本发明专利技术公开了一种录波型台区剩余电流检测终端及预警系统，所述终端包括剩余电流检测采样模块、信号运放模块、MCU控制模块、计量单元模块、LoRa通信模块、指示显示单元模块、报警单元模块和存储模块，本发明专利技术具备电压、电流和剩余电流测量功能，可以实时监控被测设备的剩余电流情况，通过与设定值进行比较，产生报警，通过无线网络上传至云端服务器并推送给用户。同时系统具备故障录波功能，记录故障前和故障后设定周期的电压、剩余电流波形，为故障类型判断提供依据。本发明专利技术采用的LoRa无线通信减少了系统层级，优化了传输方式，台区异常数据上传断点率下降超过72.6%。传断点率下降超过72.6%。传断点率下降超过72.6%。
【技术实现步骤摘要】
一种录波型台区剩余电流检测终端及预警系统
[0001]本专利技术属于电力电子
，尤其涉及台区剩余电流检测技术。
技术介绍
[0002]在低压配电线路中，剩余电流（俗称漏电流）是由于绝缘损坏、接线不规范、设计不合理等原因引起的电流泄露。电器外壳和火线间由于某种原因连通后与地之间有一定的电位差就会产生漏电。漏电是低压配用电网络常见的故障，是影响供电可靠性和安全性的一类重要故障，其发生影响供电可靠性，严重情况下，危及用户人身安全，是需要引起足够重视的一类故障。
[0003]安装漏电保护器是防范漏电事故的常用和有效措施，但由于设计实施不规范，个人私拉乱接等现象导致漏电频发，总漏保无法投入，居民触电事件屡次发生，造成的结果和影响都很坏。
[0004]另一方面，漏电保护器可能出现误动作和拒动作的情况，例如电路中存在正常的微小漏电电流，如长导线对地的电容性泄漏电流，大功率负载开断或雷电造成浪涌电压，电力电子设备引起的高次谐波等都可能引起漏电保护器的误动作，造成居民供电中断，导致生产和生活受到影响甚至造成损失。此外，目前的漏电保护器要么不能提供漏电流值，要么只能提供稳态漏电流值，对于人身触电等瞬时故障不能进行有效监控。
技术实现思路
[0005]针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的就是提供了一种录波型台区剩余电流检测终端及预警系统，具备电压、电流和剩余电流测量功能，可以实时监控被测设备的剩余电流情况，通过与设定值进行比较，产生报警，通过无线网络上传至云端服务器并推送给用户。同时系统具备故障录波功能，记录故障前和故障后设定周期的电压、剩余电流波形，为故障类型判断提供依据。系统通过告警信息和波形数据，可实现剩余电流故障位置精准定位和故障原因的分析，协助排查剩余电流故障，并为用户提供剩余电流趋势分析，提前预防事故发生。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下技术方案：一种录波型台区剩余电流检测终端，其特征在于：包括剩余电流检测采样模块、信号运放模块、MCU控制模块、计量单元模块、通信单元模块、指示显示单元模块、报警单元模块和存储模块，其中：所述剩余电流检测采样模块，用于采集三相或单相线路的剩余电流信号，并将电流信号转化为电压信号；所述信号运放模块，通过比例放大互感器对电流信号和电压信号进行运放处理；所述计量单元模块，将剩余电流的模拟信号转化为数字信号，并传送至MCU控制模块；所述MCU控制模块对接收的信号数据进行计算和分析处理，并通过指示显示单元模块和报警单元模块进行分析结果显示和报警动作，并将指定周期内的剩余电流电压采样数据存储于存储模块的环形缓存区域；
当任意两个采样数据之间的差值超过告警阈值时，MCU控制模块启动录波预处理动作，将存储模块中环形存储区域内的采样数据传输至录波缓存区域内，确保录波文件包含故障初始阶段的暂态数据；MCU控制模块持续对后续若干个周波内的剩余电流有效值进行计算，当剩余电流有效值高于设定告警阈值时，MCU控制模块将该采样数据转换成标准COMRADE格式的录波文件输出值网关进行缓存；并由通信单元模块将数据传送至远程云端服务器。
[0007]进一步的，所述MCU控制模块触发录波预处理动作后，对后续周波内的剩余电流有效值进行持续计算，当持续3个周波以上的剩余电流有效值低于设定的告警阈值时，判断线路剩余电流故障消失，停止录波功能。
[0008]进一步的，所述剩余电流检测采样模块的电路包括OPA847芯片、电阻R12~15、电阻R17~24、双向齐纳二极管D3、电容C7~C9和多路投切开关S1，所述多路投切开关S1具有投切点1~5，投切点1接地，投切点2空置，R19、R20和双向齐纳二极管D3并联后的一端接地，另一端作为信号输入端HGQ；所述电阻R21一端连接信号输入端HGQ，另一端与投切点3连接；所述信号输入端HGQ与电容C6和R17依次串联后接入OPA847芯片的2in-脚；所述电阻R23和R24的一端分别作为多路投切开关S1的投切点4和5，电阻R23和R24同时分别与电容C9串联后与OPA847芯片的2out脚连接，OPA847芯片的2out脚和2in-脚之间还连接有电阻R18；多路投切开关的投掷刀与OPA847芯片的1in-脚连接，OPA847芯片的1out脚与1in-脚之间还并联有电阻R22和电容C7；OPA847芯片的1in+脚分别与R14和R15连接，R14的另一端接地，R15的另一端接电平3.3V；OPA847芯片的2in+脚分别与R12和R13连接，R13的另一端接地，R12的另一端接电平3.3V；OPA847芯片的gnd脚接地；OPA847芯片的Voc脚连接电容C8后接地，Voc脚同时接电平3.3V。
