一种低压分路监测设备的自动校正方法与流程

1.本发明属于低压电气技术领域，具体涉及一种低压分路监测设备的自动校正方法。


背景技术：

2.近年来，我国配电网建设投入不断加大，配电网发展取得显著成效，配电网也越来越复杂；但是，配电网变得复杂的同时也造成其故障很难监测。如今电力事故主要集中再配电网，据统计，其中400v低压配电网络故障占到90％。
3.城市配电网越来越复杂，配电出线越来越多，在运行检修管理阶段带来了一系列的管控问题，并且网络规模不断增长，但人员数量将保持长期相对稳定，在当前运检模式下，公司运检人员配置率偏低的问题突出，省、市检修公司管理设备多、范围广，部分地区检修专业人员配置率不足百分之五十，与快速增长的电网规模间的矛盾日益突出，急需要一种可以有一种对于各个分路线故障定位和排查的监测设备。
4.由于现有技术中存在的不同批次、厂家所提供元器件存在有参数(如阻值、容值、容抗等)上存在一定误差，造成制得的低压分路监测设备在出厂时电压、电流、功率、温度等数据存在一定偏差，低压分路监测设备自身的运行精度难以满足高端客户的需求。
5.因此，设备在出厂前需要进行参数校正，此外，当前多是工人通过手动操作对出厂设备依次进行单台校正操作，需要占用过多的人力和时间成本。


