配电网线缆接头运行状态的无线在线监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于监测配电网线缆接头运行状态的无线在线监测系统，包括：一个或多个终端采集装置，用于在控制器的控制下，测量运行状态下的配电网线缆接头的运行参数，其中，终端采集装置通过悬浮电磁感应式通信电源单元进行供电；一个或多个控制器，用于控制一个或多个终端采集装置，获取终端采集装置采集的运行参数并将运行参数传输至服务器；以及服务器，用于处理并分析来自控制器的运行参数，确定配电网线缆接头的运行状态并且预测配电网线缆接头的未来运行状态。本发明专利技术通过在线监测配电网线缆接头运行状态下的温度和电流确定配电网线缆接头的工作状态，以提高配电网运行的安全性和可靠性，发掘电力设备的输配电能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及通信领域，尤其涉及一种配电网线缆接头运行状态无线在线监测系统及方法。
技术介绍
随着电力工业与社会经济的发展，电压等级不断升高，电网容量越来越大，对电力生产、运行的安全性和可靠性的要求也不断的提高。目前，在发电厂和变电站系统中存在大量的高压线缆接头，例如，中高压电缆接头、高压母线连接点、中高压开关柜及开关接点与有载分接开关(统称为线缆接头)等。由于大电流流过而使线缆接头可能发生温度过热，线缆接头在大电流运行状态下由于接触电阻的存在而引起过热，当接触点过热时，有可能使接触点出现进一步的接触不良，从而引起电力故障和事故，造成大的经济损失。因此，及时了解线缆接头的运行温度与电流情况，提前做好预防措施，有利于电力系统生产与运行的稳定。目前，现在该领域对高压带电体测温方式主要有以下四种方法激光、红外线、图像、和无线。可以使用示温腊片测温原理和图像处理技术进行变电站高压触点温度在线监测。高压触点温度在线监测告警系统主要由图像采集部分、数据处理部分、以及中心控制部分组成。图像采集部分主要包括CCD摄像头与示温腊片，主要用于摄取原始视频图像。白变黑型示温腊片贴在触点附近的高压导电杆上，以便可以真实、快速地反应触点温度变化。摄像头安装在室外高压电力开关架下合适的位置，以在线监测示温腊片的温度变化。数据处理部分主要包括电平调整电路、视频转换开关、同步信息提取电路、A/D转换器、数据存储器RAM、单片机、和辅助电路。为了同时进行多点监测，从而使系统易于网络化，中心控制部分采用多机通信。但是因为受障碍物和天气变化的影响极大，同时存在测量精度较低的温度，该方法不能得到触点温度的确切值。还可以通过高耐压多输出高频开关电源和利用光纤信息传输技术来实现高电压环境下的温度监测。将反映温度的模拟电压经过压控振荡器转换成频率信号，然后用光纤传输到处于低电位的CPU单元。因为光纤是绝缘体，所以不会破坏电气距离，但光纤本身容易折断，安装时需要改造原有设备，造成投资较大。另外，光导方式没有从根本上脱离有线连接方式，极有可能因为灰尘等原因造成高压设备发生意外。红外线方式的精度受到监测角度、障碍物、和周边环境的影响极大，监测距离短，通信的可靠性不高。因此，需要一种温度与电流实时监测通用系统，用来在线监测线缆接头运行状态下的温度和电流，从而确定线缆接头的工作状态。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种配电网线缆接头运行状态无线在线监测系统及方法，能够通过监测线缆接头运行状态下的温度和电流准确地确定线缆接头的工作状态，其中，系统中的终端采集装置使用悬浮电磁感应式通信电源单元进行供电。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种用于监测配电网线缆接头运行状态的无线在线监测系统，包括一个或多个终端采集装置，用于在控制器的控制下，测量运行状态下的配电网线缆接头的运行参数，其中，终端采集装置通过悬浮电磁感应式通信电源单元进行供电；一个或多个控制器，用于控制一个或多个终端采集装置，获取终端采集装置采集的运行参数并将运行参数传输至服务器；以及服务器，用于处理并分析来自控制器的运行参数，确定配电网线缆接头的运行状态并且预测配电网线缆接头的未来运行状态。