低压配网线路健康状态在线监测器及其应用方法与流程

本发明属于电力系统技术领域，更具体地，涉及一种低压配网线路健康状态在线监测器及其应用。

背景技术：

现有的低压监测系统，主要是针对变压器低压线路的首末端进行监测，从而分析低压线路的运行电压质量。在低压线路中，影响电压质量的因素有很多种，包括低压线路的覆盖范围，低压线路的线径大小（载流量），线路的负荷情况，用户挂载设备的用电性质，t接点的接触是否良好等，都会造成线路的电压不稳定。电压监测分为主动监测与被动监测，主动监测，是在线路末端安装电压监测仪器，主动监测低压线路的电压变化情况；而现有的被动监测，是用户投诉电压出现异常，供电人员到现场测量电压。主动监测存在的问题是，布点少，而且局限于无线通信，监测仪会出现上线率低的情况；被动监测，则因为影响电压变化的不确定因素，无法测量出电压的变化情况，从而影响了低压线路运作状态健康分析的准确性。

现有技术中，设备的数据交互通道基于载波通信技术，目前窄带方案存在多种调制方式，且不能互联互通；如果此设备需要并入当前的低压采集系统中，在现场运行的载波必须与设备的载波通信方式兼容。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低压配网线路健康状态在线监测器及其应用，实现单一载波通道，为后续低压采集系统内增加相同路由网络模块化监测设备提供技术扩展。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案是：一种低压配网线路健康状态在线监测器，其中，包括电力线、a/d采样模块、mcu模块、电压显示模块、数据存储模块、温度检测模块、载波ic模块、载波耦合模块以及电源管理模块，

所述的a/d采样模块分别与电力线、mcu模块电连接，用于跟踪模拟输入信号的变化，将模拟信号转变为对应特征的数据信号输出，实现交流电压值的测试；

所述的载波耦合模块分别与电力线、载波ic模块电连接，用于接收或发送电力线信道的载波信号；

所述的载波ic模块还与mcu模块电连接，用于接收或发送载波信号，与mcu模块实现数据交互，进行路由计算；

所述的电压显示模块、数据存储模块以及温度检测模块均与mcu模块电连接；

所述的电源管理模块与电力线电连接，用于实现整个检测器设备电能的转换、分配和检测，以及提供电源工作电压。

进一步地，还包括温度传感器，所述的温度传感器与温度检测模块电连接。

本发明还提供一种低压配网线路健康状态在线监测器的应用，其中，包括：

s1.a/d采样模块跟踪模拟输入信号，将模拟信号转变为对应特征的数据信号输出至mcu模块，利用rms算法，测试交流电压值，并通过电压显示模块显示测试结果；

s2.温度检测模块的温度传感器将温度数据转换后，利用ic芯片，计算出温度值，并通过spi通信口与mcu模块交互，mcu获取测试结果值；

s3.载波耦合模块接收电力线信道的载波信号，经过选频通信滤波电路、信号输入冗余电路后将信号传送给载波ic模块；

s4.载波ic模块将接收的载波信号进行解调，解析出对应的比特流数据，即一定规则的通信协议数据帧；并将对应的通信协议数据帧调制成载波信号并输出，经过驱动电路，载波耦合模块后发送到电力线上；同时，载波ic模块与mcu模块实现数据交互，将下行协议帧转发到mcu模块，mcu模块接收到指令后，执行预制的功能操作或者指令执行，应答相关的信息到载波ic模块。

与现有技术相比，有益效果是：本发明提供的一种低压配网线路健康状态在线监测器及其应用，实现了单一载波通道，为后续低压采集系统内增加相同路由网络模块化监测设备提供技术扩展，提供了一种便携式移动监测设备，为监测带来方便，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图。

图2为本发明芯片ml610q496d结构示意图。

图3为本发明a/d采样模块结构示意图。

图4为本发明载波耦合模块结构示意图。

图5为本发明载波ic模块结构示意图。

图6为本发明电源管理模块结构示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

如图1所示，一种低压配网线路健康状态在线监测器，其中，包括电力线、a/d采样模块、mcu模块、电压显示模块、数据存储模块、温度检测模块、载波ic模块、载波耦合模块以及电源管理模块；a/d采样模块分别与电力线、mcu模块电连接，用于跟踪模拟输入信号的变化，将模拟信号转变为对应特征的数据信号输出，实现交流电压值的测试；载波耦合模块分别与电力线、载波ic模块电连接，用于接收或发送电力线信道的载波信号；载波ic模块还与mcu模块电连接，用于接收或发送载波信号，与mcu模块实现数据交互，进行路由计算；电压显示模块、数据存储模块以及温度检测模块均与mcu模块电连接；电源管理模块与电力线电连接，用于实现整个检测器设备电能的转换、分配和检测，以及提供电源工作电压。

具体地，还包括温度传感器，温度传感器与温度检测模块电连接。

如图2所示，mcu模块包括芯片ml610q496。

如图3所示，a/d模块包括电阻r1至r10、电容c1至c5、电感l1、电感l2、变压器以及整流桥，r1一端与火线连接，另一端与r2至r9顺序连接，r9的另一端与变压器的输入端连接，变压器的第一输出端与电感l1串联，变压器第二输出端与电感l2串联，整流电路、电容c5、电阻r10并联于电感l1和电感l2之间，并联后与芯片ml610q496连接；变压器第一输出端与电感l1之间还连接有电容c1，电容c1的另一端接地；变压器第二输出端与电感l2之间还连接有电容c3，电容c3的另一端接地；整流电路与电感l1之间连接有电容c2，电容c2的另一端接地；整流电路与电感l2之间连接有电容c4，电容c4的另一端接地。

如图4所示，载波耦合模块包括电容c6至c8，电感l3，tvs二极管以及变压器，电容c6一端与火线连接，另一端与变压器的输入端连接，电容c6与电容输入端之间分别并联电感l3和电容c7；变压器的输出端分别并联电容c8和tvs二极管，并联一端与载波ic模块连接。

如图5所示，载波ic模块包括芯片rise3802，载波ic模块的txen引脚与载波耦合模块连接；芯片rise3802的io32引脚与芯片ml610q496d的p70/rxd2引脚连接，芯片rise3802的io30引脚与芯片ml610q496d的p42/rxdo引脚连接，芯片rise3802的io31引脚与芯片ml610q496d的p43/rxdo引脚连接。

一种低压配网线路健康状态在线监测器的应用，其中，包括：

s1.a/d采样模块跟踪模拟输入信号，将模拟信号转变为对应特征的数据信号输出至mcu模块，利用rms算法，测试交流电压值，并通过电压显示模块显示测试结果；

s2.温度检测模块的温度传感器将温度数据转换后，利用ic芯片，计算出温度值，并通过spi通信口与mcu模块交互，mcu获取测试结果值；

s3.载波耦合模块接收电力线信道的载波信号，经过选频通信滤波电路、信号输入冗余电路后将信号传送给载波ic模块；

s4.载波ic模块将接收的载波信号进行解调，解析出对应的比特流数据，即一定规则的通信协议数据帧；并将对应的通信协议数据帧调制成载波信号并输出，经过驱动电路，载波耦合模块后发送到电力线上；同时，载波ic模块与mcu模块实现数据交互，将下行协议帧转发到mcu模块，mcu模块接收到指令后，执行预制的功能操作或者指令执行，应答相关的信息到载波ic模块。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。