一种配网中压架空线路在线监测装置制造方法及图纸

一种配网中压架空线在线监测装置，包括终端和至少一探头，探头的组成和连接关系为：电流互感器、信号处理电路和最小CPU处理模块依次单向电连接，电源模块、时钟模块和通信模块分别与最小CPU处理模块双向电连接，信号处理电路还与前置存储器单向电连接；终端的组成和连接关系为：MESH通信模块、GSM通信模块、电源模块、时钟模块分别与CPU模块双向电连接，太阳能板与电源模块连接。本装置探头平均待机功耗可小于40uA@3.6V，平均运行功耗小于80uA@3.6V，只有5A电流时也能自取电工作，通信装置在阴天情况下可连续工作15天。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种配网中压架空线在线监测装置。
技术介绍
随着我国企业与居民用电量激增，用户对于供电可靠性与供电质量的要求日益提高。但是长期以来，我国的电力建设重视发电、输电环节，忽视配电环节。这就导致了我国配电网建设水平较低，且配网一直处于不可视的运行状态，年停电时间过长，供电的可靠性与供电质量不能满足用户的要求。事实表明，仅靠目前的人工监测、排查配电网故障方式已经不能适应当今复杂的配电网运行情况，为了配合智能配电网的发展，配网在线监测技术势必成为当前发展的主要方向。现有的配网在线监测装置功耗大、需要供电电源。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题，就是提供一种具有超低功耗自取电电源的配网中压架空线在线监测装置，可实时采集配网架空线的电流信号，通过短距离MESH和GPRS混合组网通信技术，将现场采集到的数据传输回监测后台，改善配网运行状态不可知的问题；此外，本装置通过采集三相电流及时钟同步，借助微机运算可得到零序电流参数，通过对零序电流的分析比较判断单相接地故障，有效地解决了架空线路单相故障难以识别判断的问题。解决 上述技术问题，本技术通过以下技术方案实现:一种配网中压架空线在线监测装置，包括终端和三台探头，各探头分别与终端电连接，其特征是:所述的终端包括终端MESH通信模块10、终端GSM通信模块11、终端电源模块16、终端时钟模块17、终端太阳能板12和由终端微型处理器13和终端存储器14构成的终端CPU模块15，终端MESH通信模块、终端GSM通信模块、终端电源模块和终端时钟模块分别与终端CPU模块双向电连接，终端太阳能板与终端电源模块连接；所述的探头包括探头电流互感器1、探头信号处理电路2、探头电源模块6、探头时钟模块7、探头前置存储器8、探头MESH通信模块9和由探头微型处理器4和探头存储器5构成的探头最小CPU处理模块3，探头电流互感器、探头信号处理电路和探头最小CPU处理模块依次单向电连接，探头电源模块、探头时钟模块、探头前置存储器和探头通信模块分别与探头最小CPU处理模块双向电连接，探头信号处理电路还与探头前置存储器单向电连接。电流互感器用于采集配网架空线路的电流信号，将线路的大电流转换成信号处理电路需要的小电流；信号处理电路用于将电流互感器二次回路送过的小电流进行A/D变换，并将变换后的数字信号发送给CPU最小运行模块处理模块，同时将变换后的数字信号存储于前置存储中缓存;CPU最小运行模块的探头微型处理器和探头存储器主要用于波形数据的处理与压缩；第二电源模块用于向探头提供工作电压；第二时钟模块用于向CPU最小运行模块提供精准时钟信号；通信模块采用MESH短距离通信方式，用于接收终端发送的指令和发送波形数据。终端的MESH通信模块用于与探头进行无线短距离通信；GSM通信模块用于将故障信息及录波数据发送给后台监测系统；CPU模块主要将多个探头发送的电流波形进行集中同步处理及故障判断；第一电源模块用于对蓄电池和太阳能板的能量管理和对终端的供电管理；第一时钟模块用于向CPU模块提供精准时钟信号；太阳能板用于将太阳能转换成电能，对蓄电池进行充电或者对设备进行供电。本技术工作原理:探头通过电流互感器将架空线路上的电流信号经过信号处理电路传送过CPU最小运行系统，CPU在不工作的时候处于休眠状态，当线路发生电流突变或者接受到后台主动召测后，启动CPU工作，CPU将互感器采集到的数据进行录波和处理，并将处理后的数据通过短距离MESH通信方式发送至终端。终端在接受到任一波形发送的电流波形信息后，请求另外两个探头反馈电流波形，并合成零序电流。通过对三相电流和零序电流的分析和比较，判断是否发生故障。