推断为发射机提供电力的馈电线和相位的制作方法
【专利说明】推断为发射机提供电力的馈电线和相位
[0001]关于申请的交叉参考
[0002]本申请要求2013年6月13日提交的美国临时专利申请号61/834,573的优先权，该专利的公开内容以引用方式全文并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及一种利用电力分配网上的信号来推断为在网发射机供电的馈线和相位的方法，特别涉及一种识别从变电站至测量负载点或其它监控点之间的电流路径的方法。
【背景技术】
[0004]供电配电站包括一个或多个配电变压器，配电变压器将高压线上的高电压水平(一般为130kV?700kV)变压为中压水平(一般为4kV到大约35kV之间，当然更高的电压也是可能的)，并以该中压作为配电服务区内供应给消费者的供电电压。在配电网的边缘设有很多服务变压器，服务变压器将配电网上的中压降至低压(在美国通常为12(^，208￥，24(^，277V或者480V)以满足工业、商业和居民消费所需。其它种类的电压可用于世界上的其它地区。每个服务变压器给一个或多个测量的负载点供电。测量的负载可以是住所，商业或工业建筑，市政基础设施如一系列路灯，农业设备比如灌溉系统，或者其它从配电网中耗电的测量的建筑以及这些设施的组合。
[0005]电网一般包含两个逻辑区域:输电网和配电网。输电网产生于大型发电站如水电站、核电站、风电场、燃煤电站或燃气电站等。发电站产生高压交流电(AC)，并通过长长的，高压的线路的松散连接网络输送到需要消耗电力的地方，比如工厂、农场、居民区等。输电网的边缘是一批配电站。配电站包含一或多个配电变压器，变压器将高压线上的高电压水平(一般为130kV?700kV)变压为中压水平(一般为4kV到大约35kV之间，当然更高的电压也是可能的)，并以该中压作为配电服务区内供应给消费者的供电电压。配电网的边缘设有很多服务变压器，服务变压器将配电网上的中压降至低压(在美国通常为12(^，208￥，24(^，277V或者480V)。其它种类的电压可用于世界上的其它地区，一些情况下，一层或多层变压器，被称之为降压变压器，有计划的设于配电变压器和服务变压器之间，它们在变电站和变压器之间制造中间压降。每个服务变压器给一个或多个测量的负载点供电。一个负载可以是住所，商业或工业建筑，市政基础设施如一系列路灯，农业设备比如灌溉系统。一个典型的配电网还包括其他用于平衡和调节电流量的组件如电容器组、稳压器、开关、自动开关等。图10显示了一个典型的电网区段。
[0006]配电网已经被设计和部署成了多种拓扑结构，在美国，配电网通常具有辐射状、循环的或网络化的特点。其它新兴的技术有校园网、微电网等。未被描述的应用于世界其它地区的拓扑结构也在使用。
[0007]图11a是一个典型的福射网拓扑结构不意图。在一个福射网中，一个变电站有一个或多个配电变压器。每个配电变压器有一个或多个变电站母线。一个或者多个三相馈路“辐射状”的从每个变电站母线向外射出，每个三相馈路分支出单相、双相或三相的侧线，侧线又分出多个分线点或分线。辐射网由于结构简单，设计和建造费用低廉，但是容易受断电影响因为缺乏冗余的供电路径，以致于任何一个断路都会使一个负载点断电。
[0008]图lib是一个循环配电网的拓扑结构示意图。在一个循环配电网中，每个所选馈电线的末端与电源(比如一些配电变压器)连接。如果回路未被损坏，在任何一个配电变压器运行的时候所有的负载点的电源都是可用的。如果在回路中有一处断路，在假设那两个变压器都运行的情况下，所有的负载点的电源都是可用的。正常情况下，开关系统用于保证每次只有一个配电变压器在给电网中的每个区段传输电力。
[0009]图11c是一个典型的网络状供电网拓扑结构示意图。除了采用多个电源之外，该拓扑结构有一个最大冗余量，所有的服务变压器以网格排列并在次级侧上互相连接。只有连接中的多重断路才会导致在任意一点的断电。网络状供电网的建造和维护是最昂贵的，一般应用于华盛顿、曼哈顿等城区，其中高价值的，高严重性的负载在那里集中。
[0010]图lid所示为一种微型电网或者校园电网。微型电网在配电技术中并不是传统的，而是产生于社会对可再生能源的能源保存和能源的分布式发电的关注度越来越高的背景下。许多变化都是可能的。这种电网通常附着于，但又是可分割的，至一个更宽广的供电网中，并且可以拥有自己的电源，如风车，太阳电池板，或可充电存储电池，以及负载。整个网络采用低压线路。
[0011]配电变电站从输电网中接收高压电力至一个或多个大功率变压器。配电变压器可包含一种称为负载分接开关的调节器，该调节器通过包含或排除变压器的二次绕组电路的一些圈数，改变变压器传输到配电站母线(变电站母线)中的电压，因而改变了输入电压与输出电压之比。变电站母线上悬有一个或多个馈电线。如果需要过多的馈电线，那么就相应地使用额外的变压器和母线。
[0012]为了监控和控制电网组件，电流互感器(CT)或其它电流传感器，例如霍尔效应传感器，被连接至变电站中的负载导体。电流互感器在循环的导体中输出低电流，该低电流与传送至被监控的高压导体中的电流成精确的比例。这些低电流的输出适用于与变电站中数据采集与监视控制(SCADA)系统有关的数据采集子系统连接。在变电站中设计和制造监控电流互感器，是因为在有电流通过时在高压组件中改变或者添加电流互感器是不可能而危险的。另一方面，额外的电流互感器可以按需要，安全的添加至低电流的SCADA循环，而不会影响电力传输。
[0013]除了输电线路自身，配电网中还设有很多其它装置用来调节、隔离、稳定和转移电流。这些装置包括开关、自动开关、电容器组(通常用于功率因数校正器)和二次电压调节器。当配电网被视作数据承载网络时，所有这些装置和不同的负载以及二级电源都会影响配电网的状态。有突然状态变化的装置会将脉冲噪音引入配电网，负载的加载和消失同样会带来这种影响。一些装置，如变压器和电容器组，过滤和衰减一定频率的信号。不同于电线将消费者加载点和关联的测量仪器连接到服务变压器，服务变压器在电力被实际输送到客户之前基本上是配电网最外边的器件。测量仪通常连接在服务变压器给消费者输送电力的位置。服务变压器可以是三相的或者单相的，测量仪同理。
[0014]传统情况下，读取电表是电力公用事业中运行成本最高的项目之一。最初，电表是模拟设备，具有一个光学读出装置，需要每个月人工读取以进行账单处理。70年代，数字化仪表数据和它的自动采集装置开始被开发出来。这些装置由步行或车载系统演化而来，其中仪表可以使用一个小范围的无线信号广播它的电流读数，这个信号可以被具有仪表读数器的设备接收。这些早期的系统比较有名的有自动抄表系统(AMRS)。随后，各种特别建造的数据收集网络，通常使用具有收集点的网格形内的短距离RF中继器被投入使用，其中收集点具有宽频回程装置，用于传输输汇合的读数。
【发明内容】
[0015]这些网络可以在共用事业中心的“测量前端”和此数据收集网络的边缘的测量之间进行双向通信，它们通常称之为高级测量体系(AMI)。高级测量体系可以经常地收集和储存读数，通常甚至频繁到每15分钟一次，并且也可以相同的频率提交报告。它们可根据需要节俭的使用提供的功能读取任