輸電線路電流狀態在線監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于供電系統控制領域，具體涉及一種輸電線路電流狀態在線監測系統。
【背景技術】
[0002]隨著電力系統自動化與現代化管理的應用越來越多，輸電線路在線監測技術成為現實。近幾年，環境、人為等因素造成電網故障等問題時有發生，使得人們加深了對輸電線路在線監測技術的重視和投入。現有的在線監測技術基本是通過在線電路電壓監測，這些技術存在監測實時性不高，漏檢等情況。本文提出的輸電線路狀態在線監測系統通過電流的測量數據直觀地監測導線的運行狀態，提高了在線監測的準確性和實時性。

【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在于提出一種輸電線路電流狀態在線監測的方法，通過監測感應線圈采集交流電的電勢信號實現對輸電線路電流狀態的在線監測，具有性價比高的優點。
[0004]為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案:一種輸電線路電流狀態在線監測系統，該系統包括控制中心、數據傳輸端和監控終端，所述數據傳輸端分別與控制中心、監控終端進行無線通信；所述監控終端包括依次連接的電流數據采集單元105、全波精密整流單元106、二階低通濾波單元107、采樣保持單元108、差分放大檢測單元109、MCU處理單元110和無線射頻通信單元104。所述控制中心包括主機101、GPRS無線通信單元102，并通過GPRS無線通信單元102與數據傳輸端進行相互連接通信；所述數據傳輸端包括GPRS無線通信模塊111、微處理器103、無線射頻通信模塊112，并通過無線射頻通信模塊112與監控終端進行相互連接通信，通過GPRS無線通信模塊111與控制中心進行相互連接通信。所述電流數據采集單元105包括感應線圈、壓敏電阻和肖特基二極管，所述壓敏電阻和肖特基二極管串聯后與感應線圈并聯。所述二階低通濾波單元107包括兩個RC環節和放大電路。所述無線射頻通信單元104包括外部晶振、天線和與MCU處理單元110聯系的通信接口。所述全波精密整流單元106包括兩個運放和二極管。
[0005]由上述技術方案可知，本實用新型通過懸掛在架空線路上的感應線圈裝置采集架空線路上的交流電，當被測交流電流通過感應線圈時，判斷相應的電勢信號實現對輸電線路電流狀態的在線監測，具有測量精度高，靈敏度高，性價比高，抗干擾能力強等優點，并且可在強磁場，強電壓等惡劣環境下穩定工作。
【附圖說明】
[0006]圖1是本實用新型的電路結構圖；
[0007]圖2是本實用新型中的電流數據采集單元電路圖；
[0008]圖1中所示，101、主機；102、GPRS無線通信單元；103、微處理器；104、無線射頻通信單元；105、電流數據采集單元；106、全波精密整流單元；107、二階低通濾波單元；108、采樣保持單元；109、差分放大檢測單元；110、MCU處理單元；111、GPRS無線通信模塊；112、無線射頻通信模塊。
【具體實施方式】
[0009]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本實用新型的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本實用新型的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0010]如圖1所示，感應線圈采集得到的交流電作為全波精密整流單元的輸入。由于普通的二極管整流電路失真較大，傳輸效率低，靈敏度和精度都不高，于是設計出一種全波精密整流單元，由兩個運放組成的高線性全波精密整流電路，可同時檢測得到交流信號的正負向信號，實時性更好，采用雙±12V電源供電，并分別進行退耦。二階低通濾波單元由兩個RC環節和由運放組成的同相比例放大電路構成，采用雙±12V電源供電。差分放大檢測單元，采集的交流信號經以上電路處理后，已經轉化為直流的電壓信號。將直流電壓信號送至差分運算電路的同相輸入端，與反相輸入端經過減法運算后得到輸出電壓。無線射頻通信單元包括外部晶振、與MCU的通信接口以及天線三部分組成。
[0011]數據傳輸端包括無線射頻通信模塊、MCU處理控制單元、GPRS無線通信模塊和電源供電單元，無線射頻通信模塊與監測終端的無線射頻通信單元結構相同。電源供電單元為7?24V，這里使用12V電壓作為GPRS模塊的供電電源。
