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    重庆时时彩双胆怎么压: 一种零序电流远程实时监测系统及监测方法.pdf

    关 键 词:
    一种 电流 远程 实时 监测 系统 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611160256.4

    申请日:

    2016.12.15

    公开号:

    CN106771483A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 19/00申请日:20161215|||公开
    IPC分类号: G01R19/00 主分类号: G01R19/00
    申请人: 东南大学
    发明人: 张一荻
    地址: 210096 江苏省南京市四牌楼2号
    优先权:
    专利代理机构: 江苏永衡昭辉律师事务所 32250 代理人: 王斌
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611160256.4

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及电气工程技术领域,公开了一种零序电流实时监测系统及监测方法,其中监测系统包括零序电流探测器、路由器、协调器和云端监控中心,其特征在于:所述零序电流探测器包括零序电流互感器、信号调理电路、第一单片机以及第一ZigBee???;所述零序电流探测器用于检测供电线侧的零序电流并通过所述第一ZigBee??榻惺莘⑺?;所述协调器接收探测器发送来的数据,再将数据通过GRPS??榉⑺透贫酥行?。监控中心的检修人员根据监测的零序电流大小和位置,安排人员排除相应故障,从而实现零序电流实时、远程监测,并快速查找出零序电流故障点。

    权利要求书

    1.一种零序电流实时监测系统,包括零序电流探测器、路由器、协调器和云端监控中
    心,其特征在于:所述零序电流探测器包括零序电流互感器、信号调理电路、第一单片机以
    及第一ZigBee???;所述零序电流探测器用于检测供电线侧的零序电流并通过所述第一
    ZigBee??榻惺莘⑺?;所述协调器接收探测器发送来的数据,再将数据通过GRPS???br />发送给云端中心。
    2.根据权利要求1所述的零序电流实时监测系统,其特征在于:所述协调器包括第二
    ZigBee???、第二单片机以及GRPS???,第二单片机的一个输出接口与所述第二ZigBee模
    块连接用于接收探测器发送的零序电流数据;第二单片机的另一个输出接口与所述GPRS芯
    片相连,通过GPRS芯片将数据发送给云端监控中心。
    3.根据权利要求2所述的零序电流实时监测系统,其特征在于:所述第二单片机采用
    ATMega644pa芯片。
    4.利用如权利要求1、2或3所述的零序电流实时监测系统实现零序电流远程实时监测
    方法,其特征在于,步骤为:
    步骤一、采用零序电流探测器,检测供电线侧的零序电流:零序电流互感器通过电磁感
    应产生二次感应电流,该电流经信号调理电路进行放大、滤波、整流和A/D转换处理,输入单
    片机,单片机对数据进行处理后,再通过ZigBee??榻惺莘⑺?;
    步骤二、采用协调器接收零序电流探测器发送来的数据,再将协调器中数据通过GRPS
    ??榉⑺透贫思嗫刂行?;
    步骤三、监控中心的检修人员根据监测的零序电流大小和位置,安排人员排除相应故
    障。

    说明书

    一种零序电流远程实时监测系统及监测方法

    技术领域

    本发明涉及一种零序电流远程实时监测方法,属于电气工程技术领域。

    背景技术

    电能是现代社会最重要的能源之一,电力事业的飞速发展推动了社会进步,极大
    地方便了人们生活,但是随着用电量的不断增加,人身触电和电气火灾事故已成为人们关
    注的重要问题。电力用户遭受的大部分事故是由配电网故障引起的,准确地测定配电网故
    障位置,对于及时隔离并修复故障、提高供电可靠性具有十分重要的意义。

    中低压配电网中性点一般是不接地或经消弧线圈小电流方式接地,此类电网某一
    相发生接地故障时,则会产生零序电流,零序电流会导致电力资源的浪费,造成重大的财产
    损失,甚至人员伤亡事故,是电网的一大危害。通常,由于零序电流数值很小,而且现场存在
    电磁干扰以及零序回路中存在高次谐波,使检出的故障信号的信噪比非常低,某些情况下
    零序电流就已经低于电磁式电流互感器的下限值。因此使故障点很难准确诊断出。随着配
    电系统对自动化水平要求的提高,需要新型实时监测系统,实现对零序电流的实时、远程监
    测,从而正确地诊断出故障线路、区段、确定故障点,并将停电范围缩小到故障线路段的最
    小范围。

    发明内容

    本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种零序电流远
    程实时监测系统及检测方法。

    为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案为:

    一种零序电流实时监测系统,包括零序电流探测器、路由器、协调器和云端监控中
    心,其特征在于:所述零序电流探测器包括零序电流互感器、信号调理电路、第一单片机以
    及第一ZigBee???;所述零序电流探测器用于检测供电线侧的零序电流并通过所述第一
    ZigBee??榻惺莘⑺?;所述协调器接收探测器发送来的数据,再将数据通过GRPS???br />发送给云端中心。

    所述协调器包括第二ZigBee???、第二单片机以及GRPS???,第二单片机的一个
    输出接口与所述第二ZigBee??榱佑糜诮邮仗讲馄鞣⑺偷牧阈虻缌魇?;第二单片机的
    另一个输出接口与所述GPRS芯片相连,通过GPRS芯片将数据发送给云端监控中心。

    所述第二单片机采用ATMega644pa芯片。

    零序电流远程实时监测方法,其特征在于,步骤为:

