《一种配电网架空线路三相电流采样同步方法.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种配电网架空线路三相电流采样同步方法.pdf（9页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103698584 A (43)申请公布日 2014.04.02 CN 103698584 A (21)申请号 201410009415.5 (22)申请日 2014.01.08 G01R 19/00(2006.01) G01R 31/08(2006.01) (71)申请人 广州思泰信息技术有限公司 地址 510000 广东省广州市科学城科学大道 182 号创新大厦 C3 区 801 (72)发明人 李瑞 罗峰 (74)专利代理机构 广州市华学知识产权代理有 限公司 44245 代理人 黄磊 (54) 发明名称 一种配电网架空线路三相电流采样同步方法 (57) 摘要 。
2、本发明公开了一种配电网架空线路三相电流 采样同步方法， 采样时， 通信终端通过无线通信模 块分别告知三相导线上的电流采样装置， 使电流 采样装置上的红外接收管处于接收状态， 当红外 接收管处于接收状态后， 通过无线通信模块告知 通信终端， 以确认当前电流采样装置已进入同步 触发等待状态 ； 当通信终端确认电流采样装置均 已全部进入同步触发等待状态后， 通过其上的红 外发射管对红外接收管发射红外同步触发信号， 红外接收管接收到后， 电流采样装置开始同步计 时采集电流数据， 并启动内部计时时钟信号， 当计 时至设定时间时， 停止同步采样， 保存电流数据并 通过无线通信模块传送到通信终端。本发明确保。
3、 采集到的三相电流在时间上具有一致性， 实现数 据同步采集。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 (10)申请公布号 CN 103698584 A CN 103698584 A 1/1 页 2 1. 一种配电网架空线路三相电流采样同步方法， 其特征在于 ： 首先， 在配电网架空线 路三相导线上各独立装有电流采样装置， 分别为电流采样装置 A、 B、 C， 且所述电流采样装 置与装于电杆上的通信终端通过无线通信模块进行双向通信 ； 当需要进行同步采样时， 所 述。
4、通信终端通过无线通信模块分别告知三相导线上的电流采样装置 A、 B、 C， 使安装于电流 采样装置底部的红外接收管处于接收状态， 当电流采样装置的红外接收管均处于接收状态 后， 通过无线通信模块进行告知通信终端， 以确认当前电流采样装置已经进入同步触发等 待状态 ； 当所述通信终端确认电流采样装置 A、 B、 C 均已全部进入同步触发等待状态后， 通 过其顶部的红外发射管对电流采样装置 A、 B、 C 上的红外接收管发射红外同步触发信号， 所 述红外接收管接收到红外同步触发信号后， 所述电流采样装置 A、 B、 C 开始同步计时采集电 流数据， 并启动内部计时时钟信号， 直到计时至设定时间， 。
5、以停止同步采样， 最后， 当计时至 设定时间时， 停止同步采样， 保存电流数据并通过无线通信模块传送到通信终端， 至此便完 成配电网架空线路三相电流的同步采样。 2. 根据权利要求 1 所述的一种配电网架空线路三相电流采样同步方法， 其特征在于 ： 所述通信终端主要负责进行三相同步通信及发送红外触发命令， 同时负责三相采样原始数 据处理及远传 ； 当需要进行同步采样时， 所述通信终端通过无线通信模块进行通知电流采 样装置， 使其开启红外接收管， 进入等待触发状态， 待三相导线上的电流采样装置均进入等 待触发状态后， 所述通信终端通过红外发射管发射红外同步触发信号， 电流采样装置即开 始进行电流。
