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高压电能采集终端

阅读:796发布:2023-01-25

专利汇可以提供高压电能采集终端专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种高压 电能 采集终端,包括 数据采集 模 块 、 数据处理 模块、通讯模块、电源模块和与高压端连接的高压互感器组,其中高压互感器组分别接入电源模块和数据采集模块,数据采集模块的 信号 输出端接入数据处理模块的信号输入端,所述数据处理模块双向连接有通讯 接口 模块。本实用新型通过将高压侧的 电压 和 电流 值经高压互感器组变换后,由高压电能参数采集模块进行采集,通过 现场总线 送至系统数据处理模块进行保存,并完成数据的初步分析,通过通讯模块,实时传输数据至控制中心,实现了高压 馈线 式多参数直接计量技术,解决了计量 精度 、线路自供电、数据传输、高压线路绝缘以及安装、维护、高温、潮湿、防雷等恶劣环境的技术难题。,下面是高压电能采集终端专利的具体信息内容。

1、一种高压电能采集终端,其特征是,包括数据采集数据处理模块、通讯模块、用于给前述三个模块供电的电源模块和与高压端连接的高压互感器组,其中高压互感器组分别接入电源模块和数据采集模块,数据采集模块的信号输出端接入数据处理模块的信号输入端,所述数据处理模块双向连接有通讯接口模块。
2、 根据权利要求1所述高压电能采集终端,其特征是,所述数据处理模块的信号 输出端连接有输出模块。
3、 根据权利要求2所述高压电能采集终端,其特征是,所述输出模块可为液晶显 示器。
4、 根据权利要求1所述高压电能采集终端,其特征是,所述数据处理模块的信号 输出端接入通讯模块的信号输入端。
5、 根据权利要求1所述高压电能采集终端,其特征是,所述数据采集模块选用 Analog Devices的ADE7758芯片。
6、 根据权利要求1-5之一所述高压电能采集终端,其特征是,所述通讯接口模块 为RS-232端口 。

说明书全文

高压电能采集终端

技术领域:

本实用新型涉及一种采集装置,具体是一种高压电能采集终端。 背景技术:

当前已有电网防窃电方式,主要针对0.4kV用户侧计量装置进行保护。但窃电方法 多达上千种,其中也包括一些不通过计量装置的窃电行为,针对这种现象,暂时还没有 一种方法或是装置能够对其进行有效防范。

为此,必须从源头上采取防窃电措施才能增加对窃电现象的有效防范。即从电源侧

管理防窃电,从系统侧分析查窃电的方法和装置,要实现上述方法,关键技术是对10kV (或35kV)配电网络和变压器出线总表进行了全方位的实时监测。

而现有的高压电能采集装置计量精度不高,供电、维护、安装都没有很好的解决。 实用新型内容:

针对现有技术存在的缺陷,本实用新型的目的旨在能提供一种高压电能采集终端, 通过采用独有的穿心式高压互感器技术采集电能信号,实现高压馈线式多参数直接计量 技术,解决计量精度、线路自供电、数据传输、高压线路绝缘以及安装、维护、高温、 潮湿、防雷等恶劣环境的技术难题。

本实用新型采取的技术方案是, 一种高压电能采集终端,包括数据采集、数据 处理模块、通讯模块、用于给前述三个模块供电的电源模块和与高压端连接的高压互感 器组,其中高压互感器组分别接入电源模块和数据采集模块,数据采集模块的信号输出 端接入数据处理模块的信号输入端,所述数据处理模块与通讯接口模块双向连接。

作为优选方案,上述数据处理模块的信号输出端接入输出模块或通讯模块的信号输入端。

作为优选方案,上述输出模块可为液晶显示器。所述数据采集模块选用Analog Devices的ADE7758芯片。通讯模块为:RS-232和RS-485

本实用新型的工作原理是:高压端的电压电流值经高压互感器组变换后,由数据 采集模块对高压电能参数进行采集,在该数据采集模块中,电能采集和计算选用高品质 电能芯片完成,数据经单片机读取后,通过现场总线送至数据处理模块进行保存。此外,数据采集模块的单片机完成数据的初步分析,可通过屏幕显示,也可通过通讯模块,实 时传输数据(或报警信息)至控制中心。

本实用新型采用线路自供电技术,保证信号采集和无线通信模块的供电需要,可无 须外供电源。并且可以通过采集方式和安装位置的不同,采集终端对配电线路中路线支 路节点变压器的运行参数进行实时监测。

本实用新型通过穿心式三相高压互感器组,采集高压电能参数。通过智能采集器和 数据处理器采集、处理、保存高压侧电网运行参数,通过宽限电源供给模块,保证信号 采集和无线通讯模块的供电需要,解决了高压配电网10kV (或35kV)侧的负荷参数采 集中的技术难题。不但在工作电压等级和绝缘上能满足电系统的要求,而且在结构上 满足线路中和变压器台架等不同位置的特殊安装条件,本装置结构简单,体积小巧,安 装施工方便,免维护,实用性强。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

附图说明:

图1为一种高压电能采集终端的结构框图; 图2为信号采集原理示意图; 图3是实施例l的结构框图; 图4为实施例2的结构框图;

图5为实施例3的结构框图;

