本專利提出了一種既具備臺區(qū)拓撲識別功能，又具備分支電能計量功能的低壓線損分析儀。本發(fā)明屬于電網(wǎng)檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，是涉及線損計量與線損點定位檢測設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年來各電網(wǎng)公司為了提升低壓臺區(qū)的線損指標，投入了大量的精力、物力、人力，使得線損指標得到了迅速的提升，為企業(yè)經(jīng)營帶來了巨大的社會效益。

在低壓臺區(qū)線損異常問題排查中，通過常規(guī)的戶變核查、總表清理等簡單處理手段能夠在一定程度上提升線損指標。

但隨著指標提升到一定的程度，發(fā)現(xiàn)后期線損異常的臺區(qū)大多因為線路拓撲復雜、線損異常過于隱蔽而不能快速查出線損點?，F(xiàn)行技術(shù)下的普遍做法是在分支箱處安裝電表（固定式或移動式）進行分支計量，依賴生產(chǎn)部門提供的臺區(qū)拓撲，再根據(jù)日凍結(jié)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行人工核算線損數(shù)據(jù)。這種做法往往會因為臺區(qū)拓撲的不明確而需要多方配合，從而導致工作反復、效率低下，通常情況下解決一個臺區(qū)需要一個星期甚至更長的時間。并且在分級數(shù)較多的情況下，也難以深入地進行線損對比。因此傳統(tǒng)的工作方式很難實現(xiàn)對線損點的快速定位。為進一步提升低壓臺區(qū)線損指標，在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)比較復雜的臺區(qū)實現(xiàn)線損異常點快速定位成為當下迫切解決的重要課題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于上述問題，本發(fā)明的主要目的是實現(xiàn)在線路復雜、線損點隱蔽的情況下能夠快速聚焦定位線損異常點，解決線損異常最后一公里問題，進而進一步提升線損指標。

根據(jù)本發(fā)明的目的，本說明書詳細說明了一種基于拓撲結(jié)構(gòu)下的逐級逐段式線損定位分析設(shè)備，即一種分支識別和電能計量式低壓線損分析儀。

本發(fā)明所提供的一種低壓線損分析儀由一個主機和3個電流鉗構(gòu)成。檢測時從臺區(qū)考核表開始，按照分支拓撲關(guān)系逐級逐段將臺區(qū)劃分為若干個小臺區(qū)進行線損異常排查。具體排查流程將在實施例中結(jié)合附圖2、附圖3予以說明。

本發(fā)明的設(shè)計原理以工頻負荷載波信號技術(shù)為基礎(chǔ)，在準同步采樣核心算法的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了分支識別和電能計量同步操作的功能。為確保分支識別通訊及計量的準確性，硬件上配置一顆具備六通道模擬前端處理器、具有6個16位獨立的A/D轉(zhuǎn)換器采樣速度達到64K/S的AD73360芯片，數(shù)據(jù)處理上應用兩顆ADSP-BF532芯片，雙核DSP處理器進一步確保分支識別和電能計量準確同步進行。

本發(fā)明所提供的一種低壓線損分析儀包括電源管理模塊、負荷載波信號采樣處理模塊、電參量采集運算模塊、負荷載波信號發(fā)生保護模塊、嵌入式處理器模塊、顯示及觸屏控制模塊、時鐘模塊、通信模塊、電能數(shù)據(jù)及信息存儲模塊、USB數(shù)據(jù)通訊控制模塊。各模塊功能將在實施例中結(jié)合附圖4給出具體說明。

本發(fā)明的有益效果是由本發(fā)明的設(shè)計方案帶來的，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具體體現(xiàn)在如下幾個方面：

可以減少現(xiàn)場維護工作對人工經(jīng)驗的過度依賴；

能夠不受分支級數(shù)限制，實現(xiàn)對臺區(qū)范圍內(nèi)100%的準確識別，有效避免分支測量盲點；

在不影響主機計量功能的情況下，實現(xiàn)拓撲識別和計量同步進行，確保對異常點的快速聚焦；

可以實現(xiàn)線損核查、用電檢查、拓撲繪制、反竊電等多項任務。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹。顯而易見，以下所描述的附圖僅僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1是本發(fā)明提供的工作原理框圖；

圖2是本發(fā)明提供的異常點排查流程圖;

圖3是本發(fā)明提供的常規(guī)臺區(qū)框架圖

圖4是本發(fā)明提供的功能模塊框架圖

圖5是本發(fā)明提供的接線方式之一

圖6是本發(fā)明提供的接線方式之二

圖7是本發(fā)明提供的負荷載波信號采樣模塊電壓采樣電路圖

圖8是本發(fā)明提供的負荷載波信號采樣模塊電流互感器采樣電路圖

圖9是本發(fā)明提供的電參量采集模塊三相電壓采樣電路圖

圖10是本發(fā)明提供的電參量采集模塊三相電流采樣電路圖

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明，應當理解，以下所說明的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明提供的低壓線損分析儀工作原理框圖，當?shù)蛪壕€損分析儀工作時，電壓、電流通過電路采樣后，經(jīng)過高速A/D轉(zhuǎn)換器運算處理后，電能數(shù)據(jù)部分送至電能DSP模塊進行處理，脈沖信號部分送至脈沖信號DSP處理模塊進行處理，最后DSP處理模塊根據(jù)需要將處理后的數(shù)據(jù)送至顯示部分、通訊部分等輸出設(shè)備。

