一种配电线路接触阻抗在线监测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种配电线路接触阻抗在线监测系统。该系统包括：多个测量模块以及云端计算模块。每个测量模块通过GPS授时单元获取一份GPS时钟用于调整本地时钟用于同步。所有测量模块的本地时钟和GPS时钟保持同步后预约在某一时刻T1开始，按照一定时间间隔设置采样时段以高倍率过采样的方式进行持续性同步测量以获取同一采样时段内所有测量点上的测量数据后上传到云端计算模块。云端计算模块根据在该采样时段内获取的测量数据以及欧姆定律计算待测配电线路的接触阻抗。本发明专利技术提供的系统结合同步测量技术解决了配电线路两端的物理距离远，难以在同一时刻获取其两端的电压、流过该配电线路的电流的技术问题，实现了配电线路在线电阻接触阻抗的监测。线路在线电阻接触阻抗的监测。线路在线电阻接触阻抗的监测。

【技术实现步骤摘要】
一种配电线路接触阻抗在线监测系统


[0001]本专利技术提供一种配电线路接触阻抗在线监测系统，涉及电力线路在线监测以 及供电安全领域。具体涉及一种配电线路接触电阻的准确测量方案。

技术介绍

[0002]供电安全是大家都十分关注的问题。配电线路的阻抗包括电阻，感抗和容抗。 其中，感抗和容抗是导致配电线路无功产生的根源。配电线路的接触电阻则集中 表现为线路阻抗。它是一个十分重要的指标，常常集中在配电线路的接头和开关 柜中，表现为可能的松动，发热等现象。因为这些问题可能导致线路的接触电阻 增大，从而引起线路进一步发热，从而迅速恶化以至于会发生配电线路打火，烧 毁的现象。
[0003]传统监测配电线路接触电阻的手段是安装好后用专门一起监测，或者在运行 过程中用红外测温枪监测接头温升情况，或者停机定时检修，检查接头的高温炙 烤痕迹。目前的方法都存在着手段复杂，监测是在故障恶化阶段发生的、不能在 配电线路接触电阻发生增大的初期就提供预警，不够及时准确。为了计算待测配 电线路的接触阻抗需要精准地测量同一时刻配电线路两端的矢量电压和流经该 配电线路的矢量电流。而在实际的测量系统中，待测配电线路的两个测量点的物 理距离一般很远，要想得到同一时刻的矢量数据存在一定的困难。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种配电线路接触阻抗的在线监控系统，在配电线路上装上在线 监测部件，实时监测每一段配电线路的阻抗，漏电情况，及时提供线路的维修指 导。通过本专利技术提供的系统，在接触电阻发生增大的初期就提供预警，以大幅度 提高安全性，同时本专利技术也提供了感抗和容抗的在线监测。
[0005]本专利技术提供一种配电线路接触阻抗在线监测系统，该系统由多个测量模块和 云端计算模块组成。所述测量模块包括GPS授时单元、微处理器、电压传感器、 电流传感器、模数转换器(ADC)和IOT数据通道。每个测量模块通过GPS授时 单元获取一份GPS时钟脉冲，以调整本地时钟达到与所述GPS时钟同步。在所有 测量模块的本地时钟和GPS时钟保持同步后，约定在某一时刻T1开始，按照一 定时间间隔设置采样时段以高倍过采样的方式进行持续性同步测量以获取该采 样时段内同一时刻所有测量点上的测量电压和测量电流数据后上传到云端计算 模块进行处理。云端计算模块根据接收到的对应于该配电线路的测量数据以及欧 姆定律计算出所述配电线路的接触阻抗。其中、所述采样时段至少长于待测信号 的一个周期，所述高倍过采样具体是指采样频率优选为高于待测电压/电流信号 频率的100倍，相邻两次同步测量之间的时间间隔设为t0。
[0006]具体地，所述测量模块将测量数据上传到云端计算模块之前，对在同一个采 样时段内所获取的每一个同步测量数据，按照测量先后顺序附加测量序号，并且 附加上测量模块的标识后将该采样时段内的所有测量数据一起上传到云端计算 模块；其中、所述测量模
块的标识是唯一的，用于区分具体的测量模块。云端计 算模块对接收到的处于同一个采样时段内的测量数据进行存储，并依据测量模块 在安装时记录的具体分布情况以及测量数据的测量模块标识识别出测量属于同 一配电线路的测量数据。云端计算模块通过检测处于同一个采样时段内关于该配 电线路的测量数据中的过零点得到待测信号的周期T
C
，根据该配电线路的某一同 步测量时刻获得的测量数据的测量序号、该同步测量时刻所处的待测信号周期内 第一个过零采样点的测量序号以及测量模块相邻同步测量之间的时间间隔t0计 算出该某一同步测量时刻获得的测量数据相对于所述第一个过零采样点的延时 ΔT，进而计算出该测量数据的相位信息。
[0007]进一步地，本专利技术的提供系统利用供电系统工作时流过配电线路的电流I作 为测量电流，云端计算模块计算在相应采样时段内流过该配电线路的电流I的幅 值最大的时刻对应于该配电线路的两端的矢量电压以及流过该配电线 路的矢量电流作为有效测量数据，根据所述有效测量数据和欧姆定律计算该 配电线路的接触阻抗。