技术实现要素：

6.本发明针对以上问题，提出了一种对能够进行温度及多种电气参数检测和故障指示的低压分路监测设备进行自动校正的参数自动校正方法。
7.本发明的技术方案是：所述低压分路监测单元包括壳体和控制电路，所述控制电路包括主控模块、电源模块、计量模块、通讯模块，温度采集模块和状态指示模块。
8.所述计量模块通过spi接口连接所述主控模块，所述计量模块内置计量芯片，所述主控模块再连接所述电源模块、通讯模块、温度采集模块、状态指示模块；所述低压分路监测单元还包含有参数校正模块。
9.所述参数校正模块按照以下步骤进行参数自动校正：
10.(1)静置低压分路监测设备，供给理论电压值和理论电流值，所述理论电流值滞后所述理论电压45度，所述理论电压和理论电流误差小于0.1％，角度误差0.1度；
11.(2)低压分路监测设备进入参数自动校正模式；
12.(3)低压分路监测设备通过计量模块检测实时电压值、电流值和功率值；
13.(4)将计量模块采集到的实时电压值、电流值、功率值与其对应理论值进行误差计算，根据计量模块中的校正算法，计算电压、电流、功率各通道的校正补偿系数；
14.(5)将计算得到的各通道校正补偿系数写入所述计量芯片中各通道对应的校正补偿寄存器，达到参数校正目的；
15.(6)若此次校正结束后，电压和电流误差大于0.5％或功率误差大于1％，去步骤3)。
16.进一步说，所述参数校正模块基于网络通信协议与所述主控模块进行数据交互。
17.进一步说，所述参数校正模块包括通讯配置和校正参数配置。
18.进一步说，所述参数校正模块基于modbus协议进行所述通讯配置。
19.进一步说，所述参数校正模块基于udp网络通信协议进行所述校正参数配置。
20.进一步说，所述通讯配置包括通讯参数配置和保护定值配置，所述通讯参数包括：通讯速率、通讯校验、通讯端口；所述保护定值包括：过流保护、欠压保护、过压保护相关的定值。
21.进一步说，所述校正参数配置包括校正端口配置和电气参数配置，所述校正端口设置包括本地ip和端口号设置，所述电气参数配置包括额定相电压、额定相电流、相保护电流、功率分段电流设置。
22.进一步说，对所述计量模块所测得的相电压、相电流、无功功率、有功功率、相保护电流依次进行校正。
23.进一步说，校正所述有功功率时将电流划分为若干区间，进行分段校正。
24.进一步说，校正结束后自动计算实时相电压、相电流，相保护电流测量误差。
25.进一步说，所述测量误差不符合要求时自动进行二次校正。
26.本发明中的低压分路检测设备采用开合式结构，只需上、下壳体锁紧电缆即可进行数据采集，无需拆卸电缆，安装方便；能够实现电气检测、故障监测和温度传感的功能，大大节省了电力故障监测中投入的人力和时间成本，科学可靠，极大提高了现代电力事故中工作人员的检修效率。本发明中低压分路监测设备基于网络通信协议与校正上位机软件和校正台体系统进行数据交互，可对相电压、相电流、无功功率、有功功率、相保护电流依次进行自动校正操作，其中对有功功率采取分段校正的方法，将电流划分为若干区间，对电流进行分段校正，从而实现有功功率的分段校正，根据实际测量值与理论值的偏差，得到相电压、相电流、有功功率、无功功率、相保护电流的校正补偿系数，将上述各校正补偿系数写入计量芯片中对应的校正补偿寄存器中，实现各电气参数的校正，从而提高电压、电流、功率的测量精度，在设备量产进行出厂校正时，相较于传统的工人只能通过手动操作对出厂设备依次进行单台校正操作，本发明能够实现多台设备同时进行自动校正的操作，大大节省了人力成本。本发明兼顾了信息化监控与就地指示的需求。
附图说明
27.图1是本发明的结构示意图；
28.图2是本发明中低压分路监测的软件模块示意图；
29.图3是本发明软件设计流程图；
30.图4是待校参数校正流程图；
31.图5是本发明参数自动校正流程图。
具体实施方式
32.下面结合附图1
‑
5详细表述了本发明，本发明的实现需要配合外界提供的校正上
位机软件和提供标准源的校正台体系统，本发明基于网络通信协议实现所述低压分路监测设备、校正上位机软件、校正台体系统之间的信息交互，如图1所示。
33.如图2所示，控制电路包括主控模块、电源模块、计量模块、通讯模块，温度采集模块和状态指示模块；所述计量模块通过spi接口连接所述主控模块，所述计量模块内置计量芯片，所述主控模块再连接所述通讯模块、温度采集模块、状态指示模块；所述低压分路监测设备还包含参数校正模块，如图2所示。
34.所述低压分路监测设备在运行过程中定时对设备运行状态进行判断，当设备处于校正状态时，开始进行自动校正操作，如图3所示。
35.参数校正模块按照以下步骤进行参数自动校正：
36.1)静置低压分路监测设备，供给理论电压值和理论电流值，所述电流滞后所述电压45度，所述电压和电流误差小于0.1％，角度误差0.1度；
37.2)低压分路监测设备进入参数自动校正模式；
38.3)低压分路监测设备通过计量模块检测实时电压值、电流值和功率值；
39.4)将计量模块采集到的实时电压值、电流值、功率值与其对应理论值进行误差计算，根据计量模块中的校正算法，计算电压、电流、功率各通道的校正补偿系数；
40.5)将计算得到的各通道校正补偿系数写入计量芯片中各通道对应的校正补偿寄存器，达到参数校正目的；
41.6)若此次校正结束后，电压和电流误差大于0.5％或功率误差大于1％，回到步骤3)。
42.所述参数校正模块基于网络通信协议与所述主控模块进行数据交互。
43.所述参数校正模块包括通讯配置和校正参数配置。
44.所述参数校正模块基于modbus协议进行所述通讯配置。
45.所述参数校正模块基于udp网络通信协议进行所述校正参数配置。
46.所述通讯配置包括通讯参数配置和保护定值配置，所述通讯参数包括：通讯速率、通讯校验、通讯端口；所述保护定值包括：过流保护、欠压保护、过压保护相关的定值。
47.所述校正参数配置包括校正端口配置和电气参数配置，所述校正端口设置包括本地ip和端口号设置，所述电气参数配置包括额定相电压、额定相电流、相保护电流、功率分段电流设置。
48.所述低压分路监测设备能够采集a、b、c三相电流，采集到a相全波电压作为相电压、a相全波电流作为相电流，a相全波平均无功功率作为无功功率，a相全波有功功率作为有功功率，c相基波电流作为相保护电流，对所述相电压、相电流、无功功率、有功功率、相保护电流依次进行校正。
49.所述计量模块通过电流互感器实现对电流的采集，而电流互感器在采集电流时，在测量量程范围的前半段和后半段线性度较差，因此在对有功功率进行校正时，对电流进行分段校正，从而实现有功功率的分段校正。
50.校正结束后自动计算实时相电压、相电流，相保护电流测量误差。
51.所述测量误差不符合要求时自动进行二次校正。
52.实际测试时，按照以下流程进行，如图5所示：
53.1、校正台体系统包括测试架(最多可同时测量12只)、720a高精度电流源、400v高
精度电压源、温度计、高精度三相电压电流功率计量表、校正上位机软件；
54.2、低压分路监测设备安装完毕后，校正上位机软件与校正台体系统和低压分路监测设备依次创建连接；
55.3、按下校正台体系统的启动电源按键，设置校正台体系统标准源输出；
56.4、按下校正台体系统的启动校正按键，启动校正，对采集到的a相全波电压有效值、a相全波电流有效值、a相全波平均无功功率有效值、a相全波平均有功功率分段0有效值、a相全波平均有功功率分段1有效值、a相全波平均有功功率分段2有效值、c相基波电流有效值依次进行校正，如图4所示；
57.5、校正上位机软件读出校正台体标准源输出，并通过通信协议下发至低压分路监测单元作为理论值，与低压分路监测单元的实际测量值通过校正算法，计算出校正补偿系数，并写入计量芯片相应电气参数的校正补偿寄存器中，再通过通信协议将校正后的实际测量值发送至校正软件中与理论值进行误差计算，校正软件通过通信协议将误差发送至校正台体，并在误差显示数码管中显示；
58.6、实际测试中电流范围在0～720a，经过多次测试，并对测试数据进行线性拟合，得出当选取20a、300a、500a作为校准点时，能够的得到较好的有功功率测量误差，因此在进行有功功率有效值校正时，选取20a、300a、500a作为电流校准点进行校正，并将相应的校正补偿系数写入计量芯片对应的有功功率分段补偿寄存器中；
59.7、各项电气参数校正结束后，进行复检，施加220v额定电压和600a额定电流，计算出理论值与低压分路监测单元实时测量值之间的误差，并显示在校正台体系统误差显示数码管上，电压和电流误差大于0.5％或功率误差大于1％，视为不合格，可进行二次校正。
60.具体测试数据如下：
61.一、通道系数设置
[0062][0063][0064]
二、相电压测试数据
[0065][0066]
三、测量电流测试数据
[0067][0068]
四、保护电流测试数据
[0069][0070]
五、有功功率测试数据
[0071][0072]
六、无功功率测试数据
[0073][0074]
由以上测试数据显示，本发明中的低压分路监测设备经自动校正技术所测量得到的电压、电流、功率能够达到如下精度：
[0075]
参数精度范围相电流和相电压≤0.5％有功和无功功率≤1.0％保护电流≤8％温度≤2℃
[0076]
为进一步适应物联网需求，本发明的电路中还可以增设iot模块。
[0077]
低压分路监测设备主要安装于开闭所、环网柜、配变低压小室的低压出线电缆上，适用于400v线路的电量监测和故障检测，可采集低压线路的运行电流、电压、电缆表皮温度等信息，计算线路有功、无功功率，线路故障时可检测线路故障电流并故障指示。