[0009]有益效果：与现有技术相比，本专利技术通过多个智能检测终端通过LORA技术实现本地组网，用于检测实时剩余电流信息，计算出剩余电流有效值与设定阈值进行比较，产生告警信息并点亮本地告警指示灯，同时对故障瞬间剩余电流波形进行录波，采用的LoRa无线通信减少了系统层级，优化了传输方式，台区异常数据上传断点率下降超过72.6%。。所述数据集中单元用于管理智能检测终端的实时检测信息：接收终端发送的告警信息并转发至云端服务器，存储终端产生的标准COMTRADE格式录波文件。所述云端服务器对所有终端数据进行存储、分析与展示：将实时告警信息推送至用户指定平台，精准定位发生剩余电流故障的位置；通过录波波形协助判断剩余电流故障类型；通过剩余电流历史数据对剩余电流的趋势进行预测；通过终端管理功能连续整定终端定值信息，满足客户多样化需求。本专利技术帮助用户快速高效排查剩余电流故障，提前预防剩余电流故障发生，可靠保障用户人身和财产安全。
附图说明
[0010]图1为本专利技术所述录波型台区剩余电流检测预警系统的拓扑网络结构示意图；图2为本专利技术所述录波型台区剩余电流检测终端的原理方框图；图3为本专利技术所述录波型台区剩余电流检测终端的工作流程示意图；
图4为本专利技术所述剩余电流检测采样模块的等效电路结构示意图；图5为本专利技术所述录波型台区剩余电流检测预警系统的通信处理流程示意图。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0012]如图1所示，，为本专利技术录波型台区剩余电流检测预警系统的拓扑网络结构示意图，主要分为三层，其中：第1层由剩余电流检测终端和LORA网关组成：检测终端对用户电流、电压、漏电流数据进行检测与计算，LORA网关通过基于国产芯片的无线通信技术将终端数据进行汇集与存储；第2层为数据集中单元，数据集中单元对其下分布的所有LORA网关数据进行汇总，并实现与云平台的通信；第3层为应用层，通过云平台或手机APP向用户进行数据展示，提供实时数据与历史数据查询、录波展示、告警信息推送、故障定位、运行状态分析等特色功能。
[0013]通过本实施例的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种录波型台区剩余电流检测终端，其特征在于：包括剩余电流检测采样模块、信号运放模块、MCU控制模块、计量单元模块、通信单元模块、指示显示单元模块、报警单元模块和存储模块，其中：所述剩余电流检测采样模块，用于采集三相或单相线路的剩余电流信号，并将电流信号转化为电压信号；所述信号运放模块，通过比例放大互感器对电流信号和电压信号进行运放处理；所述计量单元模块，将剩余电流的模拟信号转化为数字信号，并传送至MCU控制模块；所述MCU控制模块对接收的信号数据进行计算和分析处理，并通过指示显示单元模块和报警单元模块进行分析结果显示和报警动作，并将指定周期内的剩余电流电压采样数据存储于存储模块的环形缓存区域；当任意两个采样数据之间的差值超过告警阈值时，MCU控制模块启动录波预处理动作，将存储模块中环形存储区域内的采样数据传输至录波缓存区域内，确保录波文件包含故障初始阶段的暂态数据；MCU控制模块持续对后续若干个周波内的剩余电流有效值进行计算，当剩余电流有效值高于设定告警阈值时，MCU控制模块将该采样数据转换成标准COMRADE格式的录波文件输出值网关进行缓存；并由通信单元模块将数据传送至远程云端服务器，所述通信单元模块采用LoRa模块。2.根据权利要求1所述录波型台区剩余电流检测终端，其特征在于：所述MCU控制模块触发录波预处理动作后，对后续周波内的剩余电流有效值进行持续计算，当持续3个周波以上的剩余电流有效值低于设定的告警阈值时，判断线路剩余电流故障消失，停止录波功能。3.根据权利要求1所述录波型台区剩余电流检测终端，其特征在于：所述剩余电流检测采样模块的电路包括OPA847芯片、电阻R12~15、电阻R17~24、双向齐纳二极管D3、电容C7~C9和多路投切开关S1，所述多路投切开关S1具有投切点1~5，投切点1接地，投切点2空置，R19、R20和双向齐纳二极管D3并联后的一端接地，另一端作为信号输入端HGQ；所述电阻R21一端连接信号输入端HGQ，另一端与投切点3连接；所述信号输入端HGQ与电容C6和R17依次串联后接入OPA847芯片的2in-脚；所述电阻R23和R24的一端分别作为多路投切开关S1的投切点4和5，电阻R23和R24同时分别与电容C9串联后与OPA847芯片的2out...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄建华，刘兵，
申请(专利权)人：南京斯泰恩智慧能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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