圖2是本發(fā)明提供的異常點排查流程，具體步驟如下：

a)任務的輸入，包括

a1前期排查情況

a2臺區(qū)檔案清單

b)線損持續(xù)異常排查

b1持續(xù)異常排查步驟如圖2中線損持續(xù)異常排查模塊部分自左向右工作

b2其中一級分支線損排查，無需劃分拓撲關(guān)系，涉及的排查范圍包括臺區(qū)考核表、互感器、一級分支的各個支路。測量時首先將一級分支的每個支路都裝接線損分析儀，然后利用PDA（一個與本儀器配套的分析工具，通過本發(fā)明中的通信模塊與之實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，進而提供更人性化的交互界面）對線損分析儀進行校時，使之與臺區(qū)考核總表時間同步。等待約15分鐘后，通過PDA分別讀取臺區(qū)總表電量和線損分析儀電量，自動計算出線損率?，F(xiàn)場人員根據(jù)統(tǒng)計出的線損率結(jié)果進行下一步的排查工作。在該階段可以查出的異常有：互感器變比錯誤、考核接線錯誤、總表本身計量異常、配電房范圍內(nèi)未經(jīng)電表私自接用電；

b3其中二級分支線損排查，需要劃分臺區(qū)拓撲關(guān)系后再進行線損比對工作。所涉及的排查范圍包括：二級分支以下的用電設(shè)備如分支箱、電表箱等。在線損分析儀在線的情況下先測量劃分二級分支、表箱等各個點的分支隸屬關(guān)系，然后在表箱處安裝微型移動電表，將其數(shù)據(jù)清零、時鐘校對后開始計量表箱處用電量。根據(jù)拓撲關(guān)系進行線損比對，核查異常點。如圖3中所示：

線損率=（分析儀1電量-（移動電表1電量+移動電表2電量））/分析儀1電量

在該階段可以查出的異常有：用電引起的異常、移動電表前私自用電。若為私自用電，需要進一步劃分二級分支各個支線的一一對應關(guān)系，如劃分出圖3中C、D和E、F的一一對應關(guān)系，再進行電量對比，確認具體的異常；

b4其中表箱范圍內(nèi)排查可以進行移動電表到用戶電表間的線損比對，通過讀取移動電表小時凍結(jié)電量及該移動電表范圍內(nèi)所有用戶電表小時凍結(jié)電量進行線損比對。在該階段可以查出的異常有：私拉亂接無表用電（竊電）、電表接線錯誤、電表接線誤差、存在飛機電表

c)間歇性異常排查：經(jīng)過對臺區(qū)自上而下的排查后，仍未發(fā)現(xiàn)異常問題，則有可能是由于間歇性異常導致，即未經(jīng)電表的間歇性用電。該部分的工作需要較長時間的監(jiān)測電能數(shù)據(jù)，監(jiān)測最短周期不少于24個整點用電量。先利用PDA現(xiàn)場采錄分析儀及移動電表電量數(shù)據(jù)與采集系統(tǒng)的電量數(shù)據(jù)比對。再進一步根據(jù)數(shù)據(jù)比對結(jié)果進行現(xiàn)場復查工作，查出存在問題的分支、表箱和異常時間點；

d)任務輸出，包括

d1線損異常原因發(fā)生的時間和位置

d2臺區(qū)拓撲邏輯關(guān)系。

圖3是本發(fā)明提供的常規(guī)臺區(qū)框架圖，具體解釋如下：

一級分支：從變壓器母線到線路一級分支箱的進線點,即圖中的A點到B點，一般根據(jù)臺區(qū)一級分支數(shù)量決定線損分析儀的安裝數(shù)量；

二級分支：從第一級分支箱排出來到最近的轉(zhuǎn)接箱或者電表表箱，即圖中的C點到E點或D點到F點；

小臺區(qū)的概念：為便于現(xiàn)場自上而下的排查，將臺區(qū)劃分為若干個小臺區(qū)進行數(shù)據(jù)比對，如圖中虛線范圍內(nèi)可視為一個小臺區(qū)。

圖4是本發(fā)明提供的功能模塊框架圖，

其中電源管理模塊采用自制的高抗擾性開關(guān)電源，不影響通訊性能，電壓穩(wěn)定，同時降低了設(shè)備的功耗和重量；

負荷載波信號采樣處理模塊采用多通道A/D準同步采樣和高速DSP完成電力線上信號的采樣及處理，進行負荷載波信號解調(diào)及運算處理，支持多個分支支路在線同時測量，快速逐級劃分分支拓撲從屬關(guān)系，給出電網(wǎng)線路拓撲識別結(jié)果。當三個電流鉗都夾火線時，能夠?qū)崿F(xiàn)分支識別和電能計量同步進行。連接方式如附圖5所示。當三個電流鉗夾零線時只能做分支識別使用，不具備電能計量功能。連接方式如附圖6所示；