6、同步采样 ； 之后， 所述通信终端通过判断在特定时间 T0 内是否收到电流采样 装置的采样数据来判断是否需要重新进行同步数据采样， 若否， 则需再次通过无线通信模 块通知电流采样装置进入等待触发状态， 重复以上同步数据采样过程， 若是， 则同步采样结 束。 3. 根据权利要求 1 所述的一种配电网架空线路三相电流采样同步方法， 其特征在于 ： 所述电流采样装置 A、 B、 C 开始同步计时采集电流数据， 并启动内部计时时钟信号， 当计时 标志为 200 毫秒时停止同步采样， 以此采集 10 个周波电流原始数据。 4. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种配电网架空线路三相电流采样同步方法， 其。
7、特征在 于 ： 所述无线通信模块为 433MHz 无线通信模块。 5. 根据权利要求 1 或 2 所述的一种配电网架空线路三相电流采样同步方法， 其特征在 于 ： 所述红外同步触发信号为 38KHz 的触发同步高电平信号。 权 利 要 求 书 CN 103698584 A 2 1/4 页 3 一种配电网架空线路三相电流采样同步方法 技术领域 0001 本发明涉及配电网架空线路电流同步采样的技术领域， 尤其是指一种配电网架空 线路三相电流采样同步方法。 背景技术 0002 当前， 我国配电网中性点接地方式主要为小电流接地系统， 在小电流接地系统中， 线路接地故障判断一直为业界难题， 目前故障判断。
8、定位方法一般为在线路上安装简单故障 指示器或带通信功能的数字型故障指示器。通过故障指示器对线路电流的检测进行故障 判断。而接地判断方法一般都采用电容电流法， 通过设定一定的电容电流阀值来进行识别 接地故障， 由于接地时电容电流的大小与线路材质、 长短均有关系， 在一些线路较短的线路 上， 接地电容电流较小， 故障指示器无法进行检测， 故无法实现接地故障判断。如能在配电 网线路各支线位置采集到线路的电流实时数据， 包括幅值、 频率、 相位等， 通过计算零序电 流， 对接地故障的判断准确率将会大大提高。 0003 目前， 对架空型配电线路进行电流采样， 按照设备接入方式来分主要有两种方 式 ： 0。
9、004 1、 通过在线路上安装 CT（电流互感器） 来进行电流采集， 此种方法的好处是可实 时采集线路三相电流幅度、 频率、 相位等相关信息， 缺点就是设备成本偏高， 设备安装时需 进行线路停电安装， 安装不方便。 0005 2、 通过在三相线路上安装有电池供电的小型 CT 传感器进行电流采样， 采样数据 通过无线发送出来， 由此得到线路电流信息。此种方法好处是设备体积小、 成本低、 可带电 安装。缺点就是配电线路 ABC 三相数据采集终端均属于独立工作状态， 无法保证三相电流 数据的实时同步性， 而我们在进行对线路三相电流进行分析处理时均要涉及到三相电流的 幅值、 频率、 相位、 零序等相关。
10、信息， 所以能否有一种既满足成本及安装条件要求又能保证 电流采集的同步性就显得十分重要。 0006 此外， 数据同步取决于无线通信的成功率， 如出现电磁干扰等情况下无线通信的 成功率将极大影响数据同步的准确率。 另外， 无线通信收发具有一定的延迟时间， 且延迟时 间无法估算， 这也导致数据的同步的准确性。简单实用无线 RF 进行同步数据采集， 由于各 同步设备均需长时间处于接收状态， 设备工作消耗电流过大， 不适宜长久户外使用。 发明内容 0007 本发明的目的在于克服现有技术的不足， 提供一种高效合理的配电网架空线路三 相电流采样同步方法， 其综合运用了数据采集、 无线通信和数据同步等相关技。
11、术， 为实现配 电线路故障数据采集及故障判断提供了一种有效的同步方法。 0008 为实现上述目的， 本发明所提供的技术方案为 ： 一种配电网架空线路三相电流采 样同步方法， 首先， 在配电网架空线路三相导线上各独立装有电流采样装置， 分别为电流采 样装置 A、 B、 C， 且所述电流采样装置与装于电杆上的通信终端通过无线通信模块进行双向 说 明 书 CN 103698584 A 3 2/4 页 4 通信 ； 当需要进行同步采样时， 所述通信终端通过无线通信模块分别告知三相导线上的电 流采样装置 A、 B、 C， 使安装于电流采样装置底部的红外接收管处于接收状态， 当电流采样装 置的红外接收管均。
