一种配电网架空线路三相电流采样同步方法
【专利摘要】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。
【专利说明】—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:
[0004]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。
[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TO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。
[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；
[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。
【专利附图】
【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。[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TO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]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。
【权利要求】
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，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同步采样；之后，所述通信终端通过判断在特定时间TO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。
【文档编号】G01R31/08GK103698584SQ201410009415
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】李 瑞, 罗峰 申请人:广州思泰信息技术有限公司