專(zhuān)利名稱(chēng)：三相電流記錄及平衡分析的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及低壓電網(wǎng)三相負(fù)荷平衡的分析調(diào)整，具體涉及一種三相電流記錄及平衡分析的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在農(nóng)村低壓電網(wǎng)的配電系統(tǒng)中，由于采用三相供電，而實(shí)際用戶單相負(fù)荷較多，往往存在三相電力負(fù)荷不平衡運(yùn)行現(xiàn)象，導(dǎo)致配電變壓器損耗及線損的增加，嚴(yán)重時(shí)甚至線路燒斷、變壓器燒毀，帶來(lái)電網(wǎng)可靠性和穩(wěn)定性的下降。在配電變壓器運(yùn)行的管理中，為了檢測(cè)實(shí)際三相電力負(fù)荷(電流)的不平衡程度，以便及時(shí)采取有效控制措施，需要定期對(duì)三相負(fù)荷的電流值進(jìn)行采集分析，以便為調(diào)整三相負(fù)荷平衡提供科學(xué)準(zhǔn)確的依據(jù)。目前在農(nóng)村低壓配電系統(tǒng)的管理中，通常采取農(nóng)電工定期到配電室(臺(tái)區(qū))觀察并手抄三相電流值的方法。該方法存在以下不足之處1、抄表工作量大，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率低，容易出錯(cuò)。
2、隨意性大，不科學(xué)。因?yàn)榧彝フ彰鞯燃矣秒娖髋c農(nóng)村加工設(shè)備等用電時(shí)間不統(tǒng)一，電工上班時(shí)間大都在白天，抄表時(shí)間也不固定，可能遇到該相負(fù)荷的高峰或低谷，不能準(zhǔn)確、完整地反映低壓配電系統(tǒng)的三相線路負(fù)荷的分配情況。
3、數(shù)據(jù)采集間隔過(guò)大，數(shù)據(jù)樣本過(guò)少。
4、數(shù)據(jù)分析對(duì)比不直觀形象，難于描述和反映三相線路的負(fù)荷分配情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種可自動(dòng)長(zhǎng)時(shí)檢測(cè)記錄、數(shù)據(jù)采集量大、操作簡(jiǎn)單，可直觀顯示三相電流電流及不平衡率變化曲線波形的三相電流記錄及平衡分析方法，同時(shí)提供一種為實(shí)現(xiàn)上述方法而設(shè)計(jì)的三相電流記錄及平衡分析裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種三相電流記錄及平衡分析的方法，包括如下步驟(1)配電室連續(xù)檢測(cè)并存儲(chǔ)三相電流值數(shù)據(jù)；(2)定期取回三相電流值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；(3)利用安裝有三相電流分析軟件的電腦讀出并處理三相電流值數(shù)據(jù)；(4)計(jì)算三相電流不平衡率；(5)得到按設(shè)備號(hào)和檢測(cè)時(shí)間標(biāo)志的數(shù)據(jù)表單、三相電流變化曲線及三相電流不平衡率變化曲線；(6)查詢(xún)并綜合分析上述數(shù)據(jù)、曲線以獲知各個(gè)配電室或臺(tái)區(qū)在不同時(shí)間段的三相電力負(fù)荷不平衡程度。
本發(fā)明還提供一種為實(shí)現(xiàn)上述方案而設(shè)計(jì)的三相電流記錄及平衡分析裝置，包括三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置和上位機(jī)；所述三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置包括檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元、參數(shù)設(shè)置單元、電源單元和微處理器單元，其中所述檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元、參數(shù)設(shè)置單元分別同微處理器單元連接，電源單元分別同檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元、參數(shù)設(shè)置單元和微處理器單元連接并為其提供工作電源；所述上位機(jī)為安裝有三相電流分析軟件的電腦。
進(jìn)一步地，所述的存儲(chǔ)單元采用U盤(pán)。
所述的上位機(jī)為臺(tái)式電腦、便攜式筆記本電腦或掌上電腦PDA。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)比較，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、可自動(dòng)長(zhǎng)時(shí)檢測(cè)存儲(chǔ)三相電流數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大；農(nóng)電工只需定期取回采集數(shù)據(jù)，就可在安裝有三相電流分析軟件的電腦上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，大大減少了工作量，提高了工作效率。
2、采用計(jì)算機(jī)軟件分析計(jì)算三相電流不平衡率，顯示三相電流和三相電流不平衡率變化曲線，直觀形象，可以完整反映低壓配電系統(tǒng)的三相線路負(fù)荷分配情況，為調(diào)整三相負(fù)荷平衡提供科學(xué)準(zhǔn)確的分析依據(jù)。


