一种计量箱内接线阻抗检测方法与流程

1.本发明属于低压配电网领域，具体涉及一种计量箱内接线阻抗检测方法。


背景技术：

2.在目前的低压配电网系统中，电力输送路径基本都是按照从台区变压器，经过分支箱，再到计量箱，最后输送给每个用户，每个用户对应一个电能表。台区变压器、分支箱、计量箱以及电能表的物理线路形成了一个树状的分支拓扑结构，如说明书附图1所示。计量箱作为台区线路结构的末端，直接和用户的电能表相连。其环境封闭，空间狭小，内部安装的设备种类与数量也相对较多。现有计量箱内部主要包括电能表，进线开关，微型短路器，采集器等，且电能表和微型断路器的数量和用户数量有关，用户越多，对应的设备也越多，多种设备的分散安装，也导致了整个系统运行的接线故障点较多，因此线路难免会有老化和器件松动的情况，由此可能带来的结果是线路线损过高，线路或设备局部发热严重，更严重情况是可能引起设备损坏，引发线路周边火灾等，给居民的生命和财产带来严重的安全威胁。为了杜绝这些情况的发生，一般通过检测线路阻抗来判断线路的输送情况。当检测到某个设备到计量箱进线处的回路阻抗大于设定值时，认为该设备到计量箱进线处之间的线路存在线路老化或者器件松动的情况，需要及时进行维护和检修，以保证居民生命财产的安全。但由于计量箱内的设备众多，接线复杂，同一台区下各计量箱存在并接的情况，实际检测各计量箱内的线路回路阻抗难度大，计算准确率低，难以表征线路接线的实际情况。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术中存在的计量箱内线路阻抗的检测难度大及准确率低的问题，本发明提供一种计量箱内接线阻抗检测方法，能够获得各电能表的计量箱内接线阻抗，即获得电能表和计量箱进线处之间的线路阻抗，可以准确定位计量箱内存在线路老化或器件松动情况的线路，从而可以降低计量箱内线路阻抗的检测难度，并提高准确率。
4.为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种计量箱内接线阻抗检测方法，包括以下步骤：步骤1，获取计量箱进线处各相线的电流和电压数据以及计量箱内各电能表的电流和电压数据；对台区变压器中计量箱进线处各相线的电流和电压数据进行高频采集，按照设定的采集时长，获取不同时间段内计量箱进线处各相线的电流和电压数据以及计量箱内各电能表的电流和电压数据，每个时间段内的所有数据作为一组待处理数据；在获取时，将计量箱进线处各相线的电流和电压数据从模拟信号转换为数字信号；步骤2，获得各电能表与所处计量箱进线处各相线的连接关系；步骤2.1，对多组待处理数据进行分别处理，如果一组待处理数据中，各电能表以及计量箱进线处各相线的电流均保持平稳，则本组数据为稳态数据，否则丢弃本组数据；步骤2.2，如果两组稳态数据进行比较，仅有一个电能表发生电流波动，其他电能
表的电流未发生波动，进入步骤2.3；步骤2.3，如果计量箱进线处仅有一个相线发生电流波动，其他相线均未发生电流波动，且发生波动的相线发生电流波动的时间与发生波动的电能表发生电流波动的时间相同，则发生电流波动的电能表与发生电流波动的相线连接，保留本次两组稳态数据；步骤2.4，利用步骤2.2和2.3，对多稳态数据进行处理，获得各电能表与所处计量箱进线处各相线之间的连接关系，并保留与各电能表对应的两组稳态数据；步骤3，获得台区变压器、分支箱、计量箱和电能表之间的线路拓扑关系；将台区变压器、分支箱、计量箱和电能表分为四级，形成树形拓扑结构，根据树形拓扑结构以及各电能表与所处计量箱进线处各相线的连接关系，形成线路拓扑关系；步骤4，计算各电能表的计量箱内接线阻抗；步骤4.1，基于线路拓扑关系，根据电能表发生电流波动的电压变化关系，获得电能表的电压变化值的计算公式以及与电能表连接的相线的电压变化值的计算公式；步骤4.2，电能表与所连接相线之间的线路阻抗记为电能表的计量箱内接线阻抗，利用步骤4.1中的两个计算公式获得电能表的计量箱内接线阻抗上的电压变化值的计算公式；步骤4.3，根据电能表的计量箱内接线阻抗上的电压变化值等于电能表的计量箱内接线阻抗上的电流变化值与电能表的计量箱内接线阻抗相乘，利用4.2中获得的计算公式，构建电能表的计量箱内接线阻抗的计算公式；步骤4.4，对各电能表对应的两组稳态数据进行处理，获得各电能表的计量箱内接线阻抗的计算公式进行计算所需参数，后进行计算获得各电能表的计量箱内接线阻抗。
5.对本发明技术方案的进一步改进，步骤2.1中，如果电能表以及计量箱进线处相线的电流变化变化值小于平稳阈值，则电能表以及计量箱进线处相线的电流保持平稳。
