一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，采樣時，通信終端通過無線通信模塊分別告知三相導(dǎo)線上的電流采樣裝置，使電流采樣裝置上的紅外接收管處于接收狀態(tài)，當(dāng)紅外接收管處于接收狀態(tài)后，通過無線通信模塊告知通信終端，以確認(rèn)當(dāng)前電流采樣裝置已進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)；當(dāng)通信終端確認(rèn)電流采樣裝置均已全部進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)后，通過其上的紅外發(fā)射管對紅外接收管發(fā)射紅外同步觸發(fā)信號，紅外接收管接收到后，電流采樣裝置開始同步計時采集電流數(shù)據(jù)，并啟動內(nèi)部計時時鐘信號，當(dāng)計時至設(shè)定時間時，停止同步采樣，保存電流數(shù)據(jù)并通過無線通信模塊傳送到通信終端。本發(fā)明確保采集到的三相電流在時間上具有一致性，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步采集。
【專利說明】—種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配電網(wǎng)架空線路電流同步采樣的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是指一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，我國配電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式主要為小電流接地系統(tǒng),在小電流接地系統(tǒng)中，線路接地故障判斷一直為業(yè)界難題，目前故障判斷定位方法一般為在線路上安裝簡單故障指示器或帶通信功能的數(shù)字型故障指示器。通過故障指示器對線路電流的檢測進(jìn)行故障判斷。而接地判斷方法一般都采用電容電流法，通過設(shè)定一定的電容電流閥值來進(jìn)行識別接地故障，由于接地時電容電流的大小與線路材質(zhì)、長短均有關(guān)系，在一些線路較短的線路上，接地電容電流較小，故障指示器無法進(jìn)行檢測，故無法實(shí)現(xiàn)接地故障判斷。如能在配電網(wǎng)線路各支線位置采集到線路的電流實(shí)時數(shù)據(jù)，包括幅值、頻率、相位等，通過計算零序電流，對接地故障的判斷準(zhǔn)確率將會大大提高。
[0003]目前，對架空型配電線路進(jìn)行電流采樣，按照設(shè)備接入方式來分主要有兩種方式:
[0004]1、通過在線路上安裝CT (電流互感器)來進(jìn)行電流采集，此種方法的好處是可實(shí)時采集線路三相電流幅度、頻率、相位等相關(guān)信息，缺點(diǎn)就是設(shè)備成本偏高，設(shè)備安裝時需進(jìn)行線路停電安裝，安裝不方便。
[0005]2、通過在三相線路上安裝有電池供電的小型CT傳感器進(jìn)行電流采樣，采樣數(shù)據(jù)通過無線發(fā)送出來，由此得到線路電流信息。此種方法好處是設(shè)備體積小、成本低、可帶電安裝。缺點(diǎn)就是配電線路ABC三相數(shù)據(jù)采集終端均屬于獨(dú)立工作狀態(tài)，無法保證三相電流數(shù)據(jù)的實(shí)時同步性，而我們在進(jìn)行對線路三相電流進(jìn)行分析處理時均要涉及到三相電流的幅值、頻率、相位、零序等相關(guān)信息，所以能否有一種既滿足成本及安裝條件要求又能保證電流采集的同步性就顯得十分重要。
[0006]此外，數(shù)據(jù)同步取決于無線通信的成功率，如出現(xiàn)電磁干擾等情況下無線通信的成功率將極大影響數(shù)據(jù)同步的準(zhǔn)確率。另外，無線通信收發(fā)具有一定的延遲時間，且延遲時間無法估算，這也導(dǎo)致數(shù)據(jù)的同步的準(zhǔn)確性。簡單實(shí)用無線RF進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采集，由于各同步設(shè)備均需長時間處于接收狀態(tài)，設(shè)備工作消耗電流過大，不適宜長久戶外使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種高效合理的配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，其綜合運(yùn)用了數(shù)據(jù)采集、無線通信和數(shù)據(jù)同步等相關(guān)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)配電線路故障數(shù)據(jù)采集及故障判斷提供了一種有效的同步方法。