一种适用于中低压配电网的无线计量系统的制作方法

1.本技术涉及配电网技术领域，具体涉及一种适用于中低压配电网的无线计量系统。


背景技术：

2.中低压配电网是电网的神经末梢，直接面向电力用户，其所承载的电能与广大群众的生产生活息息相关。现有技术中主要是利用布置在测量节点的电流互感器将被采集的电流信号传送到终端来进行电能计量。由于现有电流互感器是通过接线的方式传输被采集的电流信号，当需要测量的节点过多时，对每个节点的电流互感器都进行接线布置，线路将过于繁琐，后期进行线路维护、改造及拆卸则需要耗费大量的精力和物力，不仅影响各设备的正常运行，增加不必要的成本，还会引发一系列安全问题，线路维护、改造及拆卸过程中造成的长时间停电也会导致极其严重的后果。


技术实现要素：

3.为了解决相关技术中的问题，本技术实施例提供一种适用于中低压配电网的无线计量系统。
4.具体地，所述适用于中低压配电网的无线计量系统，包括：
5.计量终端，设置于网关侧，用于获取电压信号以及电流信号，并进行电能计量；
6.若干电流互感器，设置于节点侧，以无线通信方式向所述计量终端发送所述电流信号。
7.可选地，所述计量终端包括：
8.计量模块，用于根据所述电压信号和电流信号进行电能计量；
9.若干电压互感器，用于采集电压信号并发送至所述计量模块；
10.第一通信模块，用于向若干所述电流互感器发送定时信号，以使所述电流互感器采集所述电流信号与所述电压互感器采集所述电压信号同步，并将接收到的所述电流信号发送至所述计量模块。
11.可选地，所述电流互感器包括：
12.电流采集模块，用于在接收到控制指令下采集电流信号；
13.控制模块，用于向所述电流采集模块发送所述控制指令；
14.第二通信模块，用于接收所述定时信号并发送至所述控制模块，以使所述控制模块生成所述控制指令，并将所述电流信号发送至所述计量终端。
15.可选地，所述电流采集模块包括：ct模块和模数转换模块。
16.可选地，所述电流互感器还包括：电源管理模块。
17.可选地，所述电源管理模块包括：超级电容和电池。
18.可选地，所述电流互感器还包括：保护装置，与所述ct模块连接。
19.可选地，所述控制模块为mcu模块。
20.可选地，所述电流互感器与所述电压互感器的采样频率是60-100点/周波。
21.可选地，所述电流互感器与所述电压互感器的采样频率是80点/周波。
22.本技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
23.本技术实施例提供的一种适用于中低压配电网的无线计量系统通过在多个节点处设置电流互感器，电流互感器将感应的电流信号以无线通信方式传送至网关侧的计量终端，计量终端获取到电流信号和电压信号后进行电能计量。解决了现有中低压配电网中的电流互感器通过接线方式传输电流信号，造成线路繁琐的问题，提高了安装调试的效率，降低了中低压配电网后期维护、改造和拆卸的成本。
24.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
25.结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中。
26.图1示出根据本技术一实施方式的一种适用于中低压配电网的无线计量系统的系统架构图。
27.图2示出根据本技术一实施方式的电流互感器的功能模块图。
28.图3示出根据本技术一实施方式的电流互感器的结构示意图。
具体实施方式
29.下文中，将参考附图详细描述本技术的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。
30.为至少部分地解决发明人发现的现有技术中的问题而提出本技术。
31.图1示出根据本技术一实施方式的一种适用于中低压配电网的无线计量系统的系统架构图。如图1所示，适用于中低压配电网的无线计量系统包括计量终端1和若干电流互感器2。其中，计量终端1设置在网关侧，用于获取电压信号，以及接收电流互感器2发送的电流信号，然后根据电压信号、电流信号进行电能计量。电流互感器2设置于节点侧，以无线通信方式与计量终端1进行交互，将感应的电流信号发送至计量终端1。图中仅示意性示出了3个节点，即节点a、节点b、节点c，并分别设置有电流互感器2，可以理解，节点与电流互感器的数量适配即可，并不构成对本技术的限制。