图6是一种具体实施电路图; 卜高压互感器组2-数据采集模块 3-数据处理模块 4-通讯模块 5-电源模块 6-输入电路 7-电能计量模块 8-光电隔离模块 9-计算及控制模

IO-存储器模块11-非挥发存储器模块12-电源13-电源监测、复位、看狗模块 14-液晶显示模块15-脉冲输出模块16-通讯接口模块

具体实施方式

如图1所示,高压智能采集终端包括数据采集模块2、数据处理模块3、通讯模块4、 用于给前述三个模块供电的电源模块5和与高压端连接的高压互感器组1,其中高压互 感器组1分别接入电源模块5和数据采集模块2,数据采集模块2的信号输出端接入数 据处理模块3的信号输入端,其信号输出端最后接入通讯模块4的信号输入端。
如图2所示,高压端的电压和电流经高压互感器组l变换后,由数据采集模块2进行 采集。在该数据采集模块2中,电能采集和计算选用美国模拟器件公司(Analog Devices)的高品质电能芯片ADE7758完成,数据经单片机读取后,通过现场总线送至系统数据处 理模块3进行保存。此外,数据采集模块2上的单片机还完成数据的初步分析,可通过通 讯网络向控制中心实时报告装置的工作状态和报警信息,如电压互感器失压或缺相、电 流互感器短路、相不平衡等。
数据采集模块2扩展了开关量输入接口 ,可将采集终端的相关状态信号进行记录、 保存和上传,对采集终端外壳的非正常开启进行记录与报警。
数据处理模块负责对各用电监测点上的所有数据采集模块进行数据采集控制,以 及对它们所采集到的数据进行分析、记录、保存工作。同时它还通过"无线通信控制模 块"接收上层的控制管理命令,并上传采集数据和告警信息。该模块设计有实时时钟芯 片和时钟后备电池。采集数据采用I2C总线的高速、非易失的大容量新型电存储器进 行保存,保证数据处理模块主电源失效时不丢失数据。
通讯模块由"远程通讯管理器模块"、"数字移动通讯模块(SMS/GPRS/CDMA)" 组成。"远程通讯管理模块"负责接收上层的控制命令,向系统发布相应的控制请求; 完成远程通讯设备的管理,从"系统数据处理模块"获取用电计量数据和运行数据,并 通过无线模块上传到控制中心。 实施例一:
如图3所示。本发明装置包括由高压互感器组1构成的输入电路6、作为数据采集 模块2的电能计量模块7、光电隔离模块8、作为数据处理模块3的计算及控制模块9、 存储器模块10和非挥发存储器模块11、作为电源模块5的电源12和电源监测、复位、 看门狗模块13。电流和电压互感器的信号经由输入电路6进行调整和匹配后,被送到电 能计量模块7进行采集,得到电能相关参数,如有功功率、无功功率及各相电压、电流、 相位等,计算及控制模块9通过光电隔离模块8对电能计量模块7进行操作与控制,获 得相关的计量数据并保存至存储器模块10中,非挥发存储器模块11中保存各种定值及 设定参数,采集的数据被送到作为输出模块的多功能液晶显示模块14进行显示。电源 监测、复位、看门狗模块13为电源监测、复位、看门狗,用于对计算及控制模块9的 上电复位及异常复位,该模块还对本装置的供电系统进行连续监测,当供电发生异常时, 将通知计算及控制模块9保存数据及状态并复位计算及控制模块9。作为电源模块5的 电源12为本实施例装置提供各级电压,含模块电路用电源、控制器数字电路用电源及 全隔离的数字电路电源等。实施例二:
如图4所示,在图3的基础上,增加脉冲输出模块15作为通讯模块4,本装置采集 的电能数据除在多功能液晶显示模块14进行显示外,还可以通过作为通讯模块4的脉 冲输出模块15输出,脉冲输出模块的输出特性符合相关标准的要求。
实施例三:
如图5所示,在图3或(和)图4的基础上,增加通讯接口模块16。所有的电能数据, 各相电压、电流、相位数据均可以通过通讯接口模块16进行读取,同时,也可以通过 通讯接口模块16对本发明装置进行调整、校正和控制,获取本发明装置的运行状态等。
图6为本实用新型所述高压电能采集终端的一种实施电路图,其中电能计量模块7 由ADE7758并附加相关的外围元件构成;光电隔离模块8由高速光电器件构成,可以完 成数据和控制信号的双向传输,并保证电能计量模块7与计算及控制模块9等后续模块 的高压隔离;计算及控制模块9由单片机构成,单片机采用WINBOND公司或ATMEL公司 的产品;存储器模块10采用EEPR0M构成;非挥发存储器采用具有极高读写寿命的铁电 存储器构成;电源监测、复位、看门狗模块13由具有上电复位等综合功能的集成电路 构成;多功能液晶显示模块14采用128X64点阵的图型模块构成;通讯接口模块16采 用支持RS-232及RS-485的多种方式设计,可以支持多种通讯标准;脉冲输出模块15 支持电缆输出及红外输出,输出量包括有功功率及无功功率。
上述电路图仅仅是本实用新型的一种实施例,本实用新型保护范围并不限于上述实 施例说明。
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