用视在功率监控小电流并实时处置平台的制作方法

本实用新型属于电磁测量技术领域，具体涉及一种用视在功率监控小电流并实时处置平台。

背景技术：

我国自上世纪60年代末，为了加强用电安全，逐步在电力系统中采取保护措施，其中漏电保护器是通用的技术手段。漏电保护器通过检测监护设备或者线路的异常电流或者电压信号，当检测的信号达到其设定阈值时，促使执行机构动作切断电源，避免烧坏电器、发生火灾或触电等事故，从而确保人身和用电设备的安全，达到防护的目的。

后来，也有的采用小电流接地的方式，其在高压设备的进线端（即高压开关的出线侧）安装零序电流互感器，将电流互感器的二次侧接到小电流接地选线装置上。当高压设备回路中出现一相接地或者是两相接地的时候，此回路内就会产生一个不平衡电流，电流互感器检测到不平衡电流并传送给小电流接地选线装置，小电流接地选线装置给出一个跳闸信号，让高压开关跳闸，将高压设备从电网中脱离开来，避免高压设备被烧毁，还同时避免通过电网扩大故障范围。

上述防护措施均属于后保护的范畴，只有等电流发展到一定程度，达到保护阈值时才会动作，是一种通过停电才能启动保护的方法，不能够通过检测电流的发展过程，在不影响安全的情况下提早做到预防处理来阻碍电流的持续恶向发展，甚至将处于萌芽状态的故障消除。并且一旦达到保护阈值就会发生突然停电，给生产、生活带来严重隐患，尤其是涉及人的设备，如电梯、交通和娱乐设备等。

而现实中，接地电流、绝缘电流或者漏电电流通常比较小且时有时无、忽大忽小，极不稳定，使得测量值不能真实反应电力系统中的破坏力，致使一直无法解决长期影响电网安全运行、严重影响供电质量的垢弊，所以需要研发一种新的检测技术，能够反映破坏能量的变化情况，以便及时采取安检措施，继而避免无序停电，达到安全且节能生产，减少浪费的目的。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用视在功率监控小电流并实时处置平台，能够将接地、绝缘或者漏电电流转换成随时间累计的视在电量形式，在视在电量增长幅度较大时，能够给出预警信号，提醒工作人员采取安检措施。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：设计一种用视在功率监控小电流并实时处置平台，包括电流互感器，其特征在于：还包括区域控制器和管理主机，区域控制器具有两个以上的采集口，采集口上连接视在功率传感器，视在功率传感器包括电流采样电路和运算器，

电流互感器将检测的电流信号传送给电流采样电路，电流采样电路对接收的电流信号进行采集；

运算器将电流采样电路采集的电流乘以给定的视在电压，得到视在功率，并将视在功率进行实时累计，得到视在电量；

区域控制器定时采集视在功率传感器的视在电量，区域控制器能计算视在电量在时间段内的变化量，将变化量与标准值作比较，区域控制器能将能超过标准值的比较信息上传给管理主机；

管理主机连接警示设备，管理主机接收到比较信息后启动警示设备报警。

优选的，所述区域控制器为第一单片机。

优选的，所述警示设备为电子模拟显示屏或/和警灯警号。

优选的，电流互感器的导磁铁芯上缠绕有去磁绕组，去磁绕组通过第一开关连接去磁电源；电流采样电路的采集回路中串联有与第一开关相互锁的第二开关。

优选的，所述视在电压信号由直流电压分压电路提供。

优选的，所述视在电压的数值范围为1～20v。

优选的，所述运算器为第二单片机。

优选的，所述第二单片机控制第一单片机和第二单片机的通断。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、由于将采集的电流乘以给定的视在电压形成视在功率，通过视在功率随时间累计成视在电量的形式，并按时间段进行视在电量的读取，计算视在电量在时段内的变化量，并将变化量与标准值比较，从而反映线路中破坏能量的变化是否超标，便于采取必要的安检工作，避免现有技术中因电流达到阈值而突然跳闸断电的发生，从而为保障正常生产奠定电力基础。

2、此视在功率传感器由于将电流转换成了随时间变化的视在电量的形式，一方面能够克服电流不稳定容易误判，或者电流太小而无法检测出来而存有潜在危害的弊端；另一方面避免了瞬时判定带来的反映不真实而增加无需突然停电的次数；另外还能掌握破坏能量的发展势态，以便采取在线不停电处置或者计划停电处置，确保安全生产，避免造成原料浪费，减少损失。

3、由于给定的视在电压采用现有技术中直流电压分压电路的方式，技术成熟，性能稳定可靠，便于实现。

4、由于视在电压是根据接地电阻等现场情况进行预估来的，并可以根据现场情况的变化进行调整，其数值范围一般为1～20v，采用该视在电压后，可以对检测到的微小电流转换成时间段内反映破坏能量的视在电量形式，真实反应接地电流、绝缘水平和漏电电流对电力系统的破坏能力。