32.请继续参考图1，计量终端1包括第一通信模块11、计量模块12和若干电压互感器13。其中，电压互感器13与电流互感器2的数量一一对应，图中示意性地示出了3个电压互感器13，每一电压互感器13用于采集对应节点的电压信号并发送至计量模块12，第一通信模块11用于向若干电流互感器2发送定时信号，以使同一节点对应的电流互感器2采集电流信号与电压互感器13采集电压信号同步，并将接收到的电流信号发送至计量模块12，然后计量模块12就可以根据接收到的电压信号和电流信号进行电能计量。进一步的，电流互感器2与电压互感器13的采样频率可以是60-100点/周波，例如80点/周波（1周波为20ms），每秒传输的有效字节数更高，且延迟小、数据传输速率高、传输可靠，避了免采样过程中发生信号混叠，提高了采样精度。
33.同步采集信号时，以终端测信号为参考信号，提取定时脉冲，每周期提取一个定时信号，以定时信号的上升沿触发第一通信模块11，发送定时序列。当定时序列发送完毕后，立即启动电流互感器2，待下次发送定时信号时，再将测量值发送到与各节点对应的电流互感器2，实现节点侧与网关侧同步采集信号。由于使用该方法时同步距离一般较近，无线传输时间可以忽略不计，这样节点侧的采集数据时间就可以与网关侧的采集数据时间保持同步，从而以较低的成本实现同步功能。
34.图2示出根据本技术一实施方式的电流互感器的功能模块图。图3示出根据本技术一实施方式的电流互感器的结构示意图。
35.如图2、图3所示，电流互感器2包括电流采集模块21、控制模块22和第二通信模块23。其中，控制模块22可以是mcu或者其他单片机，本技术对此不做限制。具体的，第二通信模块23接收到第一通信模块11发送的定时信号后将其发送至控制模块22，以使控制模块22生成控制指令，并将控制指令发送至电流采集模块21，电流采集模块21在接收到控制指令后采集电流信号，再由第二通信模块23将电流信号发送至计量终端。
36.进一步的，电流采集模块21包括ct模块和模数转换模块，ct模块用于感应各个节点的电流信号，模数转换模块即adc（analog-to-digital converter）模块，将ct模块感应的电流信号进行数据转换处理，再经第二通信模块23发送至计量终端1。
37.进一步的，电流互感器2还包括电源管理模块24。例如在使用霍尔电流传感器或者电子式电流互感器时，其内部的电源管理模块24可以包括超级电容和电池，主要用于其他模块供电以及进行电平转换。
38.进一步的，电流互感器2还设置有保护装置，保护装置与ct模块相连，避免电流互感器过激而被烧损。
39.进一步的，在向控制模块22供电的线路上还设置有电压检测装置，通过电压检测装置保护电路，消除负荷波动影响。
40.本技术提供的适用于中低压配电网的无线计量系统的工作过程是：在网关侧布置计量终端，在各节点侧分别布置电流互感器，计量终端中的电压互感器采集电压信号时，第一通信模块向电流互感器发送定时信号，电流互感器中的第二通信模块接收到定时信号后将其发送至控制模块，控制模块据此生成控制指令以控制ct模块感应电流信号，模数转换模块将ct模块感应的电流信号进行转换处理后，再经第二通信模块发送至计量终端的第一通信模块，如此实现电压信号和电流信号同步采集，计量终端的计量模块接收电压互感器采集的电压信号和第二通信模块发送的电流信号后进行电能计量，最后与主站交互信息。
41.本技术提供的适用于中低压配电网的无线计量系统通过在多个节点处设置电流互感器，电流互感器将感应的电流信号以无线通信方式传送至网关侧的计量终端，计量终端获取到电流信号和电压信号后进行电能计量。解决了现有中低压配电网中的电流互感器通过接线方式传输电流信号，造成线路繁琐的问题，提高了安装调试的效率，降低了中低压配电网后期维护、改造和拆卸的成本。
42.根据本技术的实施例，所述计量终端包括：计量模块，用于根据所述电压信号和电流信号进行电能计量；若干电压互感器，用于采集电压信号并发送至所述计量模块；第一通信模块，用于向若干所述电流互感器发送定时信号，以使所述电流互感器采集所述电流信号与所述电压互感器采集所述电压信号同步，并将接收到的所述电流信号发送至所述计量
模块。通过同步采集电流信号和电压信号，避免采样频谱泄漏导致计量误差，实现快速进行电能计量。
43.根据本技术的实施例，所述电流互感器包括：电流采集模块，用于在接收到控制指令下采集电流信号；控制模块，用于向所述电流采集模块发送所述控制指令；第二通信模块，用于接收所述定时信号并发送至所述控制模块，以使所述控制模块生成所述控制指令，并将所述电流信号发送至所述计量终端。实现了电流信号独立采集，使得本技术的电流传感器体积更小、安装方式更灵活。
44.根据本技术的实施例，所述电流采集模块包括：ct模块和模数转换模块。通过ct模块和模数转换模块提高了本技术中电流采集模块的数据处理速度，且功耗低，能满足高精度测量的需求。
45.根据本技术的实施例，所述电流互感器还包括：电源管理模块。电源管理模块为本技术的电流互感器供能，使得本技术的系统工作更为可靠。
46.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。