一种基于罗氏线圈的台区识别仪及其台区识别方法
【专利摘要】一种基于罗氏线圈的台区识别仪及其台区识别方法，台区识别仪包括安装于变压器低压侧的测试主机，以及安装于用户端待测位置的收发机，收发机包括收发机CPU主控器及脉冲电流发送模块，测试主机具有罗氏线圈电流检测模块及测试CPU主控器，电流信号的相别通过相别测试状态显示终端显示；测试主机还包括市电过零点检测模块及载波信号发送模块，收发机具有载波信号接收模块及台区测试状态显示终端。台区识别方法通过收发机发送脉冲电流信号，罗氏线圈检测到电流信号后通过相别测试状态显示终端显示相别，当所测相市电信号过零时，载波信号发送模块发送载波信号，收发机若能接收到载波信号，证明用户属于该变压器。本发明抗干扰能力强，识别准确。
【专利说明】—种基于罗氏线圈的台区识别仪及其台区识别方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种配电台区普查装置及其普查方法，具体涉及一种基于罗氏线圈的台区识别仪及其台区识别方法。
【背景技术】
[0002]用电管理部门为实现营销精细化管理以及完成降耗减损目标考核的需要，开展配电台区普查是一项必要的措施，而台区用户识别仪(或称查询仪、营业普查仪等)等功能仪器的使用则是不可或缺的，它可以查清用户是由哪台变压器、哪条线路、甚至于哪相供电等信息，能够真实反映配电台区下每一个用户的基础数据资料，从而提升用电管理部门的台区管理质量。
[0003]罗氏线圈是利用电流互感原理进行电流间接测量的装置，具有测试频带宽、测量范围广、隔离性好、结构简单且易于安装等优良特性；由于罗氏线圈与被测回路没有直接的电连接，因此对原边信号的影响很小，适用于许多大电流的测量场合。
[0004]电网噪声是叠加在线路上的无用信号，主要由电网负荷设备在工作时产生，如计算机的开关电源、电机、电梯的启动、灯的镇流等等，所产生的噪声频率一般都在40Khz以上。串扰是指是两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容对信号传输造成的干扰，这些干扰信号可能会导致数据传输的丢失和传输错误。由于电网噪声与临近台区间串扰的存在，导致现有配电台区普查过程中数据通信成功率不高，无法准确识别用电用户实际隶属的台区。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷，提供一种抗电网干扰与噪声能力强，通信成功率高，能够准确测得用户变压器台区和相线属性的基于罗氏线圈的台区识别仪及其台区识别方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明的台区识别仪包括安装于变压器低压侧的测试主机，以及安装于用户端待测位置的收发机；
[0007]所述的收发机包括收发机CPU主控器，以及与收发机CPU主控器相连用于向客户端测试相发送脉冲电流信号的脉冲电流发送模块，测试主机具有用于检测该脉冲电流信号的罗氏线圈电流检测模块，罗氏线圈电流检测模块将检测到的电流信号上传至测试主机的测试CPU主控器上，并通过与测试CPU主控器相连的相别测试状态显示终端显示该电流信号的相别；
[0008]所述的测试主机还包括与测试CPU主控器相连的市电过零点检测模块以及载波信号发送模块，收发机与之对应具有与收发机CPU主控器相连的载波信号接收模块以及用于显示该载波信号的台区测试状态显示终端。
[0009]所述的载波信号接收模块采用数字式阈值能够调节的载波信号接收模块。
[0010]所述的载波信号发送模块的信号采用3.3毫秒的电力载波信号。
[0011]本发明基于罗氏线圈的台区识别仪的台区识别方法，包括以下步骤:
[0012]第一步，将台区识别仪的测试主机安装在变压器的低压侧，并启动进入工作状态；
[0013]第二步，将台区识别仪的收发机拿至用户端待测位置，打开收发机CPU主控器，通过收发机的脉冲电流发送模块向测试主机发送脉冲电流信号；测试主机的罗氏线圈电流检测模块检测到该脉冲电流信号后上传至测试主机的测试CPU主控器上，并通过与测试CPU主控器相连的相别测试状态显示终端显示该电流信号的相别；
[0014]第三步，当测试主机的市电过零点检测模块检测到所测得相市电信号过零时，测试主机的载波信号发送模块发送调制载波信号；
[0015]第四步，收发机的载波信号接收模块接收该调制载波信号，若能够接收到，证明所测用户属于测试主机所安装的变压器，载波信号传输至收发机CPU主控器，并通过台区测试状态显示终端进行显示。
[0016]所述的载波信号发送模块的信号采用3.3毫秒的电力载波信号。
[0017]所述的载波信号接收模块根据干扰信号的不同对阈值进行调节。
[0018]所述的罗氏线圈电流检测模块是将柔性罗氏线圈分别缠绕在台区内低压侧的A、B、C三相分支上，并与测试CPU主控器相连。
