Opgw线在线监测装置制造方法
【专利摘要】一种OPGW线在线监测装置，由终端、采集器、主站三个部分组成，用于测量OPGW线路电流的终端安装在OPGW线上，所述采集器安装在线路杆塔上，所述主站安装在变电站内或调度中心；所述终端通过射频通信模块和采集器连接，所述采集器GPRS模块和主站连接。所述采集器安装在线路杆塔上，接收终端的数据，再把数据上传到主站。采集器包含了射频通信模块和GPRS模块。所述主站安装在变电站内或调度中心，具有移动通信模块，接收采集器的数据，对OPGW线的电流和温度进行监测，分析OPGW线的运行状态。本实用新型技术成熟、可靠性高。
【专利说明】OPGW线在线监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种电力设备，适用于110?500kV以OPGW线，能够监测OPGW线的温度和电流，分析OPGW线的运行状态。
【背景技术】
[0002]我国110?500kV输电线路广泛采用OPGW线作为通信线和避雷线，在正常运行时OPGff线上会感应出一定的电流，在发生不对称短路故障时，OPGff线上会流过较大的短路电流。OPGW线在正常情况和短路情况下流过的电流会导致发热，严重时会造成通信中断，影响输电线路安全可靠运行。
[0003]目前运行人员需要通过仿真计算来分析正常情况及故障情况下OPGW线上的电流，但是缺乏实测数据的验证，导致计算结果不准确时无法有效修正，也缺乏运行过程中对OPGff线的监测。为了保证OPGW线正常工作，电力运行部门迫切需要实用装置对OPGW线进行在线监测。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术上的不足，提出一种OPGW线在线监测装置。该装置能够实时、准确地测量OPGW线流过的电流和温度，对OPGW的运行状态进行分析，为系统运行人员提供指导。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]一种OPGW线在线监测装置，由终端、采集器、主站三个部分组成，其特征为:
[0007]用于测量OPGW线路电流的终端安装在OPGW线上，所述采集器安装在线路杆塔上，所述主站安装在变电站内或调度中心；
[0008]所述终端通过射频通信模块和采集器连接，所述采集器GPRS模块和主站连接。
[0009]本实用新型还进一步公开了以下优选技术方案:
[0010]所述终端包括感应线圈、内置AD功能的CPU模块、测温模块、和射频通信模块；所述感应线圈套置于OPGW线，感应线圈的副边连接至内置AD功能的CPU模块的输入端；所述测温模块设置在感应线圈位置，测温模块的输出端与内置AD功能的CPU模块的输入端相连；所述内置AD功能的CPU模块与射频通信模块相连。
[0011 ] 所述终端还包括终端自取电电源模块，所述终端自取电电源模块连接至内置AD功能的CPU模块和射频通信模块；所述的终端自取电电源模块包括顺次连接的太阳能电池板、太阳能电池板输入保护模块、电池管理模块、锂电池组、功率输出模块。
[0012]所述内置AD功能的CPU模块内置12位AD采样芯片。CPU为低功耗芯片，正常运行时功耗低于10mW，温度范围-40-70°C。
[0013]所述采集器包括顺次连接的射频通信模块、单片机8051F120和GPRS模块。
[0014]所述采集器还包括采集器自取电电源模块，所述采集器自取电电源模块分别与射频通信模块、单片机8051F120和GPRS模块相连；所述的采集器自取电电源模块包括顺序连接的太阳能电池板、太阳能电池板输入保护模块、电池管理模块、锂电池组、功率输出模块。
[0015]所述主站为工业控制计算机。
[0016]本实用新型的优点如下:
[0017]1、测量精度高，正常运行电流的测量精度达到0.5级，短路电流的测量精度达到2级。
[0018]2、功耗低，满足长期运行的要求。
[0019]3、无需从外部接入传统电源，通过太阳能电池板实现自取电工作。
[0020]4、技术成熟、可靠性高，适用于110?500kV输电线路。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的结构示意图；
[0022]图2是终端的原理图；
[0023]图3是采集器的原理图；
[0024]图4是自取电电源模块的原理图；
[0025]其中101为主站，102为采集器，102-1、102-2、…、102_n表示安装在杆塔上的多个采集器，103为终端，103-1、103-2、…、103_n表示安装在线路上的多个终端，104为变电站母线，201为感应线圈，202为测温模块，203为射频通信模块，204为自取电模块，301为GPRS通信模块，401为太阳能电池板，402为太阳能电池板输入保护模块，403为电池管理模块，404为汽车级磷酸铁锂电池组，405为电压功率输出模块。
【具体实施方式】
[0026]下面结合说明书如图，通过具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细说明。
[0027]提出一种OPGW线在线监测装置。该装置能够实时、准确地测量OPGW线流过的电流和温度，对OPGW的运行状态进行分析，为系统运行人员提供指导。
[0028]基于本实用新型研制的监测装置由终端、采集器、主站三个部分组成。所述终端安装在OPGW线上，利用电磁感应原理测量OPGW线路的电流。终端包含了内置AD功能的低功耗CPU模块、测温模块、终端自取电电源模块和射频通信模块。所述采集器安装在线路杆塔上，接收终端的数据，再把数据上传到主站。采集器包含了射频通信模块、单片机、采集器自取电电源模块和GPRS模块。所述主站安装在变电站内或调度中心，具有移动通信模块，接收采集器的数据，对OPGW线的电流和温度进行监测，分析OPGW线的运行状态。
