一种配网同步相量测量装置的制作方法

1.本发明涉及配电网监测领域，尤其是涉及一种配网同步相量测量装置。


背景技术：

2.配电系统作为电力系统的最后一个环节，直接担负着用户在电能稳定、安全、优质、经济等方面所提出的要求的责任。随着我国经济水平的日益发展，我国人民生活水平的提高和大量精密家电的应用使用户对供电的供电质量和可靠性提出了更高的要求。
3.传统的异常检测都是基于个体检测，并且监测数据不再同一个时间剖面，使得各点的数据不可关联关系被打断，如谐波监测装置只可监测本地的谐波情况，无法从宏观上观察和分析谐波的分布传播等特性，ftu装置同样也只监测本地的电压、电流情况，无法像pmu一样从整体的角度来分析。因此基于pmu思想的广域测量方法将是对异常监测和定位的有效手段。
4.但是，由于其造价的原因，在配电网上的应用非常少，2014年ieee pes gm年会上加州大学伯克利分校提出了upmu的思想，将电能质量检测仪增加gps同步功能实现对配网的监测和控制，但是由于其只可在安装在用户终端，而配网线路拓扑结构复杂，upmu难以实现对配网的有效监测。国内配电网“点多、线长、面广”，采用pmu、ftu成本巨大，现有的配网同步向量测量装置无法实现有效监测。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种配网同步相量测量装置。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
7.一种配网同步相量测量装置，包括壳体、待检测导线、和设于壳体内的印制板罗氏线圈、感应取能磁芯、取能电源模块、数据采集终端模块，所述的壳体的前、后对应开设导线孔形成导线通道，所述印制板罗氏线圈、感应取能磁芯设于导线通道处，所述待检测导线依次穿过壳体后的导线孔、印制板罗氏线圈、感应取能磁芯、壳体前的导线孔，
8.所述的感应取能磁芯与取能电源模块连接，所述的印制板罗氏线圈与数据采集终端模块连接，所述的取能电源模块与数据采集终端模块连接。
9.优选地，所述的取能电源模块包括功率控制及过压保护模块、整流滤波模块、第一级dc/dc模块、充电管理模块、蓄电池、供电管理模块、第二级dc/dc模块和负载，
10.所述的功率控制及过压保护模块与感应取能磁芯并联，所述的感应取能磁芯的输出端与整流滤波模块的输入端连接，所述的整流滤波模块的输出端与第一级dc/dc模块的输入端连接，所述的第一级dc/dc模块的输出端通过充电管理模块与锂电池连接，所述的第一级dc/dc模块的输出端、锂电池的输出端通过供电管理模块与第二级dc/dc模块的输入端连接，所述的第二级dc/dc模块的输出端与数据采集终端模块连接。
11.优选地，所述的数据采集终端模块包括电流处理模块、电压采集模块、电压处理模
块、处理器、通讯模块，
12.所述的电流处理模块分别与感应取能磁芯、处理器连接，所述的电压采集模块分别与感应取能磁芯、电压处理模块连接，所述的处理器分别与电压处理模块、电流处理模块、通讯模块连接。
13.优选地，所述的电流处理模块为信号调理及放大电路。
14.优选地，所述的电压处理模块为信号调理及放大电路。
15.优选地，所述的电压采集模块为空间电容分压采集电路，所述的空间电容分压采集电路与待检测导线连接。
16.优选地，所述的处理器为msp430f5438低功耗处理器。
17.优选地，所述的通讯模块包括与处理器分别连接的gps模块、zigbee模块和gprs模块。
18.优选地，所述的感应取能磁芯包括两个半圆形磁芯及绕设在磁芯上的磁芯导线，所述的磁芯导线与取能电源模块连接。
19.优选地，所述的壳体为聚碳酸酯外壳。
20.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
21.1)本发明能够利用印制板罗氏线圈对配电网的导线进行有效的电压、电流检测，并通过感应取能磁芯、取能电源模块对数据采集终端模块进行长久稳定的电源供应，采集准确性好，电压电流传感器无铁芯、体积小、重量轻、成本低