[0019]与现有技术相比，本发明的台区识别仪通过将测试主机安装于变压器低压侧，收发机安装于用户端待测位置接收测试主机发送的信号，由于采用了低频载波通信技术，避免了高频信号空间耦合产生的信号串扰问题，同时低频载波通信技术的显著特点是点对点通信能力极强，不需要中继，也不需要组网，因此对配电网多变的网络结构无任何要求，通信距离(信号检测半径)大于2千米。测试主机还包括与测试CPU主控器相连的市电过零点检测模块，采用过零调制方式加载工频信号，一方面能在信号频段上规避电网噪声的影响，另一方面过零点附近时段是所有用电设备消耗功率最小的时段，因此噪声影响必然也是最弱的时段，抗电网干扰与噪声能力最强，通信成功率非常高，从根本上解决了临近台区间串扰的问题。本发明电流检测模块采用罗氏线圈，罗氏线圈具有测试频带宽、测量范围广、隔离性好、结构简单、易于安装等优良特性，并且罗氏线圈还能够测试变压器低压侧的有功功率、无功功率以及功率因数值，利用罗氏线圈的频率响应范围大的特点监测电网质量，能够为电网的污染治理和合理配置提供科学依据。
[0020]进一步的，本发明的收发机载波信号接收模块根据干扰信号的强弱调节阈值，利用跨变压器耦合信号衰减大的特点，采用阈值数字可调式的抗干扰技术手段能够滤除干扰信号，从原理上解决了临近台区间的串扰问题。
[0021]与现有技术相比，本发明的台区识别方法首先通过安装于用户端待测位置的收发机发送脉冲电流信号，罗氏线圈检测到该脉冲电流信号后上传至测试主机的测试CPU主控器上，并通过相别测试状态显示终端显示该电流信号的相别，当市电过零点检测模块检测到所测得相市电信号过零时，测试主机的载波信号发送模块发送调制载波信号，收发机的载波信号接收模块若能够接收到该调制载波信号，证明所测用户属于测试主机所安装的变压器。本发明方法由于采用了罗氏线圈，频率响应范围大，结合工频调制低频载波通信技术，并在信号过零点上加载调制通信信号，抗干扰与电网噪声的能力强，通信成功率高，解决了临近台区间串扰的问题，能够准确识别出用户实际隶属的台区。
[0022]进一步的，本发明的台区识别方法利用跨变压器耦合信号衰减大的特点，根据干扰信号的强弱调节收发机载波信号接收模块的阈值，采用阈值数字可调式的抗干扰技术手段能够滤除干扰信号，从原理上解决了临近台区间的串扰问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1本发明的整体结构框图；
[0024]附图中:1.收发机CPU主控器；2.测试CPU主控器；3.脉冲电流发送模块；4.罗氏线圈电流检测模块；5.相别测试状态显示终端；6.市电过零点检测模块；7.载波信号发送模块；8.载波信号接收模块；9.台区测试状态显示终端；1.收发机；I1.测试主机。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
[0026]参见图1，本发明的基于罗氏线圈的台区识别仪包括安装于变压器低压侧的测试主机II，以及安装于用户端待测位置的收发机I ;
[0027]收发机I包括收发机CPU主控器1，以及与收发机CPU主控器I相连用于向客户端测试相发送脉冲电流信号的脉冲电流发送模块3，测试主机II具有用于检测该脉冲电流信号的罗氏线圈电流检测模块4，罗氏线圈电流检测模块4将检测到的电流信号上传至测试主机II的测试CPU主控器2上，并通过与测试CPU主控器2相连的相别测试状态显示终端5显示该电流信号的相别；测试主机II还包括与测试CPU主控器2相连的市电过零点检测模块6以及载波信号发送模块7，收发机I与之对应具有与收发机CPU主控器I相连的载波信号接收模块8以及用于显示该载波信号的台区测试状态显示终端9。载波信号发送模块7的信号采用3.3毫秒的电力载波信号，载波信号接收模块8采用数字式阈值能够调节的载波信号接收模块。
[0028]本发明基于罗氏线圈的台区识别仪的台区识别方法，包括以下步骤:
[0029]第一步，将台区识别仪的测试主机II安装在变压器的低压侧，并启动进入工作状态；
[0030]第二步，将台区识别仪的收发机I拿至用户端待测位置，打开收发机CPU主控器1，通过收发机I的脉冲电流发送模块3向测试主机II发送脉冲电流信号；将柔性罗氏线圈分别缠绕在台区内低压侧的A、B、C三相分支上，并与测试CPU主控器2相连，测试主机II的罗氏线圈电流检测模块4检测到该脉冲电流信号后上传至测试主机II的测试CPU主控器2上，并通过与测试CPU主控器2相连的相别测试状态显示终端5显示该电流信号的相别；
[0031]第三步，当测试主机II的市电过零点检测模块6检测到所测得相市电信号过零时，测试主机II的载波信号发送模块7发送3.3毫秒的电力载波信号；