6.本发明中获得的各电能表的计量箱内接线阻抗为电能表和计量箱进线处之间的线路阻抗，当某个电能表的计量箱内接线阻抗大于设定值时，则这个电能表与计量箱进线处之间的线路上存在线路老化或器件松动的情况，由此可以准确定位计量箱内存在线路老化或器件松动情况的线路，只需要对这条线路上的设备进行维护和检修即可，不需要对每个设备进行线路阻抗检测，从而可以降低计量箱内线路阻抗的检测难度，并提高准确率。
7.对本发明技术方案的进一步改进，步骤2.2中，如果电能表的电流变化值大于波动阈值，则电能表发生电流波动。
8.对本发明技术方案的进一步改进，步骤2.3中，如果计量箱进线处一相线的电流变化值与发生电流波动的电能表的电流变化值的差值小于差值阈值，则这个相线发生电流波动。
9.对本发明技术方案的进一步改进，步骤3中，电能表与全台区变压器之间的线路上，台区变压器与分支箱之间的线路阻抗记为全台区公共阻抗，分支箱与计量箱进线处之间的线路阻抗记为计量箱私有接线阻抗；步骤4.1中，电能表的电压变化值等于全台区公共阻抗上的电压变化值与计量箱私有接线阻抗上的电压变化值以及计量箱内接线阻抗上的电压变化值之和；与电能表连接的相线的电压变化值等于全台区公共阻抗上的电压变化值与计量箱私有接线阻抗上的电压变化值之和。
10.对本发明技术方案的进一步改进，步骤4.2中，电能表的计量箱内接线阻抗上的电
压变化值等于电能表的电压变化值和与电能表连接的相线的电压变化值的差值。
11.对本发明技术方案的进一步改进，步骤4.3中，电能表的计量箱内接线阻抗等于电能表的电压变化值和与电能表连接的相线的电压变化值的差值与电能表的计量箱内接线阻抗上的电流变化值的比值。
12.对本发明技术方案的进一步改进，步骤4.4中，所需参数为电能表的电压变化值、与电能表连接的相线的电压变化值以及电能表的计量箱内接线阻抗上的电流变化值。
13.与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明能够获得各电能表的计量箱内接线阻抗，可以准确定位计量箱内存在线路老化或器件松动情况的线路，从而可以降低计量箱内线路阻抗的检测难度，并提高准确率。
14.2、本发明中利用筛选出的稳态数据获得各电能表与所处计量箱进线处各相线的连接关系，再利用各电能表对应的两组稳态数据进行计量箱内接线阻抗的计算，结果稳定可靠。
15.3、i型采集器支持对计量箱进线处各相线的电流和电压数据进行高频采集，同时可以采集计量箱内各电能表的电流和电压数据，本发明在实施时，对于在进线处已安装有i型采集器的计量箱，将所述的计量箱内接线阻抗检测方法配置在i型采集器中，即可实现计量箱内接线阻抗的检测，实现方式简单，成本低。
附图说明
16.图1为一种典型全台区线路结构示意图。
17.图2为本发明系统结构示意图。图3为本发明实施例2系统结构示意图。
具体实施方式
18.下面对本发明做进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本技术的保护范围。
19.实施例1一种计量箱内接线阻抗监测方法，包括以下步骤：步骤1，获取计量箱进线处各相线的电流和电压数据以及计量箱内各电能表的电流和电压数据；对台区变压器中计量箱进线处各相线的电流和电压数据进行高频采集，按照设定的采集时长，获取不同时间段内计量箱进线处各相线的电流和电压数据以及计量箱内各电能表的电流和电压数据，每个时间段内的所有数据作为一组待处理数据；在获取时，将计量箱进线处各相线的电流和电压数据从模拟信号转换为数字信号；步骤2，获得各电能表与所处计量箱进线处各相线的连接关系；步骤2.1，对多组待处理数据进行分别处理，如果一组待处理数据中，各电能表以及计量箱进线处各相线的电流均保持平稳，则本组数据为稳态数据，否则丢弃本组数据；步骤2.2，如果两组稳态数据进行比较，仅有一个电能表发生电流波动，其他电能表的电流未发生波动，进入步骤2.3；
步骤2.3，如果计量箱进线处仅有一个相线发生电流波动，其他相线均未发生电流波动，且发生波动的相线发生电流波动的时间与发生波动的电能表发生电流波动的时间相同，则发生电流波动的电能表与发生电流波动的相线连接，保留本次两组稳态数据；步骤2.4，利用步骤2.2和2.3，对多稳态数据进行处理，获得各电能表与所处计量箱进线处各相线之间的连接关系，并保留与各电能表对应的两组稳态数据；步骤3，获得台区变压器、分支箱、计量箱和电能表之间的线路拓扑关系；将台区变压器、分支箱、计量箱和电能表分为四级，形成树形拓扑结构，根据树形拓扑结构以及各电能表与所处计量箱进线处各相线的连接关系，形成线路拓扑关系；步骤4，计算各电能表的计量箱内接线阻抗；步骤4.1，基于线路拓扑关系，根据电能表发生电