[发明专利]一种剩余电流与末端电压在线监测与故障定位方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及农用电网故障检测领域，尤其是一种剩余电流与末端电压在线监测与故障定位方法及装置。该装置可在线监测农网用户剩余电流和末端电压信息，并通过无线网络传递信息到中心节点，最终将信息发送到供电管理部门。方便管理部门检测末端电压及定位漏电用户，并且具备漏电位置精确定位功能，有利于提高农村供电质量和用电安全。

背景技术

随着农村经济的迅速发展以及农网升级改造步伐的不断迈进，农网中用电设备大量增加，用电负荷与日俱增，这一切都为农网安全稳定运行埋下了安全隐患。但由于农村电网具有线路长、负荷率低等特点，导致农网线路低电压的状况时有出现，导致农村居民的正常用电要求受到干扰，供电管理部门每年收到的用电投诉中关于低电压的所占比例最大。

现有配电运行单位对电压质量监控不到位，难以做到实时且充分地掌握用户电压质量数据。从管理体制上来看，现有配电单位解决低电压问题的主动性不高，往往在接到用户投诉后才会去现场进行电压检测。从硬件支持上看，电压质量自动监测点数量较少、没有起到应有的电压监测作用。因此本发明提供的末端电压在线监测方法对于解决农村电网低电压的问题是非常有必要的。

农网中不仅存在低电压问题，剩余电流所造成的危害也是不能忽视的，剩余电流的产生既有可能是由线路老化破损，也有可能是人身触电所引起的。这种安全隐患将会对居民的人身、财产安全造成极大威胁。现在部分农村居民家中配有剩余电流保护器，剩余电流保护器一旦检测到剩余电流超过阈值便会切断电源，避免了更大危险的发生。但是，在线路供电被切断后，供电管理部门无法准确获知剩余电流故障发生的位置，不能快速及时的恢复供电。此外，家用剩余电流保护器因质量或者使用时间超限，也会发生误动、拒动等行为，严重影响供电的可靠性。因此本发明提供的剩余电流在线监测和故障点定位方法对于解决农网剩余电流问题也是十分有必要的。

现有的剩余电流监测系统一般采用载波通信技术来实现数据传输，载波通信技术是一种有线传输技术。其原理是通过电流搭载包含剩余电流信息的高频信号，其优点是使用简单，不用另外搭建传输线路，但是其调制解调过程复杂，且最大缺点是失电情形下无法通信；而本发明采用的无线网络发送技术则通过无线组网来实现剩余电流、低电压和故障位置信息的交互，最大的优点是传输距离远且失电可持续运行。

发明内容

发明目的：为解决上述技术问题，本发明提出一种剩余电流与末端电压在线监测与故障定位方法及装置。

技术方案：本发明提出的技术方案为：一种剩余电流与末端电压在线监测与故障定位装置,包括安装在农户家中的剩余电流保护器和采集器；剩余电流保护器与农用电网相连，采集器安装在剩余电流保护器上,实时采集农用电网剩余电流和末端电压，采集器包括ZigBee通信模块、电源模块和微控制器；其中，

电源模块从农用电网中获取市电电压，经变压整流后为微控制器和ZigBee模块供电；同时向内置的储能单元存储电能，当供电电路发生故障时，由储能单元为其他模块供电；

ZigBee通信模块用于实现微控制器与预先设定的中心节点之间的信息交互；

微控制器通过ZigBee通信模块接收来自中心节点的巡检指令并根据巡检指令在线对剩余电流和末端电压进行实时监测并将相应数据上传至中心节点，由中心节点将相应数据转发至供电控制中心进行保存；当微控制器监测到剩余电流或末端电压超出设定阈值，则根据剩余电流和末端电压值生成故障信息并发送到中心节点，由中心节点转发至供电控制中心；所述故障信息包括：发生故障处的剩余电流、末端电压和用户位置信息。

具体的，所述电源模块还包括变压稳压整流电路和升压电路，电源模块将获取的市电电压分为两路，一路市电电压先经变压稳压整流电路变压、稳压、整流再经升压电路升压后作为其他模块的工作电压；另一路市电电压为储能单元充电。

进一步的,其特征在于，所述储能单元为超级电容。

本发明还提出一种剩余电流与末端电压在线监测与故障定位方法，该方法包括：

步骤(1)：利用所述剩余电流与末端电压在线监测与故障定位装置实时监测农用电网中的末端电压信息和剩余电流信息，并根据设置的阈值实时判断并生成故障信息；利用所述装置中的ZigBee通信模块将末端电压信息、剩余电流信息和故障信息上传至中心节点，中心节点将相应数据发送至供电控制中心；