[0029]所述的终端自取电电源模块包括:太阳能电池板、太阳能电池板输入保护模块、电池管理模块、锂电池组、功率输出模块。这些模块顺序连接，最终输出+5V电压供终端使用。所述的采集器自取电电源模块包括:太阳能电池板、太阳能电池板输入保护模块、电池管理模块、锂电池组、功率输出模块。这些模块顺序连接，最终输出+12V电压供采集器使用。
[0030]所述终端的CPU为低功耗芯片，内置12位AD采样芯片，正常运行时功耗低于10mW，温度范围-40-70°C。
[0031]正常运行时终端定时计算电流幅值和温度并将结果上传给主站，由主站显示。发生短路故障后，终端根据相电流越限启动报警，将报警信息、短路电流和温度数据发送给主站，主站判断是否超过设计标准，评价OPGW线的运行状况，为系统运行人员提供指导。
[0032]本实用新型的结构如图1所示，定位装置终端103、采集器102和主站101三个部分组成。103-1、103-2、…、103-n表示安装在线路上的多个终端，102-1、102-2、…、102_n表示安装在杆塔上的多个采集器。终端103和采集器102都为适用于户外使用的低功耗嵌入式微机型装置，终端103和采集器102之间采用射频通信方式进行数据传输。主站101为一台工业控制计算机，安装于变电站内或者调度中心，用于接收采集器102的数据并进行分析计算。
[0033]终端的原理如图2所示，终端103套接在OPGW线上，感应线圈201通过电磁感应可以在感应线圈201的副边获得-5V与+5V之间的低压模拟量信号，该电压信号与OPGW线流过的电流成正比。模拟量电压信号进入主板后首先进行低通滤波，然后经过AD转换后变为数字信号，数字信号通过数据总线传送给CPU计算，CPU对数字信号进行均方根计算得到电压有效值，进而折算出对应的OPGW线电流有效值。测温模块202用来将温度转化为电平信号，通过1 口传送给CPU计算。CPU通过数据总线将电流和温度数据发送给射频通信模块203，通过射频通信将OPGW线的电流有效值上传到采集器102。自取电模块204能够利用太阳能取电，输出+5V电压给其他模块使用。
[0034]采集器的原理如图3所示，射频通信模块203用于接收终端103上传的数据。GPRS通信模块301用于将数据上传给主站101。射频通信模块203和GPRS通信模块301之间通过232串口进行数据传递。自取电模块204能够利用太阳能取电，输出+12V电压给其他模块使用。
[0035]自取电电源模块的原理如图4所示，自取电电源由太阳能电池板401、太阳能电池板输入保护模块402、电池管理模块403、工业级磷酸铁锂电池组404、多电压功率输出模块405组成。其中太阳能电池板401用于将太阳能转化为电能，太阳能电池板401的输入保护模块402负责在光照出现波动情况下为后级电路提供保护。电池管理模块403将宽范围的前端输入能量分配到电池或者负载，在前端没有输入的情况下再将电池的能量提供给负载。工业级磷酸铁锂电池组404可以在零下40摄氏度到70度的环境温度下提供1000个全冲全放周期能量。多电轨功率输出模块405以超过额定输出20%后接近90%的高效率为后级负载提供+5V或+12V电压。
【权利要求】
1.一种OPGW线在线监测装置，由终端、采集器、主站三个部分组成，其特征为: 用于测量OPGW线路电流的终端安装在OPGW线上，所述采集器安装在线路杆塔上，所述主站安装在变电站内或调度中心； 所述终端通过射频通信模块和采集器连接，所述采集器GPRS模块和主站连接； 所述终端包括感应线圈、内置AD功能的CPU模块、测温模块、和射频通信模块； 所述感应线圈套置于OPGW线，感应线圈的副边连接至内置AD功能的CPU模块的输入端; 所述测温模块设置在感应线圈位置，测温模块的输出端与内置AD功能的CPU模块的输入端相连； 所述内置AD功能的CPU模块与射频通信模块相连。
2.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于: 所述终端还包括终端自取电电源模块，所述终端自取电电源模块连接至内置AD功能的CPU模块和射频通信模块； 所述的终端自取电电源模块包括顺次连接的太阳能电池板、太阳能电池板输入保护模块、电池管理模块、锂电池组、功率输出模块。
3.根据权利要求2所述的在线监测装置，其特征在于: 所述内置AD功能的CPU模块内置12位AD采样芯片。
4.根据权利要求1所述的在线监测装置，其特征在于: 所述采集器包括顺次连接的射频通信模块、单片机8051F120和GPRS模块。
5.根据权利要求4所述的OPGW线在线监测装置，其特征在于: 所述采集器还包括采集器自取电电源模块，所述采集器自取电电源模块分别与射频通信模块、单片机8051F120和GPRS模块相连； 所述的采集器自取电电源模块包括顺序连接的太阳能电池板、太阳能电池板输入保护模块、电池管理模块、锂电池组、功率输出模块。
6.根据权利要求1所述的OPGW线在线监测装置，其特征在于: 所述主站为工业控制计算机。
【文档编号】G01R19/25GK203965059SQ201420183551
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】齐郑, 饶志, 朱晨, 张慧汐, 李志 , 李砚, 蔡志伟 申请人:华北电力大学, 北京丹华昊博电力科技有限公司