[0032]第四步，收发机I的载波信号接收模块8接收该调制载波信号，并根据干扰信号的不同对阈值进行调节，若能够接收到，证明所测用户属于测试主机II所安装的变压器，载波信号传输至收发机CPU主控器1，并通过台区测试状态显示终端9进行显示。
[0033]本发明的工作过程为:将台区识别仪测试主机II安装在低压电力变压器下，在电源断开的前提下，按照电力行业通用的规范A相一黄色、B相一绿色、C相一红色、零线一黑色，来连接智能台区识别仪的三相电源，再上电，等待3秒钟后三相电源指示灯全部亮起。
[0034]按下台区识别仪的“发送”按钮，台区识别仪测试主机II开始工作，在台区的三相电压的过零点时发送调制信号。
[0035]用户携带手持收发机I到待测试地点，将手持收发机I的黑色鳄鱼夹连接零线，红色鳄鱼夹连接火线，否则手持收发机I无法正常接收相线测试所发的相位识别信息。按照电力设备安全规范操作正确连接后，电源指示灯亮起，接收到相位识别信息则相应的相位信息会亮起，同时电源灯通过不同的闪烁次数进行辅助的说明:
[0036]A相一A相指示灯亮起，电源指示灯闪2次
[0037]B相一B相指示灯亮起，电源指示灯闪4次
[0038]C相一 C相指示灯亮起，电源指示灯闪8次
[0039]测试完成后，测试主机II上按下“停止”按钮，智能台区识别仪停止工作，然后将外接三相四线电源断开，再将电源线取下，按照电力设备安全规范操作:先断三相火线、后断零线。
[0040]工作技术参数为:工作电压:?220V±20 % ;工作电源:三相四线；频率:50Ηζ±1%;静态功耗:(1ff ;动态功耗:(5W ;工作温度:-40°C?+ 85°C;湿度:95%以下。
【权利要求】
1.一种基于罗氏线圈的台区识别仪，其特征在于:包括安装于变压器低压侧的测试主机(II )及安装于用户端待测位置的收发机(I ); 所述的收发机(I )包括收发机CPU主控器(I)，以及与收发机CPU主控器(I)相连用于向客户端测试相发送脉冲电流信号的脉冲电流发送模块(3)，测试主机(II )具有用于检测该脉冲电流信号的罗氏线圈电流检测模块(4)，罗氏线圈电流检测模块(4)将检测到的电流信号上传至测试主机(II )的测试CPU主控器(2)上，并通过与测试CPU主控器(2)相连的相别测试状态显示终端(5)显示该电流信号的相别； 所述的测试主机(II )还包括与测试CPU主控器(2)相连的市电过零点检测模块(6)以及载波信号发送模块(7)，收发机(I )与之对应具有与收发机CPU主控器(I)相连的载波信号接收模块(8)以及用于显示该载波信号的台区测试状态显示终端(9)。
2.根据权利要求1所述的基于罗氏线圈的台区识别仪，其特征在于:所述的载波信号接收模块(8)采用数字式阈值能够调节的载波信号接收模块。
3.根据权利要求1所述的基于罗氏线圈的台区识别仪，其特征在于:所述的载波信号发送模块(7)的信号采用3.3毫秒的电力载波信号。
4.一种基于罗氏线圈的台区识别仪的台区识别方法，其特征在于:包括以下步骤: 第一步，将台区识别仪的测试主机(II )安装在变压器的低压侧，并启动进入工作状态； 第二步，将台区识别仪的收发机(I )拿至用户端待测位置，打开收发机CPU主控器(I)，通过收发机(I )的脉冲电流发送模块(3)向测试主机(II )发送脉冲电流信号；测试主机(II )的罗氏线圈电流检测模块(4)检测到该脉冲电流信号后上传至测试主机(II )的测试CPU主控器⑵上，并通过与测试CPU主控器⑵相连的相别测试状态显示终端(5)显示该电流信号的相别； 第三步，当测试主机(II )的市电过零点检测模块(6)检测到所测得相市电信号过零时，测试主机(II )的载波信号发送模块(7)发送调制载波信号； 第四步，收发机(I )的载波信号接收模块(8)接收该调制载波信号，若能够接收到，证明所测用户属于测试主机(II )所安装的变压器，载波信号传输至收发机CPU主控器(I)，并通过台区测试状态显示终端(9)进行显示。
5.根据权利要求4所述的基于罗氏线圈的台区识别仪的台区识别方法，其特征在于:所述的载波信号发送模块(7)的信号采用3.3毫秒的电力载波信号。
6.根据权利要求4所述的基于罗氏线圈的台区识别仪的台区识别方法，其特征在于:所述的载波信号接收模块(8)根据干扰信号的不同对阈值进行调节。
7.根据权利要求4所述的基于罗氏线圈的台区识别仪的台区识别方法，其特征在于:所述的罗氏线圈电流检测模块(4)是将柔性罗氏线圈分别缠绕在台区内低压侧的A、B、C三相分支上，并与测试CPU主控器(2)相连。
【文档编号】H04B3/54GK104407241SQ201410643968
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】李石, 李义仓, 王森, 吕新良, 李旭, 李小军, 胡攀峰, 李志忠, 贺军荪, 黎斌, 王刚, 任凯, 屈水利 申请人:国家电网公司, 国网陕西省电力公司汉中供电公司