    步骤一、采用零序电流探测器,检测供电线侧的零序电流:零序电流互感器通过电
    磁感应产生二次感应电流,该电流经信号调理电路进行放大、滤波、整流和A/D转换处理,输
    入单片机,单片机对数据进行处理后,再通过ZigBee??榻惺莘⑺?;

    步骤二、采用协调器接收零序电流探测器发送来的数据,再将协调器中数据通过
    GRPS??榉⑺透贫思嗫刂行?;

    步骤三、监控中心的检修人员根据监测的零序电流大小和位置,安排人员排除相
    应故障。

    本发明监测系统设计基于ZigBe无线通信网络技术,考虑电网零序电流监测的特
    点,系统采用簇树形网络结构,由终端节点、路由节点、协调器节点三种节点构成,终端节点
    主要进行零序电流的采集和发送,路由节点主要接受及转发终端节点数据,协调器节点主
    要负责组建网络和接受网络中的数据,并进行处理显示。

    基于上述思想,设计的零序电流监测系统由零序电流探测器、路由器、协调器和云
    端监控中心等组成,其中零序电流探测器构成终端节点,路由器构成路由节点,零序电流协
    调器构成协调器节点。

    附图说明

    图1是零序电流监测系统结构框图;

    图2是零序电流探测器结构框图;

    图3是零序电流信号调理电路。

    具体实施方式

    为了更好的理解本发明的技术方案,结合附图,作进一步的详细描述如下:

    零序电流远程实时监测系统的设计基于ZigBe无线通信网络技术,考虑电网中零
    序电流监测的特点,数据传输采用簇树形网络结构,设计的零序电流监测系统如图1所示,
    由零序电流探测器、路由器、协调器和云端监控中心组成。系统工作时,协调器先上电组建
    网络,电流探测器采集零序电流值,并通过Zigbee网络,经路由器传输到协调器,协调器再
    通过GPRS网络将数据发送至云端监控中心,进行实时监测。

    1零序电流探测器

    零序电流探测器用于检测供电线侧的零序电流,由零序电流互感器、信号调理电
    路、单片机、ZigBee???、电源电路等组成,如图2所示。单片机是探测器的核心,主要完成零
    序电流的采集和数据输送,系统选用PIC16F182单片机,该单片机有高速串行通讯、低功耗、
    可靠性高等优点。ZigBee??橥瓿墒莘⑺?、数据接收等功能,选用CC2530F256芯片。电源
    ??槿∽匀嗟缤幸幌嗟缪?,经整流,滤波,稳压后输出5v电压给单片机供电;

    零序电流互感器的一次侧串联在被测的供电线路中,二次绕组通过电磁感应产生
    二次感应电流,该感应电流与被测的零序电流成正比,本系统选用HWXQ01微型电流互感器。

    信号调理电路如图3所示,图中I/V转换电路将二次感应电流转换为相应的电压
    值,I/V电路由集成运放U1和电阻R1、R2、R3组成,转换的其电压为

    u01=R2i (5)

    考虑检测的零序电流为毫安级的电流,通常小于10mA,因此必须对转换后的微弱
    电压进行放大,放大到伏特级的电压信号,放大电路由集成运放U2和电阻R4、R5、R6组成。放
    大后的电压为

    uo2=uo1×(R5/R4)=i×(R2R5/R4) (6)

    由于在检测的零序电流信号中通常伴有大量的高频干扰,为此系统设置了一个二
    阶低通滤波器,滤波器由运放U3和电阻、电容构成,其截止频率为50Hz,可有效滤除高频干
    扰噪声,从而保证高的零序电流检测精度。

    运算放大器U4、U5构成精密全波整流电路,将双极性的正弦交流电压信号,整流成
    单极性的直流电压信号,以便进行A/D转换。

    2协调器

    协调器接收探测器发送来的数据,再将协调器中数据通过GRPS??榉⑺透贫酥?br />心。协调器由ZigBee???、单片机、GRPS???、电源电路等组成。单片机选用ATmega644pa芯
    片,ATmega644pa外部晶振为12M,运行速度满足系统检测需求,其片内有一片2K的EPROM和
    一片64K的Flash存储器,工作时ATMega644pa芯片的一个串行口与Zigbee??橄嗔?,接收探
    测器发送的零序电流数据;另一个串行口与GPRS芯片相连,通过GPRS芯片将数据发送给云
    端监控中心。

    3ZigBee无线组网

    ZigBee无线组网其采用IEEE802.15.4通讯协议,包括应用层、安全层、网络层、MAC
    层、物理层等。整个ZigBee网络由终端节点,路由节点,协调器节点组成,终端节点采集数据
    发送至路由节点,再由路由节点发送至协调器节点。由于子节点之间通讯需要通过父节点,
    因此父节点的正常运行关乎整个系统的稳定性,本系统的父节点采用双终端设备来保证其
    可靠性。

    整个系统的工作过程为:协调器节点上电初始化后,组建网络并等待子节点加入
    网络,路由节点和部分终端节点上电初始化后申请加入网络,路由节点开启路由功能,大部
    分终端节点最后选择路由节点加入网络。网络组建后,数据采集节点利用探测器采集零序
    电流值,并通过路由节点转发到协调器节点进行数据处理,通过GPRS芯片将数据发送给云
    端监控中心。监控中心的检修人员根据监测的零序电流大小和位置,安排人员排除相应故
    障。

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