12、处于接收状态后， 通过无线通信模块进行告知通信终端， 以确认当前电 流采样装置已经进入同步触发等待状态 ； 当所述通信终端确认电流采样装置 A、 B、 C 均已全 部进入同步触发等待状态后， 通过其顶部的红外发射管对电流采样装置 A、 B、 C 上的红外接 收管发射红外同步触发信号， 所述红外接收管接收到红外同步触发信号后， 所述电流采样 装置 A、 B、 C 开始同步计时采集电流数据， 并启动内部计时时钟信号， 直到计时至设定时间， 以停止同步采样， 最后， 当计时至设定时间时， 停止同步采样， 保存电流数据并通过无线通 信模块传送到通信终端， 至此便完成配电网架空线路三相电流的同步采样。 。
13、0009 所述通信终端主要负责进行三相同步通信及发送红外触发命令， 同时负责三相采 样原始数据处理及远传 ； 当需要进行同步采样时， 所述通信终端通过无线通信模块进行通 知电流采样装置， 使其开启红外接收管， 进入等待触发状态， 待三相导线上的电流采样装置 均进入等待触发状态后， 所述通信终端通过红外发射管发射红外同步触发信号， 电流采样 装置即开始进行电流同步采样 ； 之后， 所述通信终端通过判断在特定时间 T0 内是否收到电 流采样装置的采样数据来判断是否需要重新进行同步数据采样， 若否， 则需再次通过无线 通信模块通知电流采样装置进入等待触发状态， 重复以上同步数据采样过程， 若是， 则。
14、同步 采样结束。 0010 所述电流采样装置 A、 B、 C 开始同步计时采集电流数据， 并启动内部计时时钟信 号， 当计时标志为 200 毫秒时停止同步采样， 以此采集 10 个周波电流原始数据。 0011 所述无线通信模块为 433MHz 无线通信模块。 0012 所述红外同步触发信号为 38KHz 的触发同步高电平信号。 0013 本发明与现有技术相比， 具有如下优点与有益效果 ： 0014 1、 本发明通过采用红外发射管与接收管来进行触发同步功能， 无需装置微处理器 实时开启时钟功能， 只需装置在接收到同步触发信号后启动一个短计时时钟， 避免装置微 处理器内部时钟长期运行出现累积误差 。
15、； 0015 2、 本发明通过红外发射与接收进行触发同步命令， 红外发射管与接收管通过调制 成 38KHz 特殊红外光信号， 该光信号指向信好， 传输方向可根据安装位置调整， 不易受到外 部电磁及射频干扰， 从而能有效解决无线信号进行同步的时容易遇到外部电磁干扰及通讯 延迟等问题 ； 0016 3、 研发人员可通过本发明方法采集到的三相同步的电流信息， 通过详细分析各相 电流的相位和幅度关系， 运用更多的算法确定线路故障的故障类型， 从而提高故障报警的 准确率， 更方便地维护架空线路的正常运行。 附图说明 0017 图 1 为本发明的配电网架空线路示意图。 0018 图 2 为本发明的电流采样。
16、装置结构框图。 0019 图 3 为本发明的通信终端结构框图。 0020 图 4 为本发明的电流采样装置同步采样流程图。 0021 图 5 为本发明的电流采样装置同步采样时序示意图。 说 明 书 CN 103698584 A 4 3/4 页 5 0022 图 6 为本发明的通信终端同步采样流程图。 具体实施方式 0023 下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。 0024 本实施例所述的配电网架空线路三相电流采样同步方法， 其具体情况如下 ： 0025 如图 1 所示， 在配电网架空线路三相导线上各独立装有一电流采样装置， 分别为 电流采样装置 A、 B、 C， 而所述电流采样装置的结构框图具。
