[发明专利]一种用电负荷监测装置、系统及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力设备领域，更具体地涉及一种用电负荷监测装置、系统及其监测方法。

背景技术

现有电能计量系统一般由计量互感器和电能表组成，用户的负荷由电能表读取，但电能表极易被破坏或改装，导致读出的负荷并不是实际的负荷。于是出现了通过对比专变一次侧的视在功率和电能表读出的视在功率来实现负荷监测的装置和方法，但这需要根据输电线路的负荷及电压等级将设备划分成许多型号，设计和实现起来都比较复杂，且安装方式需要破坏原输电线路，供电部门难免会质疑其实用性和安全性。

发明内容

与现有技术相比，本发明克服了现有技术中通过电流互感器测量电流通常要将电流互感器套接在输电线路上，需断开电力线且安装时需断电，磁通易饱和等缺点，不需电力线断电即可安装，磁通不易饱和。本发明提出了测量一次侧磁场并转换为一次侧电流值来实现负荷监测的方法及其装置、系统。

本发明提供了一种用电负荷监测方法，所述方法包括测量变压器一次侧的磁场值，将该磁场值转换成一次侧电流值，获取二次侧视在功率，计算并对比变压器一次侧、二次侧的视在功率，当一次侧、二次侧视在功率的差值超出预定值一段时间后，即认为用电负荷异常，发出报警信息。

本发明提供的用电负荷监测方法，变压器一次侧的视在功率可以通过预置的输电线路电压等级及获得的一次侧电流值计算得出的。

本发明提供的用电负荷监测方法，通过一次侧的磁场值计算电流值可以通过磁场标定实现的，磁场标定方法如下：

（1）将磁场传感器放置在可变电流源附近，与其相隔预定距离处，

（2）改变电流源输出，用标准磁场测量仪测量磁场传感器所处位置的磁场大小，并记录磁场传感器的输出电压，

（3）多次执行步骤（2），记录电流-磁场-电压值，

（4）用回归分析法分析步骤（3）中得到的电流-磁场-电压数据，得出被测磁场和电流之间的关系，确定标定系数。

本发明提供的用电负荷监测方法，视在功率等于三相视在功率之和，即视在功率等于线电压乘以各相相电流有效值之和，再除以根号3，如下列公式所示：

P=V*I3]]>

其中：P为总视在功率；

V为线电压；

I为各相电流有效值的和。

本发明还提供了一种用电负荷监测装置，包括磁场采集单元和主控单元，其中磁场采集单元测量变压器一次侧的磁场值，通过磁场-电流转换获得电流数据，并将该电流数据发送到主控单元；主控单元根据该电流数据计算出一次侧视在功率，并获取二次侧视在功率，通过比较一、二次侧的视在功率数据来实现用电负荷监测。

本发明提供的用电负荷监测装置，其中磁场采集单元可以包括磁场传感器、处理器模块、RF模块和用于供电的供电模块，磁场传感器测量变压器一次侧的磁场值，处理器模块接收磁场传感器发送的磁场数据并计算出电流值，RF模块在主控单元要求时将该电流值发送到主控单元。

本发明提供的用电负荷监测装置，其中所述磁场传感器可以使用单轴线圈设计，平行设置在电力线下方预定距离处。

本发明提供的用电负荷监测装置，其中主控单元包括RF模块、处理器模块、485通信模块、存储模块和时钟模块，其处理器模块通过RF模块与磁场采集单元通信完成一次侧电流数据接收，通过485通信模块读取二次侧视在功率，并计算出一次侧视在功率再通过比较一、二次侧的视在功率数据来实现负荷监测；存储模块用于存储用电负荷数据，时钟模块用于处理器模块的时钟设定。

本发明提供的用电负荷监测装置，其主控单元还可以包括短消息业务模块，处理器模块通过该模块和用电管理者的手机进行用电负荷数据的交流，其处理器模块可以按时钟模块提供的时间记录用电负荷数据，包括一次侧电流、一次侧视在功率、二次侧视在功率。

本发明还提供了一种用电负荷监测系统，包括本发明的用电负荷监测装置和上位机服务器。

本发明通过利用磁场采集单元安装方便，无需断电安装的优点，测量专变用户的一次侧输电线路的磁场，并通过本发明的磁场-电流转换方法获得电流值，再通过对比一次侧、二次侧的功率来实现用电负荷监测，解决了现有负荷监测装置的安装复杂、用户接受度不高等缺点，并且本发明采用的一、二次侧的功率比对方法可更好地监测用电负荷，及时发现用电异常事件。