时，在实际运行中，不平衡度和线损实时计算功能，都是用电力载波信号阀与脉冲电流法识别相位的。但这些方法会因为地埋电缆相互交叉、负载过重等原因造成信号衰减、干扰的情况，导致检测不精确。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种可靠性高、准确性好且成本低廉的低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置。本专利技术的目的之二在于提供一种所述低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置的检测方法。本专利技术提供的这种低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，包括主机和从机；主机安装在用户侧，用于实时采集用户侧所安装相线的单相电流信号，并发送给从机；从机安装在台区变压器低压侧，用于实时采集台区的三相电流信号，并根据采集的台区三相电流信号和接收的主机上传的单相电流信号，判断主机所安装的相线。所述的主机包括主机电源模块、主机电流采集模块、主机控制器模块和主机通信模块；主机电流采集模块和主机通信模块均与主机控制器模块连接；主机电源模块用于给主机供电；主机电流采集模块用于采集主机所安装相线的单相电流信号并上传主机控制器模块；主机通信模块用于与从机和外部设备进行通信；主机控制器模块用于控制主机工作。所述的主机还包括主机温度测量模块；主机温度测量模块与主机控制器模块连接，用于测量主机所处的环境温度信息并上传主机控制器模块。所述的主机温度测量模块为由型号为LM75A的温度传感器构成的模块。所述的主机还包括主机存储模块；主机存储模块与主机控制器模块连接，用于存储主机的工作数据。所述的主机存储模块为SD卡存储模块。所述的主机控制器模块为由型号为STM32x103VCT7的控制器芯片构成的模块。主机电源模块包括主机电池、主机5V模拟电源电路、主机3.3V数字电源电路和主机5V数字电源电路；主机电池的输出端直接并接主机5V模拟电源电路和主机5V数字电源电路；主机5V模拟电源电路的输出端串接主机3.3V数字电源电源；主机电池为主机电源模块提供供电电能；主机5V模拟电源电路为主机提供模拟电路的+5V电源；主机5V数字电源电路为主机提供数字电路的+5电源；主机3.3V数字电源电路用于给主机提供数字电路的+3.3V电源。所述的主机通信模块包括主机RS232通信电路和主机无线通信电路；主机RS232通信电路和主机无线通信电路均与主机控制器模块连接。所述的主机无线通信电路为由型号为AS13B-TTL的通信模组构成的电路。所述的从机包括从机电源模块、从机电流采样模块、从机控制器模块和从机通信模块；从机电流采样模块和从机通信模块均与从机控制器模块连接；从机电源模块给从机供电；从机电流采样模块用于检测从机安装位置的三相电流信号并上传从机控制器模块；从机通信模块用于与主机和外部设备进行通信；从机控制器模块用于控制从机工作。所述的从机还包括从机存储模块；从机存储模块与从机控制器模块连接，用于存储从机的工作数据。所述的从机存储模块为SD卡存储模块。所述的从机控制器模块为由型号为STM32x103VCT7的控制器芯片构成的模块。所述的从机电源模块包括从机220V滤波电路、从机整流电路和从机3.3V数字电源电路；从机220V滤波电路、从机整流电路和从机3.3V数字电源电路依次串联；从机220V滤波电路用于滤除电网杂波；从机整流电路用于将外部提供的220V交流电能转换为低压直流电能；从机3.3V数字电源电路用于将低压直流电能转换为数字电路的3.3V电源。所述的从机通信模块包括从机RS232通信电路和从机无线通信电路；从机RS232通信电路和从机无线通信电路均与从机控制器模块连接。所述的从机无线通信电路为由型号为AS13B-TTL的通信模组构成的电路。本专利技术还提供了一种所述低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置的检测方法，包括如下步骤：S1.主机和从机进行时间同步；S2.从机采集所安装位置的三相电流信号；主机采集所安装相线的电流信号，并上传从机；S3.从机将主机所安装相线的电流相位与从机检测的三相电流的各相电流相位进行比较，从而确定主机所安装的相线；S4.从机计算三相电流的不平衡度；S5.从机根据步骤S4计算得到的三相电流的不平衡度，计算线损值。所述的从机将主机所安装相线的电流相位与从机检测的三相电流的各相电流相位进行比较，从而确定主机所安装的相线，具体为若主机所安装相线的电流相位，与从机所检测的X相电流的相位差小于5°，则认定主机所安装的相线即为X相；X相为A相、B相或者C相。所述的从机计算三相电流的不平衡度，具体为采用如下算式计算三相电流的不平衡度：式中βA为A相电流不平衡度，IA为A相电流，Iav为三相电流的均方根值的平均值，βB为B相电流不平衡度，IB为B相电流，βC为C相电流不平衡度，IC为C相电流。所述的从机根据步骤S4计算得到的三相电流的不平衡度，计算线损值，具体为采用如下算式计算线损值：式中Punb为线损值，βA为A相电流不平衡度，βB为B相电流不平衡度，βC为C相电流不平衡度，Iav为三相电流的均方根值的平均值，Rel为等值电阻值。