[發明專利]一種用于故障指示器的低功耗的電流計算方法

在審

• 申請號: 201410548255.1
• 申請日: 2014-10-16
• 公開（公告）號: CN104237744A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 姚建凱
• 申請（專利權）人: 姚建凱
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;G01R19/25
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及對電力線進行電流監測的故障指示器技術領域，具體涉及一種用于故障指示器的低功耗的電流計算方法。

背景技術

隨著我國經濟的發展，配電網也越來越受到重視，對配電網安全運行的要求也越來越高。10kV配電網的特點是地域寬，面積廣，線路分支多。一直以來，10kV配電網的運行管理水平、監控手段比較低，如果大面積安裝FTU或DTU用于監控配電網，雖然能夠提高配電網的監控手段和運行管理水平，但是成本將是難以承受的，在C類、D類、E類負荷區域也是沒有必要的。在廣闊的C類、D類、E類負荷區域，應用帶電流監測功能的故障指示器，不僅能夠快速定位線路故障區段，指示巡檢人員快速找到故障點，還能夠遠程監測線路電流，使管理人員能夠及時監測線路運行狀態，防止出現線路過載等異常狀態，提高了配電網的運行管理水平。為了準確的監測線路電流，根據遠程監測的相關規定，指示器的電流采集精度要求在±3％之內，目前很多指示器的電流采集精度不高，在±5％之內。同時，由于線路負荷情況復雜多變，指示器又屬于在線取電設備，以不可更換的電池作為后備電源，為保障不低于8年的運行壽命，必須要以低功耗的方式運行。那么如何在低功耗的運行方式下，實現所要求的電流采集精度，在低功耗條件下，實現高精度的電流計算，是目前迫切需要解決的一個問題。

以下是部分相關現有專利(申請)技術：

1、一種電網電流中的無功電流檢測計算方法，申請號為201310349756.2。

2、環形船舶電網的短路電流計算方法，申請號為201210202509.5。

3、小電流接地系統單相接地全故障電流計算方法，申請號為201310421643.9。

4、一種MMC-MTDC直流側短路電流的計算方法，申請號為201410081588.8。

5、一種直流系統注入交流系統電流計算方法，申請號為201010244142.4。

6、一種雙相或者單相輸電線路中短路電流的計算方法，申請號為201210299498.7。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種精度高、計算量少、功耗低的用于故障指示器的低功耗的電流計算方法，其能在低功耗的條件下，實現高精度的電流計算，為利用指示器實現電力線的遠程監測提供了基礎。

本發明采用的技術方案是：一種用于故障指示器的低功耗的電流計算方法，包括以下步驟：

(1)CPU休眠：設置指示器的CPU處于休眠模式，并設置為延時3000ms激活CPU；

(2)延時激活CPU：休眠延時時間結束，CPU從休眠模式切換到激活模式；

(3)采樣、AD轉換：由電流互感器感應交流采樣電壓，通過整流電路，將交流電壓轉換為直流采樣電壓，通過AD轉換，將數值保存至存儲區；

(4)采集一個周波的數據：一個周波采集20個AD數值，每個間隔1ms；檢查是否完成了一個周波的數據采集，如果沒有，延時1ms再進行一次采樣、保持、AD轉換、存儲數值，直到完成一個周波數據的采集；

(5)計算電流值：根據采樣數據，采用全周積分算法，計算出所需電流數值；

(6)本次電流計算完成后，CPU再次進入休眠，重復以上步驟(1)至(5)。

在步驟(5)中，電流數值的計算公式為：

CPU每次的激活持續時間為20ms，即1個工頻周期，在這個周期內，完成采樣、AD轉換、電流計算操作。

不采集電流數據時CPU進入休眠模式，休眠期間不進行AD采樣。

指示器采用比較器激活CPU的方式，監測電流突變量，當發生電流突變時，激活CPU，進行線路故障電流的檢測和計算，以識別線路故障。

本發明提供了一種用于故障指示器的低功耗的電流計算方法，合理利用CPU的休眠機制以及指示器遙測量的遠傳機制，采用運算量少的全周積分算法，可以在極低的功耗條件下，實現高精度的電流計算。

本發明具有以下優點：指示器的運行功耗非常低，CPU激活的時間僅為20ms，設定休眠的時間為3000ms，激活時間占整個運行周期的時間不到1％，運行功耗幾乎相當于CPU的休眠功耗；電流采集精度高，采集精度取決于每個周波采集的點數和算法。本發明的技術方案，每個周波采集20點，采用全周積分算法，電流采集精度在±3％之內。指示器采用了比較器激活CPU的方式，來進行線路故障電流的檢測和計算，以識別線路故障，在實現低功耗運行時，不會遺漏對線路故障的檢測。

附圖說明