該模塊電壓采樣主要由分壓網(wǎng)絡、采樣電阻和濾波網(wǎng)絡三部分組成。一種優(yōu)選的電路圖如附圖7所示。R66(R67、R68)等一組電阻所組成的分壓網(wǎng)絡將三相電壓信號值降至合理區(qū)間，分壓后的信號由R104(R105、R106)完成采樣功能，再經(jīng)由R96和C81(R97和C82、R98和C83)組成的一階RC網(wǎng)絡、M1磁珠元件濾波后接入ADC芯片信號輸入端；

該模塊電流互感器采樣主要由采樣電阻和濾波網(wǎng)絡兩部分組成。一種優(yōu)選的電路圖如附圖8所示。三相電流信號經(jīng)由R39(R40、R41)采樣后，再通過R42和C17(R43和C18、R44和C19)組成的一階RC網(wǎng)絡完成濾波，最后接入ADC芯片信號輸入端；

該模塊ADC采用Analog Devices公司的16位六通道同步采樣芯片AD73360， DSP處理器采用Analog Devices公司的Blackfin系列芯片BF532。負荷載波信號解調(diào)算法充分運用AD73360和BF532芯片的性能優(yōu)勢，解調(diào)特定的負荷載波信號，輔以一定的限定條件，有效剔除電力線干擾噪聲。不同的負荷載波信號組合，攜帶了不同的電網(wǎng)線路拓撲信息，通過算法解析得到這些拓撲信息，再對信息進行判定處理，最后給出電網(wǎng)線路拓撲識別結(jié)果；

電參量采集運算模塊采用多通道A/D準同步采樣和高速DSP完成電力線參數(shù)的采樣及運算，包括實時數(shù)據(jù)（電壓、電流、瞬時功率、當前電量）、凍結(jié)數(shù)據(jù)（日凍結(jié)、小時凍結(jié)、15分鐘電量凍結(jié)）、需量（當前需量、歷史最大需量），輸出電流、電壓、電能等計量數(shù)值；

該模塊三相電壓采樣主要由分壓網(wǎng)絡、采樣電阻和濾波網(wǎng)絡三部分組成。一種優(yōu)選的電路圖如附圖9所示。R66(R67、R68)等一組電阻所組成的分壓網(wǎng)絡將三相電壓信號值降至合理區(qū)間，分壓后的信號由R104(R105、R106)完成采樣功能，再經(jīng)由R96和C81(R97和C82、R98和C83)組成的一階RC網(wǎng)絡、M1磁珠元件濾波后接入ADC芯片信號輸入端；

該模塊三相電流采樣主要由采樣電阻和濾波網(wǎng)絡兩部分組成。一種優(yōu)選的電路圖如附圖10所示。三相電流信號經(jīng)由高精度電阻R39(R40、R41)采樣后，再通過R42和C17(R43和C18、R44和C19)組成的一階RC網(wǎng)絡完成濾波，最后接入ADC芯片信號輸入端；

該模塊ADC采用Analog Devices公司的16位六通道同步采樣芯片AD73360，DSP處理器采用Analog Devices公司的Blackfin系列芯片BF532。電參量計量算法充分發(fā)揮AD73360和BF532芯片的性能優(yōu)勢，以傅里葉運算為基礎(chǔ)，配合恰當?shù)挠嬃砍?shù)，對三相采樣信號進行高頻次計量。然后計量算法結(jié)合一定量數(shù)學運算，輸出高精度的電參量計量數(shù)據(jù)；

負荷載波信號發(fā)生、保護模塊具備負荷載波信號調(diào)制和電力線環(huán)境檢測功能，使負荷載波信號能安全、有效的傳輸在電力線上；

嵌入式處理器模塊是控制中樞模塊，具備數(shù)據(jù)和信息中轉(zhuǎn)，負荷載波信號發(fā)生控制，系統(tǒng)復位，多主機通訊控制等一系列核心功能；

顯示及觸屏控制模塊采用ARM9內(nèi)核處理器，數(shù)據(jù)處理流暢，觸控液晶顯示屏，操作方便，具備良好的人機交換界面和操作手感；

時鐘模塊提供包括日期、時間在內(nèi)的時鐘功能；

通信模塊與任何支持通訊的設(shè)備（如智能手持終端PDA、智能移動電話等）實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，控制指令傳達功能，進一步實現(xiàn)更人性化的界面。本發(fā)明中優(yōu)選為藍牙模塊；

電能數(shù)據(jù)及信息存儲模塊實現(xiàn)現(xiàn)場使用過程中獲得的電能和信息數(shù)據(jù)直接存儲在設(shè)備的FLASH中；

USB數(shù)據(jù)通訊控制模塊支持使用過程中獲得的數(shù)據(jù)通過USB通信口直接導入到后臺系統(tǒng)或個人電腦中，方面使用者進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

盡管上文對本發(fā)明進行了詳細說明，但是本發(fā)明不限于此，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的思想和原理進行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理或邏輯所作的修改，都應當理解為落入本發(fā)明的保護范圍。