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為:一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，首先，在配電網(wǎng)架空線路三相導(dǎo)線上各獨(dú)立裝有電流采樣裝置，分別為電流采樣裝置A、B、C，且所述電流采樣裝置與裝于電桿上的通信終端通過無線通信模塊進(jìn)行雙向通信；當(dāng)需要進(jìn)行同步采樣時，所述通信終端通過無線通信模塊分別告知三相導(dǎo)線上的電流采樣裝置A、B、C，使安裝于電流采樣裝置底部的紅外接收管處于接收狀態(tài)，當(dāng)電流采樣裝置的紅外接收管均處于接收狀態(tài)后，通過無線通信模塊進(jìn)行告知通信終端，以確認(rèn)當(dāng)前電流采樣裝置已經(jīng)進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)；當(dāng)所述通信終端確認(rèn)電流采樣裝置A、B、C均已全部進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)后，通過其頂部的紅外發(fā)射管對電流采樣裝置A、B、C上的紅外接收管發(fā)射紅外同步觸發(fā)信號，所述紅外接收管接收到紅外同步觸發(fā)信號后，所述電流采樣裝置A、B、C開始同步計時采集電流數(shù)據(jù)，并啟動內(nèi)部計時時鐘信號，直到計時至設(shè)定時間，以停止同步采樣，最后，當(dāng)計時至設(shè)定時間時，停止同步采樣，保存電流數(shù)據(jù)并通過無線通信模塊傳送到通信終端，至此便完成配電網(wǎng)架空線路三相電流的同步采樣。
[0009]所述通信終端主要負(fù)責(zé)進(jìn)行三相同步通信及發(fā)送紅外觸發(fā)命令，同時負(fù)責(zé)三相采樣原始數(shù)據(jù)處理及遠(yuǎn)傳；當(dāng)需要進(jìn)行同步采樣時，所述通信終端通過無線通信模塊進(jìn)行通知電流采樣裝置，使其開啟紅外接收管，進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)，待三相導(dǎo)線上的電流采樣裝置均進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)后，所述通信終端通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外同步觸發(fā)信號，電流采樣裝置即開始進(jìn)行電流同步采樣；之后，所述通信終端通過判斷在特定時間TO內(nèi)是否收到電流采樣裝置的采樣數(shù)據(jù)來判斷是否需要重新進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采樣，若否，則需再次通過無線通信模塊通知電流采樣裝置進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)，重復(fù)以上同步數(shù)據(jù)采樣過程，若是，則同步采樣結(jié)束。
[0010]所述電流采樣裝置A、B、C開始同步計時采集電流數(shù)據(jù)，并啟動內(nèi)部計時時鐘信號，當(dāng)計時標(biāo)志為200毫秒時停止同步采樣，以此采集10個周波電流原始數(shù)據(jù)。
[0011]所述無線通信模塊為433MHz無線通信模塊。
[0012]所述紅外同步觸發(fā)信號為38KHz的觸發(fā)同步高電平信號。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果:
[0014]1、本發(fā)明通過采用紅外發(fā)射管與接收管來進(jìn)行觸發(fā)同步功能，無需裝置微處理器實(shí)時開啟時鐘功能，只需裝置在接收到同步觸發(fā)信號后啟動一個短計時時鐘，避免裝置微處理器內(nèi)部時鐘長期運(yùn)行出現(xiàn)累積誤差；
[0015]2、本發(fā)明通過紅外發(fā)射與接收進(jìn)行觸發(fā)同步命令，紅外發(fā)射管與接收管通過調(diào)制成38KHz特殊紅外光信號，該光信號指向信好，傳輸方向可根據(jù)安裝位置調(diào)整，不易受到外部電磁及射頻干擾，從而能有效解決無線信號進(jìn)行同步的時容易遇到外部電磁干擾及通訊延遲等問題；
[0016]3、研發(fā)人員可通過本發(fā)明方法采集到的三相同步的電流信息，通過詳細(xì)分析各相電流的相位和幅度關(guān)系，運(yùn)用更多的算法確定線路故障的故障類型，從而提高故障報警的準(zhǔn)確率，更方便地維護(hù)架空線路的正常運(yùn)行。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的配電網(wǎng)架空線路示意圖。