[0012]控制中心一般由主機和GPRS無線通信單元兩部分組成，主機可以為基于Windows平臺的工控機或計算機，GPRS無線通信模塊與數據傳輸端的GPRS無線通信單元結構相同。主機與無線通信模塊之間通過串口實現異步串行通信。控制中心硬件單元設在供電公司或各變電所，根據實際需要通過無線通信網絡向監測終端發送控制指令，并根據接收的數據信息，結合相關理論與數據處理程序，分析輸電線路的運行狀態信息，從而實現輸電線路電路狀態的在線監測。高壓輸電線路處于正常工作狀態的時候，監測終端的感應線圈能夠采集導線電流。當控制中心主機客戶端軟件通過GPRS無線通信單元發送查詢指令獲取電流信號時，由數據傳輸端響應并經過微處理器處理后通過無線射頻通信單元發送給監控終端。監測終端接收到該指令后將采集到的電流經處理后回傳至數據傳輸端，經數據傳輸端轉發后再回傳至控制中心。
[0013]如圖2所示，在感應線圈上并聯接入一個壓敏電阻和肖特基二極管，限制了線圈兩端的電壓，當線圈由導通狀態切斷時，其電磁能釋放所產生的高壓能被二極管所吸收，開關的電弧也就被消除了，避免了電能的浪費。
[0014]綜上所述，本實用新型通過懸掛在架空線路上的感應線圈裝置采集架空線路上的交流電，當被測交流電流通過感應線圈時，判斷相應的電勢信號實現對輸電線路電流狀態的在線監測，具有測量精度高，靈敏度高，性價比高，抗干擾能力強等優點，并且可在強磁場，強電壓等惡劣環境下穩定工作。
[0015]上面結合附圖對本實用新型進行了示例性描述，顯然本實用新型的具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本實用新型的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本實用新型的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種輸電線路電流狀態在線監測系統，其特征在于，該系統包括控制中心、數據傳輸端和監控終端，所述數據傳輸端分別與控制中心、監控終端進行無線通信；所述監控終端包括依次連接的電流數據采集單元(105)、全波精密整流單元(106)、二階低通濾波單元(107)、采樣保持單元(108)、差分放大檢測單元(109)、MCU處理單元(110)和無線射頻通信單元(104)。2.根據權利要求1所述的輸電線路電流狀態在線監測系統，其特征在于，所述控制中心包括主機(101)、GPRS無線通信單元(102)，并通過GPRS無線通信單元(102)與數據傳輸端進行相互連接通信。3.根據權利要求1所述的輸電線路電流狀態在線監測系統，其特征在于，所述數據傳輸端包括GPRS無線通信模塊(111)、微處理器(103)、無線射頻通信模塊(112)，并通過無線射頻通信模塊(112)與監控終端進行相互連接通信，通過GPRS無線通信模塊(111)與控制中心進行相互連接通信。4.根據權利要求1所述的輸電線路電流狀態在線監測系統，其特征在于，所述電流數據采集單元(105)包括感應線圈、壓敏電阻和肖特基二極管，所述壓敏電阻和肖特基二極管串聯后與感應線圈并聯。5.根據權利要求1所述的輸電線路電流狀態在線監測系統，其特征在于，所述二階低通濾波單元(107)包括兩個RC環節和放大電路。6.根據權利要求1所述的輸電線路電流狀態在線監測系統，其特征在于，所述無線射頻通信單元(104)包括外部晶振、天線和與MCU處理單元(110)聯系的通信接口。7.根據權利要求1所述的輸電線路電流狀態在線監測系統，其特征在于，所述全波精密整流單元(106)包括兩個運放和二極管。
【專利摘要】本實用新型公開了一種輸電線路電流狀態在線監測系統，該系統包括控制中心、數據傳輸端和監控終端，所述數據傳輸端分別與控制中心、監控終端進行無線通信；所述監控終端包括依次連接的電流數據采集單元、全波精密整流單元、二階低通濾波單元、采樣保持單元、差分放大檢測單元、MCU處理單元和無線射頻通信單元。本實用新型提出的輸電線路狀態在線監測系統通過電流的測量數據直觀地監測導線的運行狀態，提高了在線監測的準確性和實時性。
【IPC分類】G01R31/00
【公開號】CN205120859
【申請號】CN201520831058
【發明人】丁緒星, 宋鳳樓, 朱誠, 黃重春, 喬啟星, 涂全勝, 凌敏, 高麗
【申請人】安徽師范大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年10月23日