22.2)供电模块采用感应取能磁芯从负荷电流中感应取能为装置供电，并配备蓄电池作为备用；电流采用印制板罗氏线圈采集，其有良好的抗干扰性能，同时满足低成本的要求；电压采集模块利用电容分压原理实现架空线路相对地电压测量。整个pmu装置具有重量轻、体积小、成本低的特点，能够实现大面积分布式部署，可为后续配网广域监测和状态估计提供了可能。
附图说明
23.图1为本发明的主视结构示意图；
24.图2为本发明的侧视结构示意图；
25.图3为本发明的壳体结构示意图；
26.图4为本发明的整体原理图；
27.图5为本发明的取能电源模块的原理示意图；
28.图6为本发明的空间电容分压采集电路的原理图。
29.其中，1、壳体，101、导线孔，2、待检测导线，3、印制板罗氏线圈，4、感应取能磁芯，5、取能电源模块，501、功率控制及过压保护模块，502、整流滤波模块，503、第一级dc/dc模块，504、充电管理模块，505、蓄电池，506、供电管理模块，507、第二级dc/dc模块，6、数据采集终端模块，601、电流处理模块，602、电压采集模块，603、电压处理模块，604、处理器，605、通讯模块。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说
明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
31.实施例
32.一种配网同步相量测量装置，如图1～5所示，包括壳体1、待检测导线2、和设于壳体1内的印制板罗氏线圈3、感应取能磁芯4、取能电源模块5、数据采集终端模块6，壳体1的前、后对应开设导线孔101形成导线通道，所述印制板罗氏线圈3、感应取能磁芯4设于导线通道处，所述待检测导线2依次穿过壳体1后的导线孔101、印制板罗氏线圈3、感应取能磁芯4、壳体1前的导线孔101，感应取能磁芯4与取能电源模块5连接，印制板罗氏线圈3与数据采集终端模块6连接，取能电源模块5与数据采集终端模块6连接。本实施例采用的感应取能磁芯4包括两个半圆形磁芯及绕设在磁芯上的磁芯导线，磁芯导线与取能电源模块5连接。壳体1为聚碳酸酯外壳。
33.具体地，如图5所示，取能电源模块5包括功率控制及过压保护模块501、整流滤波模块502、第一级dc/dc模块503、充电管理模块504、蓄电池505、供电管理模块506、第二级dc/dc模块507和负载，功率控制及过压保护模块501与感应取能磁芯4并联，感应取能磁芯4的输出端与整流滤波模块502的输入端连接，整流滤波模块502的输出端与第一级dc/dc模块503的输入端连接，第一级dc/dc模块503的输出端通过充电管理模块504与锂电池连接，第一级dc/dc模块503的输出端、锂电池的输出端通过供电管理模块506与第二级dc/dc模块507的输入端连接，第二级dc/dc模块507的输出端与数据采集终端模块6连接。
34.具体地，感应取能磁芯4的感应电通过功率控制及过压保护模块501、整流滤波模块502、第一级dc/dc模块503的功率控制、整流滤波、变换处理，进入充电管理模块504为蓄电池505充电，并有供电管理模块506统一管理进行电流输出，第二dc/dc模块串接与供电管理模块506和数据采集终端模块6的处理器604之间，将5v变成3.3v为处理器604供电。
35.数据采集终端模块6包括电流处理模块601、电压采集模块602、电压处理模块603、处理器604、通讯模块605，电流处理模块601分别与感应取能磁芯4、处理器604连接，电压采集模块602分别与感应取能磁芯4、电压处理模块603连接，处理器604分别与电压处理模块603、电流处理模块601、通讯模块605连接。电流处理模块601、电压处理模块603均为信号调理及放大电路。电压采集模块602为空间电容分压采集电路，空间电容分压采集电路与待检测导线2连接，具体形式如图6，获取图中节点1、2的电压和各电容值，能够根据基尔霍夫定律推导得到线路电压。
36.处理器604为msp430f5438低功耗处理器，通讯模块605包括与处理器604分别连接的gps模块、zigbee模块和gprs模块。
37.上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。