圖1為三相電流記錄及平衡分析方法的工作流程圖。
圖2為三相電流記錄及平衡分析裝置的結(jié)構(gòu)原理方框圖。
圖3為三相電流記錄及平衡分析裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理方框圖；圖中1-互感器A，2-互感器B，3-互感器C，4-運(yùn)算放大器A，5-運(yùn)算放大器B，6-運(yùn)算放大器C，7-單片機(jī)，8-參數(shù)設(shè)置鍵盤(pán)，9-顯示屏，10-U盤(pán)接口，11-電源模塊，12-三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置，1 3-上位機(jī)。
圖4為三相電流分析軟件的功能及其工作流程示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1三相電流記錄及平衡分析方法的工作流程圖中首先將三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置安裝在各個(gè)配電室或臺(tái)區(qū)，連續(xù)檢測(cè)三相電流值并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在微處理器中；農(nóng)電工定期到各個(gè)配電室或臺(tái)區(qū)拷貝或取回三相電流值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；在安裝有三相電流分析軟件的電腦上，利用三相電流分析軟件讀出并處理三相電流值數(shù)據(jù)，計(jì)算出三相電流不平衡率，并得到按設(shè)備號(hào)和檢測(cè)時(shí)間標(biāo)志的三相電流及三相電流不平衡率數(shù)據(jù)表單、三相電流變化曲線及三相電流不平衡率變化曲線；負(fù)責(zé)農(nóng)網(wǎng)線損管理的工作人員查詢(xún)并綜合分析上述數(shù)據(jù)、曲線，既可獲知各個(gè)配電室或臺(tái)區(qū)在不同時(shí)間段的三相電力負(fù)荷不平衡程度。
圖2三相電流記錄及平衡分析裝置的結(jié)構(gòu)原理方框圖中三相電流記錄及平衡分析裝置包括三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置和上位機(jī)。其中三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置包括檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元、參數(shù)設(shè)置單元、微處理器單元和電源單元(圖中未畫(huà)出)，所述檢測(cè)單元完成采集處理三相電流信號(hào)并將三相電流信號(hào)輸入到微處理器單元，微處理器單元對(duì)輸入的三相電流信號(hào)進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換及運(yùn)算處理并格式化成文本文件后輸出到存儲(chǔ)單元進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)輸出到顯示單元進(jìn)行顯示，參數(shù)設(shè)置單元完成對(duì)微處理器單元相關(guān)采集參數(shù)的設(shè)定，電源單元為三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置各功能單元提供直流工作電源；上位機(jī)包括電腦及電腦中安裝運(yùn)行的三相電流分析軟件，完成讀取三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置存儲(chǔ)的三相電流數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析、計(jì)算、顯示、查詢(xún)及處理。
圖3三相電流記錄及平衡分析裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)原理方框圖中，三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置12采用高精度鉗型電流互感器檢測(cè)采集電網(wǎng)三相供電電流信號(hào)，其中附圖標(biāo)記分別為1、2、3的互感器A、互感器B和互感器C分別采集A、B、C三相電流信號(hào)，依次經(jīng)過(guò)附圖標(biāo)記分別為4、5、6的運(yùn)算放大器A、運(yùn)算放大器B、運(yùn)算放大器C進(jìn)行信號(hào)的線型化放大和調(diào)理后，輸入到單片機(jī)7進(jìn)行A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換并進(jìn)行運(yùn)算處理，然后在顯示屏9上顯示出該設(shè)備號(hào)的三相電流值及采集日期、時(shí)間，參數(shù)設(shè)置鍵盤(pán)8用于采集日期、時(shí)間、采集存儲(chǔ)周期等參數(shù)的設(shè)置，電源模塊11將單相交流220V電源整流為直流工作電源后提供給三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置；顯示屏9采用大屏幕液晶屏，運(yùn)算放大器A、運(yùn)算放大器B、運(yùn)算放大器C采用高精度、低漂移運(yùn)算放大器LM324，也可采用集成多個(gè)運(yùn)算放大器的芯片；單片機(jī)7采用高速16位單片機(jī)MSP430F1232，通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)對(duì)三相電流信號(hào)的運(yùn)算處理，單片機(jī)7主板驅(qū)動(dòng)通用USB接口模塊，可外接U盤(pán)并將三相電流數(shù)據(jù)以標(biāo)準(zhǔn)的文本格式按設(shè)備號(hào)和檢測(cè)時(shí)間標(biāo)志后定時(shí)儲(chǔ)存到U盤(pán)上，U盤(pán)采用的存儲(chǔ)介質(zhì)為閃存即Flash