利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路，其包括數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)段串接的輸電母線以及相鄰母線間的接觸點，所述每段輸電母線的兩端并聯(lián)有母線電阻輔助線，所述母線電阻輔助線上設(shè)置有電流測量模塊；相鄰兩段輸電母線的聯(lián)接接觸點的兩端間并聯(lián)有觸點電阻輔助線，所述觸點電阻輔助線上也設(shè)置有電流測量模塊，所述電流測量模塊含有數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)傳送終端；所述母線電阻輔助線和觸點電阻輔助線均為電阻溫度系數(shù)穩(wěn)定且電阻值已知的導(dǎo)線。本技術(shù)方案通過分段測量供電線路的電流、電壓降和線路連接接觸點電壓降，并據(jù)此得出其它電量參數(shù)，進(jìn)而監(jiān)測輸電線路的故障和發(fā)熱情況。
【專利說明】利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力線路的監(jiān)測系統(tǒng)，具體涉及一種利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路。
【背景技術(shù)】
[0002]對電氣線路的電流、電壓以及與電流、電壓密切相關(guān)的線路電阻、接觸電阻和漏電阻等電量參數(shù)，其傳統(tǒng)在線測量方法都是采用電壓表和電流表直接(或通過互感器間接)單點獨立測量。線路的導(dǎo)體電阻、線路連接點的接觸電阻和漏電阻，必須要測量兩個以上的點才能獲得；若要獲取比較完整的整條供電線路各負(fù)載，各線路節(jié)點間的電流、電壓和電阻參數(shù)，以及導(dǎo)體發(fā)熱狀況，則必須要布置許多的電流表、電壓表和互感器，以及溫度傳感器等，實施起來非常困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提出一種利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路，其通過輔助線可同步在線多點實時測量線路的多個電參數(shù)，以及對線路電租、接觸電阻和漏電阻進(jìn)行測量，能避免布置眾多電表導(dǎo)致的實施困難問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:一種利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路，包括數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)段串接的輸電母線以及相鄰母線間的聯(lián)接接觸點。所述每段輸電母線的兩端并聯(lián)有母線電阻輔助線，所述母線電阻輔助線上設(shè)置有電流測量模塊；相鄰兩段輸電母線的聯(lián)接接觸點的兩端間并聯(lián)有觸點電阻輔助線，所述觸點電阻輔助線上也設(shè)置有電流測量模塊。所述電流測量模塊含有數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)傳送終端，所述母線電阻輔助線和觸點電阻輔助線均為電阻溫度系數(shù)穩(wěn)定且電阻值已知的導(dǎo)線。
[0005]以兩段相鄰的輸電母線為例，第一輸電母線并聯(lián)第一電阻輔助線，電流測量模塊測量第一電阻輔助線的電流；第二輸電母線并聯(lián)第二電阻輔助線，電流測量模塊測量第二電阻輔助線的電流；聯(lián)接接觸點兩端并聯(lián)觸點電阻輔助線，電流測量模塊測量觸點電阻輔助線的電流。本技術(shù)方案通過分段測量供電線路的電流、電壓降和線路連接接觸點電壓降，并據(jù)此得出其它電量參數(shù)，如漏電阻、漏電流等，進(jìn)而監(jiān)測輸電線路的故障和發(fā)熱情況。
[0006]本技術(shù)方案所用輸電母線以及電阻輔助線為電阻溫度系數(shù)比較穩(wěn)定的材料制成，具有恒定的電阻值，其電阻值的大小，在確定線徑后僅與其長度線性相關(guān)，如常用的康銅絲電阻線等，在測量精度要求不高的場合，普通的銅線也可使用。電阻輔助線是一把度量線路電壓降的標(biāo)尺，通過它可測量任意線段的電壓降，并據(jù)此可推算出該線段的其它電參數(shù)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0008]圖1為本發(fā)明利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路的局部線路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為圖1所不結(jié)構(gòu)不意圖的等效電路原理圖；
[0010]圖3為本發(fā)明利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路包含有漏電流點的局部供電線路不意圖；
[0011]圖4為圖3所不線路不意圖的等效電路原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0013]一種利用輔助線監(jiān)測供電線路電參數(shù)的電路，包括數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)段串接的輸電母線以及相鄰母線間的聯(lián)接接觸點。所述每段輸電母線的兩端并聯(lián)有母線電阻輔助線，所述母線電阻輔助線上設(shè)置有電流測量模塊；相鄰兩段輸電母線的聯(lián)接連接點的兩端間并聯(lián)有觸點電阻輔助線8，所述觸點電阻輔助線8上也設(shè)置有電流測量模塊。所述電流測量模塊含有數(shù)據(jù)采集和網(wǎng)絡(luò)傳送終端，所述母線電阻輔助線和觸點電阻輔助線8均為電阻溫度系數(shù)穩(wěn)定且電阻值已知的導(dǎo)線。