无线在线监测系统还包括一个或多个中继器，用于对在终端采集装置和控制器之间的通信进行中继，扩展有效通信距离，其中，一个或多个中继器之间互联。终端采集装置包括温度检测与处理单元，用于检测配电网线缆接头的温度并产生温度信号，以及对温度信号进行处理并将处理后的温度信号传输至微控制器；微控制器，用于处理来自温度检测与处理单元的温度信号和/或处理来自电流检测与调理单元的电流信号；无线通信单元，用于将微控制器处理后的温度信号和电流信号发送至控制器；以及悬浮电磁感应式通信电源单元，用于从配电网线缆感应出电压，为温度检测与处理单元以及微控制器供电。终端采集装置还包括电流检测与处理单元，用于检测配电网线缆接头的电流并产生电流信号，对电流信号进行处理并将处理后的电流信号传输至微控制器，并且通过悬浮电磁感应式通信电源单元供电；和/或电源监测单元，用于实时监测微控制器的电源电压，电源监测单元具有看门狗，用于在检测到电压低于设定值的情况下，向微控制器发送复位信号。电流检测与处理单元包括电流取样单元，用于从所述高压母线感应电流，并将所述电流传输至第一防雷保护单元；所述第一防雷保护单元，用于在受到雷电冲击的情况下，吸收所述电源取样单元的雷击浪涌功率；第一整流滤波单元，连接至所述第一防雷保护单元，用于对所述电源取样单元感应出的电流进行整流滤波，产生直流电压以输出；以及第一能量泻放单元，连接至所述第一整流滤波单元的输出，用于在所述电流电压较高的情况下，进行能量泻放。无线通信单元通过2.4GHz附近的频段传输信号。悬浮电磁感应式通信电源单元包括电磁感应式取能单元，用于通过电磁感应的方式从高压母线上感应出电流并对感应出的电流进行处理，以输出稳压电源；以及控制分流单元，连接至电磁感应式取能单元并与高压母线进行电磁耦合，用于在高压母线上的母线电流过大的情况下，分担电磁感应式取能单元感应出的能量，以减小电磁感应式取能单元感应出的电流。电磁感应式取能单元包括电源取能单元，用于从高压母线感应电流，并将电流传输至防雷保护单元；防雷保护单元，用于在受到雷电冲击的情况下，吸收电源取能单元的雷击浪涌功率；整流滤波单元，连接至防雷保护单元，用于对电源取能单元感应出的电流进行整流滤波，产生直流电压；稳压滤波单元，连接至整流滤波单元，用于对整流滤波单元输出的直流进行稳压滤波处理，并将处理后的直流输出；以及能量泻放单元，连接至整流滤波单元的输出，用于在电流电压较高的情况下，进行能量泻放，以降低输入到稳压滤波电路的电压。控制分流单元包括控制单元，连接至整流滤波单元的输出，用于在整流滤波单元输出的电流过大的情况下，使分流单元开始工作；以及分流单元，用于在控制单元的控制下开始进行工作，分担电源取能单元的能量，减小感应出的电流。悬浮电磁感应式通信电源单元在高电压母线电流大于10A的情况下，开始提供大于或等于200mW的总功率输出，并且各路电压纹波小于等于20mV。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种用于监测配电网线缆接头运行状态的无线在线监测方法，包括以下步骤步骤S602，在控制器的控制下，一个或多个终端采集装置在配电网线缆接头的不同位置测量运行状态下的配电网线缆接头的运行参数，并将参数传输至一个或多个控制器，其中，一个或多个终端采集装置通过悬浮电磁感应式通信电源单元供电；步骤S604，控制器获取运行参数并将运行参数传输至服务器；以及步骤S606，服务器处理分析来自控制器的运行参数，确定配电网线缆接头的运行状态并且预测配电网线缆接头的未来运行状态。一个或多个终端采集装置通过一个或多个中继器将运行参数发送至控制器，其中，一个或多个中继器之间互联。步骤S602包括步骤S602-2a，终端采集装置的温度检测与处理单元检测配电网线缆接头的温度并产生温度信号，以及对温度信号进行处理并将处理后的温度信号传输至终端采集装置的微控制器；步骤S602-4，微控制器处理接收到的信号进行处理，并将处理后的温度信号传输至终端采集装置的无线通信单元；步骤S502-6，无线通信单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测配电网线缆接头运行状态的无线在线监测系统，包括：一个或多个终端采集装置，用于在控制器的控制下，测量运行状态下的配电网线缆接头的运行参数，其中，所述终端采集装置通过悬浮电磁感应式通信电源单元进行供电；一个或多个控制 器，用于控制所述一个或多个终端采集装置，获取所述终端采集装置采集的所述运行参数并将所述运行参数传输至服务器；以及所述服务器，用于处理并分析来自所述控制器的所述运行参数，确定所述配电网线缆接头的运行状态并且预测所述配电网线缆接头的未来 运行状态。