[0008]优选地，所述GPS时钟为卫星定位系统提供的1PPS的时间脉冲，所述测量单 元的本地时钟由铷钟或者恒温补偿晶振提供的10Mhz脉冲信号产生。所述测量模 块基于锁相环原理调整铷钟或者晶振输出的时钟脉冲的频率和相位达到本地时 钟达到与所述GPS时钟精确同步。
附图说明
[0009]图1为本专利技术提供的配电线路接触阻抗在线监测系统的示意图；
[0010]图2为本专利技术的配电线路接触阻抗在线监测系统中测量模块的结构示意图；
[0011]图3为计算待测配电线路接触阻抗的原理示意图。
具体实施方式
[0012]为了使本专利技术所解决的技术问题、技术方案以及有益效果更加清楚明白， 以下结合附图对本专利技术进行进一步详细说明。应该理解，此处所描述的具体实 施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0013]图1为本专利技术所提供的配电线路接触阻抗在线监测系统的示意图。如图1所 示，如图1所示的配电线路接触阻抗在线监测系统包括：布置在待测配电线路两 端的测量节点上A、B1、B2、B3、B4上的测量模块以及与所述多个测量模块进行 通信连接的云端计算模块。
[0014]其中、如图2所示、每个测量模块包括GPS授时单元、微处理器、电压传感 器、电流传感器、模数转换器(ADC)和物联网(IOT)数据通道。其中、GPS授 时单元用于从卫星定位系统获取一份高精度的GPS时钟脉冲，所获取的时钟脉冲 可以是1PPS的脉冲信号。根据所述GPS时钟脉冲信号采用锁相环技术调整所述 测量单元的本地时钟以达到本地时钟和GPS时钟精确同步，所述测量模块的本地 时钟由铷钟或者晶振提供的10Mhz脉冲信号产生。所述电压传感器和电流传感器 分别测量流经配电线路上相应测量点上的电压和电流，并分别经由模数转换器 (ADC)转换成数字信号给微处理器进行处理。物联网(IOT)数据通道在微处理 器的控制下，将经过微处理器处理后的测量数据上传到云端计算模块。
[0015]云端计算模块根据接收到的测量数据计算某一时刻待测配电线路两端矢量电 压
以及矢量电流然后根据欧姆定理的公式计算出该配电线路的接触阻 抗。具体的阻抗计算原理如图3所示，图3中Z
S
为待测配电线路的接触阻抗，Z
L
为待测配电线路后端所带的负载，其中Z
S
的计算公式为：
[0016][0017]其中、Z
S
为待测配电线路的接触阻抗。
[0018]其中、实现本地时钟和GPS时钟同步的具体方法为：将所述铷钟或者晶振输 出10Mhz脉冲信号经过微处理器控制的分频器进行分频后与GPS时钟脉冲同时送 入鉴相器；微处理器依据所述鉴相器的输出电压来调整铷钟或者晶振输出的时钟 脉冲的频率和相位，进而实现本地时钟达到与所述GPS时钟精确同步。每个测量 模块实现本地时钟和所述GPS时钟同步锁定后，向云端计算模块发送锁定成功的 确认信号。
[0019]在所有测量模块的本地时钟和GPS时钟本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种配电线路接触阻抗在线监测系统，该系统包括：多个测量模块和云端计算模块；其特征在于：所述测量模块包括GPS授时单元、微处理器、电压传感器、电流传感器、模数转换器(ADC)和IOT数据通道；每个测量模块通过GPS授时单元获取一份GPS时钟脉冲，以调整本地时钟达到与所述GPS时钟同步；在所有测量模块的本地时钟和GPS时钟保持同步后，约定在某一时刻T1开始，按照一定时间间隔设置采样时段以高倍过采样的方式进行持续性同步测量以获取该采样时段内同一时刻对应的测量点上的测量电压和测量电流数据后，上传到云端计算模块进行处理；云端计算模块根据接收到的对应于该配电线路的测量数据计算出所述配电线路的接触阻抗；其中、所述采样时段至少长于待测信号的一个周期，相邻两次同步测量之间的时间间隔设为t0。2.如权利要求1所述的配电线路接触阻抗在线监测系统，其中、所述GPS时钟为卫星定位系统提供的1PPS的时间脉冲，所述测量单元的本地时钟由铷钟或者晶振提供的10Mhz脉冲信号产生；所述测量模块基于锁相环原理调整本地时钟达到与所述GPS时钟同步，具体为：将所述铷钟或者晶振输出10Mhz脉冲信号经过微处理器控制的分频器进行分频后与GPS时钟脉冲同时送入锁相环中的鉴相器；微处理器依据所述鉴相器输出的电压来调整铷钟或者晶振输出的时钟脉冲的频率和相位。3.如权利要求1所述的配电线路接触阻抗在线监测系统，其中、所述高倍过采样具体是指采样频率高于待测电压/电流信号频率的100倍。4.如权利要求1-3中任一项所述的配电线路接触阻抗在线监测系统，其中、所述测量模块对在同一个采样时段内所获取的每一个同步测量数据，按照测量先后顺序附加测量序号，并且附加上测量模块的标识后将该采样时段内的所有测量数据一起上传到云端计算模块；云...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴恒，张育，
申请(专利权)人：上海韧思能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：