Memory，只需接到USB接口就可獨(dú)立地存儲(chǔ)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)；當(dāng)農(nóng)電工定期到各個(gè)配電室或臺(tái)區(qū)拷貝或更換U盤(pán)取回三相電流值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)后，即可利用上位機(jī)12的USB接口讀取U盤(pán)內(nèi)所存儲(chǔ)“模塊數(shù)據(jù)”文件并轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)格式，進(jìn)行三相電流不平衡率計(jì)算，得到按設(shè)備號(hào)和檢測(cè)時(shí)間標(biāo)志的三相電流及三相電流不平衡率數(shù)據(jù)表單并顯示三相電流變化曲線以及三相電流不平衡率變化曲線。數(shù)據(jù)表單橫向表格分別以“設(shè)備號(hào)”、“檢測(cè)時(shí)間”、“A相電流”、“B相電流”、“C相電流”、“電流不平衡率”為標(biāo)題，豎向表格按設(shè)備號(hào)和某年某月某日某時(shí)某分標(biāo)記的日期時(shí)間，參照采集周期如1分鐘為間隔連續(xù)列出三相電流及三相電流不平衡率數(shù)據(jù)，線損分析管理人員可以非常方便直觀地對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、查詢(xún)、處理，也可導(dǎo)出到標(biāo)準(zhǔn)的EXCEL電子表格文件，以供傳送上報(bào)和打??；上位機(jī)12可以采用安裝有三相電流分析軟件的臺(tái)式電腦或便攜式筆記本電腦，也可采用內(nèi)嵌三相電流分析軟件的掌上電腦PDA，當(dāng)上位機(jī)12采用便攜式筆記本電腦或掌上電腦PDA時(shí)，可利用其USB接口直接拷貝三相電流記錄及平衡分析裝置U盤(pán)內(nèi)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，還可直接在配電室就地運(yùn)行三相電流分析軟件，進(jìn)行三相電力負(fù)荷不平衡的分析判斷并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以減少三相電力負(fù)荷不平衡率，改善供電質(zhì)量。
三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置的電流測(cè)量由于采用了電流檢測(cè)范圍0-1000A、精度達(dá)0.5級(jí)的鉗形電流互感器，安裝拆卸十分方便，這樣電工就可以在各個(gè)配電室間巡回監(jiān)測(cè)，既提高了工作質(zhì)量，又提高工作效率；高性能單片機(jī)芯片和160×80漢字大屏幕液晶顯示器在實(shí)時(shí)檢測(cè)并顯示測(cè)試值的同時(shí)，還可每隔一定的時(shí)間(間隔時(shí)間可設(shè)置)記錄并存儲(chǔ)一組三相電流值并以文本格式存入U(xiǎn)盤(pán)，可連續(xù)存儲(chǔ)不少于一年(由U盤(pán)容量決定)的數(shù)據(jù)。
三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置可以24小時(shí)全天候?qū)θ嚯娏鞲櫛O(jiān)測(cè)，并將其存貯到U盤(pán)中，電工可根據(jù)需要半個(gè)月或一個(gè)月將U盤(pán)取回來(lái)或拷貝回來(lái)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到上位機(jī)上，由上位機(jī)軟件程序?qū)?shù)據(jù)讀出來(lái)，計(jì)算出三相不平衡度，并將三相電流和三相不平衡度的大小用曲線的形式直觀地表示出來(lái)，從而為電工調(diào)整負(fù)荷提供科學(xué)的依據(jù)。
圖4三相電流分析軟件的功能及其工作流程示意圖中在安裝有三相電流分析軟件的電腦上點(diǎn)擊“三相電流分析系統(tǒng)”圖標(biāo)，雙擊運(yùn)行進(jìn)入程序界面；將存放采集數(shù)據(jù)的U盤(pán)插入電腦的USB接口，點(diǎn)擊“讀取數(shù)據(jù)”菜單，找到U盤(pán)的盤(pán)符路徑及名為“模塊數(shù)據(jù)”的文件并點(diǎn)擊“打開(kāi)”；此時(shí)開(kāi)始讀取采集數(shù)據(jù)到程序中，程序自動(dòng)按公式三相電流不平衡率＝(三相電流矢量和/三相電流標(biāo)量和)*100％計(jì)算出三相電流不平衡率并依次按“設(shè)備號(hào)”、“檢測(cè)時(shí)間”、“A相電流”、“B相電流”、“C相電流”、“電流不平衡率”生成一個(gè)依數(shù)據(jù)采集周期間隔順序和設(shè)備號(hào)順序填充的數(shù)據(jù)表單并可以拖動(dòng)滾動(dòng)條按時(shí)間順序進(jìn)行瀏覽；同時(shí)以時(shí)間為橫坐標(biāo)、電流幅值為縱坐標(biāo)生成三相電流曲線，點(diǎn)擊“三相電流曲線”可