流波动的电压变化关系，获得电能表的电压变化值的计算公式以及与电能表连接的相线的电压变化值的计算公式；步骤4.2，电能表与所连接相线之间的线路阻抗记为电能表的计量箱内接线阻抗，利用步骤4.1中的两个计算公式获得电能表的计量箱内接线阻抗上的电压变化值的计算公式；步骤4.3，根据电能表的计量箱内接线阻抗上的电压变化值等于电能表的计量箱内接线阻抗上的电流变化值与电能表的计量箱内接线阻抗相乘，利用4.2中获得的计算公式，构建电能表的计量箱内接线阻抗的计算公式；步骤4.4，对各电能表对应的两组稳态数据进行处理，获得各电能表的计量箱内接线阻抗的计算公式进行计算所需参数，后进行计算获得各电能表的计量箱内接线阻抗。
20.本实施例步骤2.1中，如果电能表以及计量箱进线处相线的电流变化值小于平稳阈值，则电能表以及计量箱进线处相线的电流保持平稳；平稳阈值设为0.2a。
21.本实施例步骤2.2中，如果电能表的电流变化值大于波动阈值，则电能表发生电流波动；波动阈值设为2a。
22.本实施例步骤2.3中，如果计量箱进线处一相线的电流变化值与发生电流波动的电能表的电流变化值的差值小于差值阈值，则这个相线发生电流波动；差值阈值设为
±
0.1a。
23.本实施例步骤3中，电能表与全台区变压器之间的线路上，台区变压器与分支箱之间的线路阻抗记为全台区公共阻抗，分支箱与计量箱进线处之间的线路阻抗记为计量箱私有接线阻抗；步骤4.1中，电能表的电压变化值等于全台区公共阻抗上的电压变化值与计量箱私有接线阻抗上的电压变化值以及计量箱内接线阻抗上的电压变化值之和；与电能表连接的相线的电压变化值等于全台区公共阻抗上的电压变化值与计量箱私有接线阻抗上的电压变化值之和。
24.本实施例步骤4.2中，电能表的计量箱内接线阻抗上的电压变化值等于电能表的电压变化值和与电能表连接的相线的电压变化值的差值。
25.本实施例步骤4.3中，电能表的计量箱内接线阻抗等于电能表的电压变化值和与电能表连接的相线的电压变化值的差值与电能表的计量箱内接线阻抗上的电流变化值的比值。
26.本实施例步骤4.4中，所需参数为电能表的电压变化值、与电能表连接的相线的电压变化值以及电能表的计量箱内接线阻抗上的电流变化值。
27.图1为一种典型全台区线路结构示意图，台区变压器、分支箱、计量箱和电能表之间通过a相线、b相线和c相线连接。
28.本发明方法在图1中的台区线路结构上实施时：步骤1中对计量箱进线处各相线的电流和电压数据进行秒级高频采集，将采集时长设定为一分钟；步骤2中确定电能表和计量箱进线处各相线的连接关系，电能表1和电能表2与计量箱1进线处的a相线连接，电能表3与计量箱1进线处的b相线连接，电能表4和电能表5与计量箱1进线处的c相线连接，电能表6与计量箱2进线处的a相线连接，电能表7与计量箱2进线处的b相线连接，电能表8与计量箱2进线处的c相线连接；步骤4中计算各电能表的计量箱内接线阻抗，以电能表1为例，电能表1与全台区变压器之间的线路上，如图2所示，全台区公共阻抗记为，计量箱私有接线阻抗记为，电能表1的计量箱内接线阻抗记为；则步骤4.1中，电能表1的电压变化值为；与电能表1连接的相线a的电压变化值为，其中，为全台区公共阻抗上的电压变化值，为计量箱私有接线阻抗上的电压变化值，为计量箱内接线阻抗上的电压变化值；步骤4.2中，；步骤4.3中，，其中，为电能表1的计量箱内接线阻抗上的电流变化值，则；步骤4.4中，，，，其中、和为与其中一组稳态数据中电能表1的电压、电能表1的电流和计量箱1进线处a相线的电压，、和为与另一组稳态数据中电能表1的电压、电能表1的电流和计量箱1进线处a相线的电压。
29.实施例2本实施例针对已安装有i型采集器的计量箱，如图3所示，计量箱1和计量箱2的进线处分别安装有i型采集器1和i型采集器2。i型采集器支持对计量箱进线处各相线的电流和电压数据进行高频采集，同时可以采集计量箱内各电能表的电流和电压数据。本实施例在实施时，将实施例1所述的计量箱内接线阻抗检测方法配置在i型采集器中，即可实现计量箱内接线阻抗的检测，实现方式简单，成本低。
30.实施例3与实施例2相比，本实施例中，采用24位ad转换器和dsp芯片实现对计量箱进线处各相线的电流和电压数据的高频采集，同时利用dsp芯片和rs485通讯技术实现对计量箱内各电能表的电流和电压数据采集，本实施例在实施时，将实施例1所述的计量箱内接线阻抗检测方法配置在dsp芯片中，即可实现计量箱内接线阻抗的检测，实现方式简单，成本低。对计量箱内各电能表的电流和电压数据采集遵循《dl/t645-2007多功能电能表通信规约》或者《q/gdw 11778—2017 面向对象的用电信息数据交换协议》。