[0018]圖2為本發(fā)明的電流采樣裝置結(jié)構(gòu)框圖。
[0019]圖3為本發(fā)明的通信終端結(jié)構(gòu)框圖。
[0020]圖4為本發(fā)明的電流采樣裝置同步采樣流程圖。
[0021]圖5為本發(fā)明的電流采樣裝置同步采樣時序示意圖。[0022]圖6為本發(fā)明的通信終端同步采樣流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0024]本實(shí)施例所述的配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，其具體情況如下:
[0025]如圖1所示，在配電網(wǎng)架空線路三相導(dǎo)線上各獨(dú)立裝有一電流采樣裝置，分別為電流采樣裝置A、B、C，而所述電流采樣裝置的結(jié)構(gòu)框圖具體如圖2所示，且所述電流采樣裝置A、B、C與裝于電桿上的通信終端通過433MHz無線通信模塊進(jìn)行雙向通信，所述通信終端的結(jié)構(gòu)框圖具體如圖3所示。
[0026]如圖4所示，當(dāng)需要進(jìn)行同步采樣時，所述通信終端通過433MHz無線通信模塊分別告知三相導(dǎo)線上的電流采樣裝置A、B、C，使安裝于電流采樣裝置A、B、C底部的紅外接收管處于接收狀態(tài)，當(dāng)電流采樣裝置的紅外接收管均處于接收狀態(tài)后，通過無線通信模塊進(jìn)行告知通信終端，以確認(rèn)當(dāng)前電流采樣裝置已經(jīng)進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)。
[0027]當(dāng)所述通信終端確認(rèn)電流采樣裝置A、B、C均已全部進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)后，通過安裝在所述通信終端頂部的紅外發(fā)射管對電流采樣裝置A、B、C上的紅外接收管發(fā)射38KHz的紅外同步觸發(fā)信號(具體為觸發(fā)同步高電平信號)，所述紅外接收管接收到紅外同步觸發(fā)信號后，所述電流采樣裝置A、B、C開始同步計時采集電流數(shù)據(jù)，并啟動其內(nèi)部計時時鐘信號，直到計時至設(shè)定時間，以停止同步采樣，如圖5所示，當(dāng)計時標(biāo)志為200毫秒時停止同步采樣，以此采集10個周波電流原始數(shù)據(jù)，最后，保存電流數(shù)據(jù)并通過無線通信模塊傳送到通信終端，至此便完成配電網(wǎng)架空線路三相電流的同步采樣。
[0028]在本實(shí)施例中，所述通信終端主要負(fù)責(zé)進(jìn)行三相同步通信及發(fā)送紅外觸發(fā)命令，同時負(fù)責(zé)三相采樣原始數(shù)據(jù)處理及遠(yuǎn)傳；如圖6所示，當(dāng)需要進(jìn)行同步采樣時，所述通信終端通過433MHz無線通信模塊進(jìn)行通知電流采樣裝置A、B、C，使其開啟紅外接收管，進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)，待三相導(dǎo)線上的電流采樣裝置A、B、C均進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)后，所述通信終端通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外同步觸發(fā)信號，電流采樣裝置即開始進(jìn)行電流同步采樣；之后，所述通信終端通過判斷在特定時間TO內(nèi)是否收到電流采樣裝置的采樣數(shù)據(jù)來判斷是否需要重新進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采樣，若否，則需要再次通過無線通信模塊通知電流采樣裝置A、B、C進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)，然后重復(fù)以上同步數(shù)據(jù)采樣過程，若是，則同步采樣結(jié)束。
[0029]由此可見，本發(fā)明通過采用紅外發(fā)射管與接收管來進(jìn)行觸發(fā)同步功能，無需電流采樣裝置內(nèi)的微處理器實(shí)時開啟時鐘功能，只需電流采樣裝置在接收到同步觸發(fā)信號后啟動一個短計時時鐘，從而避免電流采樣裝置的微處理器內(nèi)部時鐘長期運(yùn)行出現(xiàn)累積誤差；此外，本發(fā)明通過紅外發(fā)射與接收進(jìn)行觸發(fā)同步命令，紅外發(fā)射管與接收管通過調(diào)制成38KHz特殊紅外光信號，該光信號指向信好，傳輸方向可根據(jù)安裝位置調(diào)整，不易受到外部電磁及射頻干擾，從而能有效解決無線信號進(jìn)行同步的時容易遇到外部電磁干擾及通訊延遲等問題。