17、体如图 2 所示， 且所述电流采样装 置A、 B、 C与装于电杆上的通信终端通过433MHz无线通信模块进行双向通信， 所述通信终端 的结构框图具体如图 3 所示。 0026 如图 4 所示， 当需要进行同步采样时， 所述通信终端通过 433MHz 无线通信模块分 别告知三相导线上的电流采样装置 A、 B、 C， 使安装于电流采样装置 A、 B、 C 底部的红外接收 管处于接收状态， 当电流采样装置的红外接收管均处于接收状态后， 通过无线通信模块进 行告知通信终端， 以确认当前电流采样装置已经进入同步触发等待状态。 0027 当所述通信终端确认电流采样装置 A、 B、 C 均已全部进入同步触发。
18、等待状态后， 通过安装在所述通信终端顶部的红外发射管对电流采样装置 A、 B、 C 上的红外接收管发射 38KHz 的红外同步触发信号 （具体为触发同步高电平信号） ， 所述红外接收管接收到红外同 步触发信号后， 所述电流采样装置 A、 B、 C 开始同步计时采集电流数据， 并启动其内部计时 时钟信号， 直到计时至设定时间， 以停止同步采样， 如图5所示， 当计时标志为200毫秒时停 止同步采样， 以此采集 10 个周波电流原始数据， 最后， 保存电流数据并通过无线通信模块 传送到通信终端， 至此便完成配电网架空线路三相电流的同步采样。 0028 在本实施例中， 所述通信终端主要负责进行三相同。
19、步通信及发送红外触发命令， 同时负责三相采样原始数据处理及远传 ； 如图 6 所示， 当需要进行同步采样时， 所述通信终 端通过 433MHz 无线通信模块进行通知电流采样装置 A、 B、 C， 使其开启红外接收管， 进入等 待触发状态， 待三相导线上的电流采样装置 A、 B、 C 均进入等待触发状态后， 所述通信终端 通过红外发射管发射红外同步触发信号， 电流采样装置即开始进行电流同步采样 ； 之后， 所 述通信终端通过判断在特定时间 T0 内是否收到电流采样装置的采样数据来判断是否需要 重新进行同步数据采样， 若否， 则需要再次通过无线通信模块通知电流采样装置 A、 B、 C 进 入等待触。
20、发状态， 然后重复以上同步数据采样过程， 若是， 则同步采样结束。 0029 由此可见， 本发明通过采用红外发射管与接收管来进行触发同步功能， 无需电流 采样装置内的微处理器实时开启时钟功能， 只需电流采样装置在接收到同步触发信号后 启动一个短计时时钟， 从而避免电流采样装置的微处理器内部时钟长期运行出现累积误 差 ； 此外， 本发明通过红外发射与接收进行触发同步命令， 红外发射管与接收管通过调制成 38KHz 特殊红外光信号， 该光信号指向信好， 传输方向可根据安装位置调整， 不易受到外部 电磁及射频干扰， 从而能有效解决无线信号进行同步的时容易遇到外部电磁干扰及通讯延 迟等问题。 0030。
21、 总之， 在采用以上方案后， 本发明能有效确保采集到的三相电流在时间上具有一 致性， 从而实现数据同步采集的目的。这相比现有技术， 本发明综合运用了数据采集、 无线 通信和数据同步等相关技术， 为实现配电线路故障数据采集及故障判断提供了一种有效的 同步方法， 研发人员可通过本发明方法采集到的三相同步的电流信息， 通过详细分析各相 说 明 书 CN 103698584 A 5 4/4 页 6 电流的相位和幅度关系， 运用更多的算法确定线路故障的故障类型， 从而提高故障报警的 准确率， 进而更方便地维护架空线路的正常运行， 值得推广。 0031 以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例， 并非以此限制本发明的实施范 围， 故凡依本发明之形状、 原理所作的变化， 均应涵盖在本发明的保护范围内。 说 明 书 CN 103698584 A 6 1/3 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103698584 A 7 2/3 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103698584 A 8 3/3 页 9 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 103698584 A 9 。