低压台区相位自动识别装置的制作方法

本实用新型具体涉及一种低压台区相位自动识别装置。

背景技术：

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。

目前，在电网的低压台区中，由于线路标识不清、接电人员疏忽等原因，低压台区用户的相别信息较为混乱，这就造成新用户接入和负荷调整时只是将负荷简单地随机接入电网。而负荷的随机接入会造成三相负载不平衡的问题，进而出现台区电压、电流三相不平衡，增大了线路损耗，对电能质量也有较大影响。

电负荷不能均匀分配到各相上是三相不平衡问题产生的主要原因，而要将负荷平均分配到各项首先就需要对相别进行判断。目前，电网中常用的台区用户相别的判断方法主要有两种；一是人工巡线的方式，由工作人员从表箱沿火线找到与之相对应的变压器，通过变压器铭牌确定用户的相别。此种方法需要工作人员在现场寻找线路，工作和劳动强度大，效率低；二是电力线载波通信的方式，此种方式通过在配电变压器出口测调制高频编码信息，通过配电网络电力线的传送，到达客户侧的接收装置中，从而实现台区归属判定和相序的识别。此种识别方法也存在着一定的缺陷，首先功能较为单一，只能判断A、B或C相的相别识别，而不能获取相位以及电流电压的其他信息，并且通信所采用的高频编码信息也会对电能质量有一定的影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够自动对用户接入的台区相线进行识别而且简单可靠的低压台区相位自动识别装置

本实用新型提供的这种低压台区相位自动识别装置，包括主机和从机，主机安装在台区的变压器电源侧，从机安装在台区用户侧；主机包括主机电压采样模块、主机电流采样模块、主机控制器模块和主机GPS授时与通信模块，主机电压采样模块、主机电流采样模块、主机GPS授时与通信模块均与主机控制器模块连接，主机电压采样模块用于采集台区变压器电源侧的三相电压信息并上传主机控制器模块，主机电流采样模块用于采集台区变压器电源侧的三相电流信息并上传主机控制器模块，主机GPS授时与通信模块用于给主机控制器模块提供准确的GPS授时信号，同时将主机控制器模块接收的三相电压、电流信息和GPS授时信息发送给从机；从机包括从机电压采样模块、从机电流采样模块、从机控制器模块和从机GPS授时与通信模块，从机电压采样模块、从机电流采样模块、从机GPS授时与通信模块均与从机控制器模块连接，从机电压采样模块用于采集台区用户侧的单相电压信息并上传从机控制器模块，从机电流采样模块用于采集台区用户侧的单相电流信息并上传从机控制器模块，从机GPS授时与通信模块用于给从机控制器模块提供准确的GPS授时信号，并接收主机发送的信息上传给从机控制器模块，从机控制器模块根据主机发送的信息和自身采集的电压、电流信息和GPS授时信息判断从机所在相线，并将结果通过从机GPS授时与通信模块从外发送。

所述的主机还包括主机显示模块；主机显示模块与主机控制器模块连接，用于显示主机的工作状态参数。

所述的从机还包括从机显示模块；从机显示模块与从机控制器模块连接，用于显示从机的工作状态参数。

所述的主机电压采样模块包括依次串联的主机电压互感器、主机信号调理电路和主机模数转换电路；主机电压互感器用于检测主机所在的三相电压信息并上传主机信号调理电路；主机信号调理电路用于对上传的三相电压信息数据进行滤波和保护后，通过主机模数转换电路转换为数字信号并上传主机控制器模块。

所述的从机电压采样模块包括依次串联的从机电压互感器、从机信号调理电路和从机模数转换电路；从机电压互感器用于检测从机所在的单相电压信息并上传从机信号调理电路；从机信号调理电路用于对上传的单相电压信息数据进行滤波和保护后，通过从机魔术转换电路转换为数字信号并上传从机控制器模块。

所述的主机电流采样模块包括依次串联的主机电流互感器、主机信号调理电路和主机模数转换电路；主机电流互感器用于检测主机所在的三相电流信息并上传主机信号调理电路；主机信号调理电路用于对上传的三相电流信息数据进行滤波和保护后，通过主机模数转换电路转换为数字信号并上传主机控制器模块。

所述的从机电流采样模块包括依次串联的从机电流互感器、从机信号调理电路和从机模数转换电路；从机电流互感器用于检测从机所在的单相电流信息并上传从机信号调理电路；从机信号调理电路用于对上传的单相电流信息数据进行滤波和保护后，通过从机魔术转换电路转换为数字信号并上传从机控制器模块。