以按每天察看該天24小時(shí)的三相電流變化；以時(shí)間為橫坐標(biāo)、電流不平衡率為縱坐標(biāo)生成三相電流不平衡率曲線，點(diǎn)擊“不平衡率曲線”菜單可以按每天察看該天24小時(shí)的不平衡率變化曲線；程序同時(shí)給出數(shù)據(jù)查詢(xún)、分析、導(dǎo)出的操作提示，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)查詢(xún)”，可以按日期、時(shí)間段、電流不平衡率查詢(xún)所關(guān)心的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“導(dǎo)至EXCEL”可將讀入的原始數(shù)據(jù)或按條件查詢(xún)到的數(shù)據(jù)導(dǎo)出成標(biāo)準(zhǔn)的EXCEL格式，點(diǎn)擊“全部數(shù)據(jù)”可察看所有的采集數(shù)據(jù)。
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村電網(wǎng)三相電流的微機(jī)自動(dòng)長(zhǎng)時(shí)檢測(cè)記錄，通過(guò)功能強(qiáng)大的上位機(jī)軟件直觀顯示三相電流及不平衡率變化曲線，科學(xué)準(zhǔn)確，使廣大農(nóng)電工擺脫了費(fèi)時(shí)費(fèi)力的傳統(tǒng)手工記錄電流值作業(yè)方式，實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村低壓配電系統(tǒng)線損控制的微機(jī)分析和管理，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)村低壓電網(wǎng)配電系統(tǒng)三相負(fù)荷不平衡的分析調(diào)整及電網(wǎng)線損的控制管理。
權(quán)利要求
1.一種三相電流記錄及平衡分析的方法，其特征在于包括如下步驟(1)配電室連續(xù)檢測(cè)并存儲(chǔ)三相電流值數(shù)據(jù)；(2)定期取回三相電流值存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；(3)利用安裝有三相電流分析軟件的電腦讀出并處理三相電流值數(shù)據(jù)；(4)計(jì)算三相電流不平衡率；(5)得到按設(shè)備號(hào)和檢測(cè)時(shí)間標(biāo)志的數(shù)據(jù)表單、三相電流變化曲線及三相電流不平衡率變化曲線；(6)查詢(xún)并綜合分析上述數(shù)據(jù)、曲線以獲知各個(gè)配電室或臺(tái)區(qū)在不同時(shí)間段的三相電力負(fù)荷不平衡程度。
2.一種三相電流記錄及平衡分析裝置，包括三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置和上位機(jī)；所述三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置包括檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元、參數(shù)設(shè)置單元、電源單元和微處理器單元，其中所述檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元、參數(shù)設(shè)置單元分別同微處理器單元連接，電源單元分別同檢測(cè)單元、存儲(chǔ)單元、顯示單元、參數(shù)設(shè)置單元和微處理器單元連接并為其提供工作電源；所述上位機(jī)為安裝有三相電流分析軟件的電腦。
3.按照權(quán)利要求2所述的三相電流記錄及平衡分析裝置，其特征是所述的存儲(chǔ)單元采用U盤(pán)。
4.按照權(quán)利要求2所述的三相電流記錄及平衡分析裝置，其特征是所述的上位機(jī)為臺(tái)式電腦、便攜式筆記本電腦或掌上電腦PDA。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三相電流記錄及平衡分析的方法及裝置。其方法為配電室連續(xù)檢測(cè)并存儲(chǔ)三相電流數(shù)據(jù)；定期取回存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；利用安裝有三相電流分析軟件的電腦讀出并處理三相電流值數(shù)據(jù)；計(jì)算三相電流不平衡率；得到按設(shè)備號(hào)和檢測(cè)時(shí)間標(biāo)志的數(shù)據(jù)表單、三相電流變化曲線及不平衡率變化曲線；查詢(xún)并綜合分析上述數(shù)據(jù)、曲線以獲知三相電力負(fù)荷不平衡程度；其裝置包括三相電流檢測(cè)存儲(chǔ)裝置和上位機(jī)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了農(nóng)村低壓配電系統(tǒng)線損控制的微機(jī)分析和管理，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)村低壓電網(wǎng)配電系統(tǒng)三相負(fù)荷不平衡的分析調(diào)整及電網(wǎng)線損的控制管理。
文檔編號(hào)H02J3/26GK101055283SQ20071001547
公開(kāi)日2007年10月17日 申請(qǐng)日期2007年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日
發(fā)明者徐立國(guó), 盧振強(qiáng), 趙宏偉, 張樂(lè)亭 申請(qǐng)人:淄博卓爾電器有限公司