【技术特征摘要】
1.一种用于监测配电网线缆接头运行状态的无线在线监测系统，包括一个或多个终端采集装置，用于在控制器的控制下，测量运行状态下的配电网线缆接头的运行参数，其中，所述终端采集装置通过悬浮电磁感应式通信电源单元进行供电；一个或多个控制器，用于控制所述一个或多个终端采集装置，获取所述终端采集装置采集的所述运行参数并将所述运行参数传输至服务器；以及所述服务器，用于处理并分析来自所述控制器的所述运行参数，确定所述配电网线缆接头的运行状态并且预测所述配电网线缆接头的未来运行状态。2.根据权利要求1所述的无线在线监测系统，其特征在于，所述无线在线监测系统还包括一个或多个中继器，用于对在所述终端采集装置和所述控制器之间的通信进行中继，扩展有效通信距离，其中，所述一个或多个中继器之间互联。3.根据权利要求1或2所述的无线在线监测系统，其特征在于，所述终端采集装置包括温度检测与处理单元，用于检测所述配电网线缆接头的温度并产生温度信号，以及对所述温度信号进行处理并将处理后的温度信号传输至微控制器；所述微控制器，用于处理来自所述温度检测与处理单元的温度信号和/或处理来自电流检测与调理单元的电流信号；无线通信单元，用于将所述微控制器处理后的温度信号和所述电流信号发送至所述控制器；以及悬浮电磁感应式通信电源单元，用于从配电网线缆感应出电压，为所述温度检测与处理单元以及所述微控制器供电。4.根据权利要求3所述的无线在线监测系统，其特征在于，所述终端采集装置还包括电流检测与处理单元，用于检测所述配电网线缆接头的电流并产生电流信号，对所述电流信号进行处理并将处理后的电流信号传输至所述微控制器，并且通过所述悬浮电磁感应式通信电源单元供电；和/或电源监测单元，用于实时监测所述微控制器的电源电压，所述电源监测单元具有看门狗，用于在检测到所述电压低于设定值的情况下，向所述微控制器发送复位信号。5.根据权利要求3所述的无线在线监测系统，其特征在于，所述无线通信单元通过2.4GHz附近的频段传输信号。6.根据权利要求3所述的无线在线监测系统，其特征在于，所述悬浮电磁感应式通信电源单元包括电磁感应式取能单元，用于通过电磁感应的方式从所述高压母线上感应出电流并对感应出的电流进行处理，以输出稳压电源；以及控制分流单元，连接至所述电磁感应式取能单元并与所述高压母线进行电磁耦合，用于在所述高压母线上的母线电流过大的情况下，分担所述电磁感应式取能单元感应出的能量，以减小所述电磁感应式取能单元感应出的电流。7.根据权利要求3所述的无线在线监测系统，其特征在于，所述电磁感应式取能单元包括电源取能单元，用于从所述高压母线感应电流，并将所述电流传输至防雷保护单元；所述防雷保护单元，用于在受到雷电冲击的情况下，吸收所述电源取能单元的雷击浪涌功率；整流滤波单元，连接至所述防雷保护单元，用于对所述电源取能单元感应出的电流进行整流滤波，产生直流电压；稳压滤波单元，连接至所述整流滤波单元，用于对所述整流滤波单元输出的直流进行稳压滤波处理，并将处理后的直流输出；以及能量泻放单元，连接至所述整流滤波单元的输出，用于在所述电流电压较高的情况下，进行能量泻放，以降低输入到所述稳压滤波电路的电压。8.根据权利要求6所述的无线在线监测系统，其特征在于，所述控制分流单元包括控制单元，连接至所述整流滤波单元的输出，用于在所述整流滤波单元输出的电流过大的情况下，使分流单元开始工作；以及所述分流单元，用于在所述控制单元的控制下开始进行工作，分担所述电源取能单元的能量，减小感应出的电流。9.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁明，李光权，陈慧斌，樊会丛，常炜，王赟，
申请(专利权)人：梁明，
类型：发明
国别省市：14[中国|山西]