[0030]總之，在采用以上方案后，本發(fā)明能有效確保采集到的三相電流在時間上具有一致性，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步采集的目的。這相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明綜合運(yùn)用了數(shù)據(jù)采集、無線通信和數(shù)據(jù)同步等相關(guān)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)配電線路故障數(shù)據(jù)采集及故障判斷提供了一種有效的同步方法，研發(fā)人員可通過本發(fā)明方法采集到的三相同步的電流信息，通過詳細(xì)分析各相電流的相位和幅度關(guān)系，運(yùn)用更多的算法確定線路故障的故障類型，從而提高故障報警的準(zhǔn)確率，進(jìn)而更方便地維護(hù)架空線路的正常運(yùn)行，值得推廣。
[0031]以上所述之實(shí)施例子只為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，其特征在于:首先，在配電網(wǎng)架空線路三相導(dǎo)線上各獨(dú)立裝有電流采樣裝置，分別為電流采樣裝置A、B、C，且所述電流采樣裝置與裝于電桿上的通信終端通過無線通信模塊進(jìn)行雙向通信；當(dāng)需要進(jìn)行同步采樣時，所述通信終端通過無線通信模塊分別告知三相導(dǎo)線上的電流采樣裝置A、B、C，使安裝于電流采樣裝置底部的紅外接收管處于接收狀態(tài)，當(dāng)電流采樣裝置的紅外接收管均處于接收狀態(tài)后，通過無線通信模塊進(jìn)行告知通信終端，以確認(rèn)當(dāng)前電流采樣裝置已經(jīng)進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)；當(dāng)所述通信終端確認(rèn)電流采樣裝置A、B、C均已全部進(jìn)入同步觸發(fā)等待狀態(tài)后，通過其頂部的紅外發(fā)射管對電流采樣裝置A、B、C上的紅外接收管發(fā)射紅外同步觸發(fā)信號，所述紅外接收管接收到紅外同步觸發(fā)信號后，所述電流采樣裝置A、B、C開始同步計時采集電流數(shù)據(jù)，并啟動內(nèi)部計時時鐘信號，直到計時至設(shè)定時間，以停止同步采樣，最后，當(dāng)計時至設(shè)定時間時，停止同步采樣，保存電流數(shù)據(jù)并通過無線通信模塊傳送到通信終端，至此便完成配電網(wǎng)架空線路三相電流的同步采樣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，其特征在于:所述通信終端主要負(fù)責(zé)進(jìn)行三相同步通信及發(fā)送紅外觸發(fā)命令，同時負(fù)責(zé)三相采樣原始數(shù)據(jù)處理及遠(yuǎn)傳；當(dāng)需要進(jìn)行同步采樣時，所述通信終端通過無線通信模塊進(jìn)行通知電流采樣裝置，使其開啟紅外接收管，進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)，待三相導(dǎo)線上的電流采樣裝置均進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)后，所述通信終端通過紅外發(fā)射管發(fā)射紅外同步觸發(fā)信號，電流采樣裝置即開始進(jìn)行電流同步采樣；之后，所述通信終端通過判斷在特定時間TO內(nèi)是否收到電流采樣裝置的采樣數(shù)據(jù)來判斷是否需要重新進(jìn)行同步數(shù)據(jù)采樣，若否，則需再次通過無線通信模塊通知電流采樣裝置進(jìn)入等待觸發(fā)狀態(tài)，重復(fù)以上同步數(shù)據(jù)采樣過程，若是，則同步采樣結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，其特征在于:所述電流采樣裝置A、B、C開始同步計時采集電流數(shù)據(jù)，并啟動內(nèi)部計時時鐘信號，當(dāng)計時標(biāo)志為200毫秒時停止同步采樣，以此采集10個周波電流原始數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，其特征在于:所述無線通信模塊為433MHz無線通信模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種配電網(wǎng)架空線路三相電流采樣同步方法，其特征在于:所述紅外同步觸發(fā)信號為38KHz的觸發(fā)同步高電平信號。
【文檔編號】G01R31/08GK103698584SQ201410009415
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】李 瑞, 羅峰 申請人:廣州思泰信息技術(shù)有限公司