所述的主机GPS授时与通信模块为由型号为SIM808的通讯模块构成的GPS授时与通信模块。

所述的从机GPS授时与通信模块为由型号为SIM808的通讯模块构成的GPS授时与通信模块。

本实用新型提供的这种低压台区相位自动识别装置，通过GPS授时与电压、电流采样数据判定用户所在的相线，因此本实用新型能够自动精确的对台区用户所在相线进行自动化识别，而且识别精度高，识别效率高，而且本实用新型简单可靠。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的主机GPS授时与通信模块或从机GPS授时与通信模块的电路原理示意图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种低压台区相位自动识别装置，包括主机和从机，主机安装在台区的变压器电源侧，从机安装在台区用户侧；主机包括主机电压采样模块、主机电流采样模块、主机控制器模块、主机GPS授时与通信模块和主机显示模块，主机电压采样模块、主机电流采样模块、主机GPS授时与通信模块均与主机控制器模块连接，主机电压采样模块用于采集台区变压器电源侧的三相电压信息并上传主机控制器模块，主机电流采样模块用于采集台区变压器电源侧的三相电流信息并上传主机控制器模块，主机GPS授时与通信模块用于给主机控制器模块提供准确的GPS授时信号，同时将主机控制器模块接收的三相电压、电流信息和GPS授时信息发送给从机；从机包括从机电压采样模块、从机电流采样模块、从机控制器模块、从机GPS授时与通信模块，从机电压采样模块、从机电流采样模块、从机GPS授时与通信模块均与从机控制器模块连接，从机电压采样模块用于采集台区用户侧的单相电压信息并上传从机控制器模块，从机电流采样模块用于采集台区用户侧的单相电流信息并上传从机控制器模块，从机GPS授时与通信模块用于给从机控制器模块提供准确的GPS授时信号，并接收主机发送的信息上传给从机控制器模块，从机控制器模块根据主机发送的信息和自身采集的电压、电流信息和GPS授时信息判断从机所在相线，并将结果通过从机GPS授时与通信模块从外发送；主机显示模块与主机控制器模块连接，用于显示主机的工作状态参数；从机显示模块与从机控制器模块连接，用于显示从机的工作状态参数。

在具体实施时，主机电压采样模块包括依次串联的主机电压互感器、主机信号调理电路和主机模数转换电路；主机电压互感器用于检测主机所在的三相电压信息并上传主机信号调理电路；主机信号调理电路用于对上传的三相电压信息数据进行滤波和保护后，通过主机模数转换电路转换为数字信号并上传主机控制器模块。从机电压采样模块包括依次串联的从机电压互感器、从机信号调理电路和从机模数转换电路；从机电压互感器用于检测从机所在的单相电压信息并上传从机信号调理电路；从机信号调理电路用于对上传的单相电压信息数据进行滤波和保护后，通过从机魔术转换电路转换为数字信号并上传从机控制器模块。主机电流采样模块包括依次串联的主机电流互感器、主机信号调理电路和主机模数转换电路；主机电流互感器用于检测主机所在的三相电流信息并上传主机信号调理电路；主机信号调理电路用于对上传的三相电流信息数据进行滤波和保护后，通过主机模数转换电路转换为数字信号并上传主机控制器模块。从机电流采样模块包括依次串联的从机电流互感器、从机信号调理电路和从机模数转换电路；从机电流互感器用于检测从机所在的单相电流信息并上传从机信号调理电路；从机信号调理电路用于对上传的单相电流信息数据进行滤波和保护后，通过从机魔术转换电路转换为数字信号并上传从机控制器模块。

如图2所示为本实用新型的主机GPS授时与通信模块或从机GPS授时与通信模块的电路原理示意图：GPS授时与通信模块为由型号为SIM808的通讯模块构成；通讯模块的1～3脚均直接接地，4～6脚连接电源信号VCC_4，模块的14脚和15脚作为通信引脚，通过开关管和电阻连接SIM_TXD或SIM_RXD信号并进行通信；芯片的16脚连接控制器模块并获取复位信号RST，该引脚也通过上拉电阻R16连接电源信号，同时还通过滤波电容C6接地；芯片的18脚直接接地，29～32脚连接SIM卡通信模块(图中的J8、R5及相应的电路)并进行通信，其中29脚作为SIM卡通信模块的电源引脚，30脚作为SIM卡通信模块的数据引脚并接收/发送数据，31脚作为SIM卡通信模块的时钟信号并提供标准时钟，32脚作为SIM卡通信模块的复位引脚并提供复位信号；J8的型号为SIM-F，其为SIM卡卡座并连接SIM卡进行通信；芯片的37脚为指示灯引脚并通过电阻R4和LED灯连接模块的40脚，模块的40脚为接地引脚并直接接地，LED灯用于指示所述GPS授时与通信模块的工作状态；同时，芯片的49和50也通过电阻连接LED灯并接地，用于指示状态。

本实用新型的工作过程如下：主机GPS授时与通信模块与从机GPS授时与通信模块用于将主机和从机的内部时间进行同步，从而实现主机对三相线的电压电流数据和从机对所在相线的电压电流数据的同步采集；主机采集三相线的电压和电流采集数据，而从机同步采集所在相线的电压电流数据，通过主机采集的电压电流数据和从机采集的电压电流数据进行对比，从而判定从机所在的相线。由于三相线的相角差为120°，因此三相线的电压信号在波形过零点之间存在约6.67ms左右的差别，在主机和从机同步采样的情况下，通过比较从机的电压过零点的时间与主机的电压过零点的时间，即可快速判断出从机所在的相线。此外，本实用新型中，主机将所有的采集数据发送给从机并由从机判断自身所在相线，并由从机将判断结果上传主机或主站，也可以由从机将所有的采集数据发送给主机并由主机判断从机所在相线，并由主机将判断结果发送给从机或主站，或者从机和主机均不做判断，各自将各自的所有采样数据上传主站并由主站设备进行判断。