本专利技术提供的这种低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置及其检测方法，通过主机和从机分别检测的电流相位值并进行比较，可以准确确定台区变压器的低压侧检测端(主机)所属的相线，而且本专利技术方法能够准确计算三相电流的不平衡度和线损值。因此，本专利技术的可靠性高、准确性好且成本低廉。附图说明图1为本专利技术的装置的功能模块图。图2为本专利技术的主机电流采集模块的电路原理示意图。图3为本专利技术的主机电源模块的电路原理示意图。图4为本专利技术的主机存储模块的电路原理示意图。图5为本专利技术的主机通信模块的电路原理示意图。图6为本专利技术的主机温度测量模块的电路原理示意图。图7为本专利技术的主机控制器模块的电路原理示意图。图8为本专利技术的从机电源模块的电路原理示意图。图9为本专利技术的从机存储模块的电路原理示意图。图10为本专利技术的从机通信模块的电路原理示意图。图11为本专利技术的从机控制器模块的电路原理示意图。图12为本专利技术的检测方法的方法流程示意图。具体实施方式如图1所示为本专利技术的装置的功能模块图：本专利技术提供的这种低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，包括主机和从机；主机安装在用户侧，用于实时采集用户侧所安装相线的单相电流信号，并发送给从机；从机安装在台区变压器低压侧，用于实时采集台区的三相电流信号，并根据采集的台区三相电流信号和接收的主机上传的单相电流信号，判断主机所安装的相线。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，其特征在于包括主机和从机；主机安装在用户侧，用于实时采集用户侧所安装相线的单相电流信号，并发送给从机；从机安装在台区变压器低压侧，用于实时采集台区的三相电流信号，并根据采集的台区三相电流信号和接收的主机上传的单相电流信号，判断主机所安装的相线。

【技术特征摘要】
1.一种低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，其特征在于包括主机和从机；主机安装在用户侧，用于实时采集用户侧所安装相线的单相电流信号，并发送给从机；从机安装在台区变压器低压侧，用于实时采集台区的三相电流信号，并根据采集的台区三相电流信号和接收的主机上传的单相电流信号，判断主机所安装的相线。2.根据权利要求1所述的低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，其特征在于所述的主机包括主机电源模块、主机电流采集模块、主机控制器模块和主机通信模块；主机电流采集模块和主机通信模块均与主机控制器模块连接；主机电源模块用于给主机供电；主机电流采集模块用于采集主机所安装相线的电流信号并上传主机控制器模块；主机通信模块用于与从机和外部设备进行通信；主机控制器模块用于控制主机工作。3.根据权利要求1所述的低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，其特征在于主机电源模块包括主机电池、主机5V模拟电源电路、主机3.3V数字电源电路和主机5V数字电源电路；主机电池的输出端直接并接主机5V模拟电源电路和主机5V数字电源电路；主机5V模拟电源电路的输出端串接主机3.3V数字电源电源；主机电池为主机电源模块提供供电电能；主机5V模拟电源电路为主机提供模拟电路的+5V电源；主机5V数字电源电路为主机提供数字电路的+5电源；主机3.3V数字电源电路用于给主机提供数字电路的+3.3V电源。4.根据权利要求1～3之一所述的低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，其特征在于所述的主机还包括主机温度测量模块；主机温度测量模块与主机控制器模块连接，用于测量主机所处的环境温度信息并上传主机控制器模块；所述的主机温度测量模块为由型号为LM75A的温度传感器构成的模块；所述的主机还包括主机存储模块；主机存储模块与主机控制器模块连接，用于存储主机的工作数据；所述的主机存储模块为SD卡存储模块；所述的主机控制器模块为由型号为STM32x103VCT7的控制器芯片构成的模块；所述的主机通信模块包括主机RS232通信电路和主机无线通信电路；主机RS232通信电路和主机无线通信电路均与主机控制器模块连接；所述的主机无线通信电路为由型号为AS13B-TTL的通信模组构成的电路。5.根据权利要求1～3之一所述的低压三相负荷不平衡台区的相线检测装置，其特征在于所述的从机包括从机电源模块、从机电流采样模块、从机控制器模块和从机通信模块；从机电流采样模块和从机通信模块均与从机控制器模块连接；从机电源模块给从机供电；从机电流采样模块用于检测从机安装位置的三相电流信号并上传从机控制器模块；从机通信模块用...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏梅芳，龙敏，阳靖，曾旭华，陈翔，黄頔，吴海燕，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司，国网湖南省电力有限公司技术技能培训中心，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43