[0014]如圖1所示，以兩段相鄰的輸電母線為例，第一輸電母線I的兩端為端點al和端點a2，第二輸電母線3的兩端為端點a3和端點a4，接觸點M在端點a2和a3間。第一輸電母線I并聯(lián)第一電阻輔助線4，電流測量模塊24測量第一電阻輔助線4的電流；第二輸電母線3并聯(lián)第二電阻輔助線5，電流測量模塊25測量第二電阻輔助線5的電流；接觸點M兩端并聯(lián)觸點電阻輔助線8，電流測量模塊28測量觸點電阻輔助線8的電流。本技術(shù)方案通過分段測量供電線路的電流、電壓降和線路連接接觸點電壓降，并據(jù)此得出其它電量參數(shù)，進(jìn)而監(jiān)測輸電線路的故障和發(fā)熱情況。
[0015]圖2為圖1的等效電路圖，電阻RLl為第一輸電母線I的電阻，電阻RL2為第二輸電母線3的電阻，電阻RJ為接觸點M的接觸電阻，ROl為第一電阻輔助線4的電阻，R02為第二電阻輔助線5的電阻，RF為觸點電阻輔助線8的電阻，具體原理如下:
[0016]第一電阻輔助線4中流過有電流1l時，通過電流測量模塊測得電流1l，電流1l乘以已知的電阻值Rol，即:Rol*1l=Uol，電壓降Uol為第一電阻輔助線4兩端的電壓降，也即是第一輸電母線I兩端的電壓降，其它各段輸電母線同理。這使以往必須用兩個電壓表分別測定線路壓降的問題，由于在本方案中借助了電阻輔助線，簡化為用歐姆定律計算的一次測定。
[0017]在已知電壓降Uol和電阻值Rol的情況下，分三種情況可推算流過第一輸電母線I的電流IL1，以及第一輸電母線I的電阻值RL1，進(jìn)而得到第一輸電母線I的溫升發(fā)熱情況。
[0018]I)、當(dāng)事先知道第一輸電母線I的電阻值RLl時(這可在線路敷設(shè)時，測量第一輸電母線I的長度，在相關(guān)電氣工程手冊內(nèi)查到)，經(jīng)過簡單的計算，流過第一輸電母線I的電流:ILl=Uol/RLl ；
[0019]2)、事先不知道第一輸電母線I的電阻值RL1，但通過在第一輸電母線I的輸入端設(shè)置電流表7或者在線路上設(shè)置電流互感器，得到總電流Iz，可計算第一輸電母線I的電阻RLl=Uol/ (Iz-1ol), ILl=Iz-1ol ；
[0020]3)、事先不知道第一輸電母線I的電阻值RL1，也不知道總電流Iz，但借助已知的RoU 1l和Uol計算輔助測量線的單位長度電阻值；此種情況將輸電母線與電阻輔助線等長度設(shè)置，查所用輸電母線材料的電阻率比較，按比例計算，同樣可得到流過第一輸電母線I的電流ILl和RLl。
[0021]根據(jù)以上三種情況的分析，第一輸電母線I中流過的電流ILl可得，可計算第一輸電母線I溫度及發(fā)熱情況，第二輸電母線3以及其它輸電母線的該參數(shù)同理獲得。
[0022]接觸電阻測試示意圖如圖1和圖2所示，接觸點M的兩端a2和a3之間跨接觸點電阻輔助線8 (電阻值Rf已知)，與接觸點M的等效電阻RJ并聯(lián)，通過電流測量模塊28測量流過電阻Rf的電流If，可得接觸點M兩端a2和a3之間的壓降Ua23=Rf*If。而流過a2和a3間接觸點M的電流Im=ILl+1l-1f，則接觸點M的接觸電阻RJ=Ua23/Im。已知接觸電阻RJ和電流Im，接觸點M的發(fā)熱功率和發(fā)熱量即可算出。
[0023]如圖3所不,設(shè)b點為漏電流點，圖4是圖3的等效電路原理圖。漏電流點b廣生對地6泄漏電流Ix和等效對地6漏電阻Rx。于是，根據(jù)圖4含漏電情況的等效電原理圖，可列出各電阻、電流參數(shù)的如下關(guān)系式:
[0024]Iz_1l=Ix+ILl (1-1)
[0025]ILl+1l=If+Im (1-2)
[0026]上述兩算式中，Iz、1l和If為已知量，可通過預(yù)設(shè)的電流表7或電流測量模塊得到，
[0027]未知變量Im可由下面算式得到:
[0028]Im=IL2+12-1f (1-3)
[0029]其中，IL2、12和If為已知，由電流測量模塊測量或計算得到。上述(1_1)和(1_2)式剩下兩個未知變量=Ix和ILl，解二元一次方程可得漏電流Ix:
[0030]Ix=Iz-1m-1f
[0031]或Ix=Iz-1L2_12
[0032]知道了 Ix，可計算漏電阻Rx和其它相關(guān)電量參數(shù)，以及線路的發(fā)熱分布狀況。
[0033]進(jìn)一步的，可計算出線路絕緣損壞，泄漏點b和節(jié)點al的準(zhǔn)確距離:
[0034]先計算al節(jié)點與泄漏點b之間的母線電阻，Ralb+Rba2=RLl:
[0035]Ralb= (Uol_ILl*RLl)/Ix (1-4)
[0036](1-4)式中右邊各變量在以上的測量和計算后，均為已知量，則Ralb可得出，而Ralb為母線電阻RLl的一段，按母線長度比例，可算出泄漏點b和節(jié)點al之間的距離。
[0037]本技術(shù)方案所用輸電母線以及電阻輔助線為電阻溫度系數(shù)比較穩(wěn)定的材料制成，具有恒定的電阻值，其電阻值的大小，在確定線徑后僅與其長度線性相關(guān)。例如，常用的康銅絲導(dǎo)線等，在測量精度要求不高的場合，普通的銅線也可使用。電阻輔助線是一把度量線路電壓降的標(biāo)尺，通過它可測量任意線段的電壓降，并據(jù)此可推算出該線段的其它電參數(shù)。
[0038]如果線路有多個泄漏點、節(jié)點或線路比較復(fù)雜的情況，可事先建立線路的網(wǎng)絡(luò)拓樸數(shù)學(xué)模型，儲存線路在處于正常運行時的各電量參數(shù)，與實時運行和故障時的電量參數(shù)進(jìn)行比對，可作出供電線路運行是否正常的判斷。加上現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通訊和計算機(jī)智能化管理技術(shù)，如專利授權(quán)
【發(fā)明者】胡興耀 申請人:胡興耀