论文部分内容阅读
伴随着房地产行业的蓬勃发展和家庭用电量的日益增长,电表线路容量和数量越来越庞大,对供电部门电能计量的准确性和可靠性的要求也日益提高。电力部门通过电能表对居民进行用电情况进行统计,电能表的安装或改造,居民私自改装电表线路都容易导致串户、串线等问题频繁发生,不仅给台区线损计算造成偏差,而且由于电费异常时常引起用电纠纷。现有的排查方式往往只能针对已经通电电表线路进行排查,这种巡检排查方式一般通过家中负载的工作状态去判断线路的连接,如果家中无人总开关跳开导致线路空载就难以完成线路的排查工作;对于未通电的线路通常只能进行线路与电表信息一一核对,若信息本身存在错误将导致线路错接不可避免。若遇上线缆埋墙内或者处于封闭空间的情况,将导致检测设备接入困难。本文针对现有居民电表线路巡检排查存在的不安全、效率低、兼容性差等缺点,设计了基于非接触测量的电表线路巡检系统,能够在电表线路带电及无电两种情况下均实现对线路的逐条巡检。本研究设计的巡检系统主要包括:非接触式前端传感器、采样信号处理电路、ZigBee无线通信模块、上位机显示模块等组成。整个系统由巡检终端和现场终端组成,带电情况下现场终端接在表箱出线处进行各户电气数据采集,巡检终端进行逐户排查,并接收现场终端发来的数据进行比对完成巡检,同时将巡检的数据发送给上位机系统,实现巡检数据的显示和巡检结果的记录。无电情况下现场终端在前端发送一个电压信号,巡检终端通过在用户侧检测该信号完成线路巡检。采用非接触电压传感器可以解决线路空载或无电模式的巡检难题,其设计是本系统的重点。基于电场产生耦合电容的原理,通过理论推导和建立等效模型等方法证明其可行性。利用Ansoft Maxwell软件对不同结构的非接触感应电极进行建模仿真,设计合适的电极尺寸和屏蔽结构。通过对信号处理电路的仿真和调试,实现了对电压信号的非接触测量,同时使用ZigBee构建数据传输网络,保证数据传输可靠性。另外,本文针对了巡检系统搭建了实验平台,进行了非接触电压测量模块调试实验以及整体巡检系统的实验,验证了智能巡检系统的可行性。最后,针对无电巡检模式需要直接接入信号源的问题,对利用无线电能传输技术来实现该功能的方案进行了探讨,为实现全过程非接触巡检提供了一个新的思路。