当判定线路发生故障时，则通过GPRS通信模块将故障类型及故障发生时的波形上送给主站。对于主动召测的命令，判断完后，若无故障也将采集到的三相电流波形上送给主站。终端除了进行故障判别和与主站通信以外，还具有时钟同步功能。终端将定时发送时钟对时命令给探头，探头在接受到对时命令后强制时钟与终冋步，实现A、B、C 二相的时钟与终端相同，并采用电流过零点开始采集，在保证三相电流的时钟同步的同时，便于零序电流合成。由于探头挂在架空线上，若单独采用电池供电，长时工作难以实现，且更换电池麻烦。本技术采用CT取电模式，充电电池作为后备电源，为了使得装置在线路轻载情况下也能正常工作，在不进行录波时，装置CPU模块、通信模块均处于休眠状态；信号采集模块处于半休眠状态，在CPU休眠时采集到的数据均统一存在前置缓存中，用于存储故障发生前一小段时间的电流波形；时钟同步模块只在通信模块接收到对时命令时才进行工作，否则处于时钟自走状态。有益效果:本实·用新型可实时采集配网架空线的电流信号，通过短距离MESH和GPRS混合组网通信技术，将现场采集到的数据传输回监测后台，改善配网运行状态不可知的问题；此外，本装置通过采集三相电流及时钟同步，借助微机运算可得到零序电流参数，通过对零序电流的分析比较判断单相接地故障，有效地解决了架空线路单相故障难以识别判断的问题。本装置具有超低功耗的自取电电源，通过超低功耗设计，探头平均待机功耗可小于40uA@3.6V，平均运行功耗小于80uA@3.6V在线路只有5A电流时也能自取电工作，实现三相时钟同步，可实时录波监测配网线路运行状态，识别线路各种故障。通信装置采用太阳能和蓄电池综合供电，通信装置同样采用低功耗设计，在阴天情况下，可连续工作15天。附图说明图1在线监测装置现场安装示意图；图2米集探头组成和连接关系不意图；图3集中处理终端组成和连接关系示意图。图中:1-探头电流互感器，2-探头信号处理电路，3-探头最小CPU处理模块，4-探头微型处理器，5-探头存储器，6-探头电源模块，7-探头时钟模块，8-探头前置存储器，9-探头MESH通信模块，10-终端MESH通信模块，11_终端GSM通信模块，12-终端太阳能板，13-终端微型处理器，14-终端存储器，15-终端CPU模块，16-终端电源模块，17-终端时钟模块。具体实施方式本技术的具体实施例包括终端和三台探头，各探头分别与终端电连接，现场安装示意图如图1，以下结合图2和图3对采集探头和集中处理终端进行详细描述。探头包括探头电流互感器1、探头信号处理电路2、探头电源模块6、探头时钟模块7、探头前置存储器8、探头MESH通信模块9和由探头微型处理器4和探头存储器5构成的探头最小CPU处理模块3，探头电流互感器、探头信号处理电路和探头最小CPU处理模块依次单向电连接，探头电源模块、探头时钟模块、探头前置存储器和探头通信模块分别与探头最小CPU处理模块双向电连接，探头信号处理电路还与探头前置存储器单向电连接。终端包括终端MESH通信模块10、终端GSM通信模块11、终端电源模块16、终端时钟模块17、终端太阳能板12和由终端 微型处理器13和终端存储器14构成的终端CPU模块15，终端MESH通信模块、终端GSM通信模块、终端电源模块和终端时钟模块分别与终端CPU模块双向电连接，终端太阳能板与终端电源模块连接。权利要求1.一种配网中压架空线在线监测装置，包括终端和三台探头，各探头分别与终端电连接，其特征是:所述的探头包括探头电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配网中压架空线在线监测装置，包括终端和三台探头，各探头分别与终端电连接，其特征是：所述的探头包括探头电流互感器（1）、探头信号处理电路（2）、探头电源模块（6）、探头时钟模块（7）、探头前置存储器（8）、探头MESH通信模块（9）和由探头微型处理器（4）和探头存储器（5）构成的探头最小CPU处理模块（3），探头电流互感器、探头信号处理电路和探头最小CPU处理模块依次单向电连接，探头电源模块、探头时钟模块、探头前置存储器和探头通信模块分别与探头最小CPU处理模块双向电连接，探头信号处理电路还与探头前置存储器单向电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李传健，余南华，李瑞，周克林，
申请(专利权)人：广东电网公司电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：