5、由于电流互感器的导磁铁芯上缠绕有去磁绕组，去磁绕组通过第一开关连接去磁电源，可以在定时或者在清理故障后，对导磁铁芯进行去磁操作，恢复导磁铁芯的导磁能力，提高电流检测的准确性。

6、本实用新型可以设置在接地线上检测泄漏电流，也可以设置零序电流线路上检测漏电电流，还可以设置设备绝缘部位上的接地引线上检测其绝缘水平，应用场合灵活多样。

7、本实用新型打破常规保护方法，提出了主动检测、监控变化过程的新方法，通过视在电量的方式监测破坏能量变化趋势，便于以此做好事前安检工作，遏制破坏能量发展态势，避免突然停电，从而顺应泛在电力物联网的建设，便于在本领域内推广应用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是视在功率传感器的检测结构示意图一；

图3是视在功率传感器的检测结构示意图二。

图中标记：1、管理主机；2、第一单片机；3、视在功率传感器；4、电子模拟显示屏；5、警灯警号；6、第二单片机；7、分压电路；8、电流采样电路；9、电流互感器；10、去磁绕组；11、去磁电源。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

如图1所示，本实用新型中的第一单片机2具有两个以上的采集口，每个采集口上连接视在功率传感器3。如图2所示，视在功率传感器3中设置电流互感器9、电流采样电路8和第二单片机6，电流互感器9将检测的电流信号传送给电流采样电路8，电流采样电路8对接收的电流信号进行采集；第二单片机6将电流采样电路8采集的电流乘以给定的视在电压，得到视在功率，并将视在功率进行实时累计，得到视在电量。第一单片机2定时采集视在功率传感器3的视在电量，第一单片机2计算视在电量在时间段内的变化量，将变化量与标准值作比较。第一单片机2将能超过标准值的比较信息上传给管理主机1。管理主机1连接电子模拟显示屏4和警灯警号5，管理主机1接收到比较信息后启动电子模拟显示屏4和警灯警号5，进行声光报警，并显示超出标准值的视在功率传感器3所在的位置。

本实用新型为了避免突发电流在电流互感器9的导磁铁芯中留有剩磁，改变铁芯的导磁率，影响其测量电流的准确性，还在电流互感器9的导磁铁芯上缠绕有去磁绕组10，去磁绕组10通过第一开关连接去磁电源11，使得去磁绕组10中的电流缓慢上升与缓慢下降交替进行，最终逐渐归零。电流采样电路8的采集回路中设有与第一开关互锁的第二开关，实现去磁回路与采集回路的互锁式控制。第二单片机6控制连接继电器km的线圈，控制器得电与失电，继电器km的常闭触点km2作为第二开关、其常开触点作为第一开关，如此实现第一开关和第二开关的通断状态及其通段时间的控制。可以在定时或者在清理故障后，对导磁铁芯进行去磁操作，恢复导磁铁芯的导磁能力，从而提高电流检测的准确性。

上述视在电压由直流电压分压电路7提供，其数值范围为1～20v，具体可以选用其中的任一自然数，其给定值可以根据接地电阻等现场情况进行预估来的，并可以根据现场情况的变化进行调整。采用该视在电压后，可以对检测到的微小电流转换成时间段内反映破坏能量的视在电量形式，真实反应接地电流、绝缘水平和漏电电流对电力系统的破坏能力；还对检测电流起到相应程度的放大作用，改善了由于检测电流很小而变化不明显的状况，提高检测精度，利于及早采取安检措施。

本实用新型的工作过程如下：

使用时，电流互感器9连接在接地线、绝缘部的接地引线或者零序电流线路上，检测得到相应线路上的电流，电流采样电路8对检测到的电流进行采集，然后运算器将采集的电流乘以给定的视在电压，得到视在功率；将得到的视在功率进行实时累计，得到视在电量。第一单片机2按时间间隔采集各视在功率传感器3中的视在电量，并将相邻两次检测的视在电量中后采集值减去前采集值，计算视在电量在该时间段内的变化量，将该变化量与标准值作比较，如果变化量小于标准值，则继续采集下一视在电量；如果变化量大于标准值，则判断为视在电量的变化量超标，并将该信号上传至管理主机1，管理主机1接收到该信息后启动电子模拟显示屏4和警灯警号5，进行声光报警，并显示超出标准值的视在功率传感器3所在的位置。

上述采用第一单片机2作为区域控制器，只是利用第一单片机2最基本的运算与比较功能；也可以选用由定时控制器、加法运算放大器和比较器构成的模拟电路，对于这些器件为实现基本的运算与比较功能，其位置连接关系是本领域普通技术人员所熟知的，在此不再详细赘述。当然除采用第二单片机6作为运算器外，还可以选用积分电路等模拟电路的形式。上述电流采样电路8已是成熟的现有技术，自此也不必详述。

本实用新型可以检测接地线上的接地电流和设备绝缘部位上的接地引线上的电流，如图2所示，左侧的检测线为接地线或接地引线；还可以检测零序电流线路的漏电电流，也就是进出回路中的差电流，如图3所示，应用场合灵活多样。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。