一种新型模块化智能电能表制造技术

技术编号:19135703 阅读:22 留言:0更新日期:2018-10-13 08:03
本发明专利技术属于电力系统领域,提供了一种新型模块化智能电能表,包括表箱外壳,所述表箱外壳内设置有ACDC电源模块、显示模块、控制模块、载波通信模块、无线通信模块、多个计量模块,多个继电器和多个电流互感器。本发明专利技术通过将电能表表箱一体化化,每个表箱有多个计量模组可以计量多个用户电量,每个表箱共用电源模组,显示模组,通信模组,大大降低智能电表的成本,此外,每个功能模块模组化,电表出现故障,不需要整表替换,只需更换异常功能模块。本发明专利技术可以大大降低电能表成本,可以广泛应用与电力计量领域。

A new modular intelligent electric energy meter

The invention belongs to the field of electric power system, and provides a novel modular intelligent watt-hour meter, which comprises a meter box shell, which is provided with an ACDC power supply module, a display module, a control module, a carrier communication module, a wireless communication module, a plurality of measurement modules, a plurality of relays and a plurality of current transformers. The invention integrates the watt-hour meter box, each meter box has a plurality of measurement modules, each meter box can measure a plurality of users'electricity, and each meter box shares a power module, a display module and a communication module, thus greatly reducing the cost of the intelligent meter. In addition, each function module is modularized, and the watt-hour meter fails, and the whole meter is not needed to be replaced. Just replace the abnormal function module. The invention can greatly reduce the cost of the electric energy meter, and can be widely applied to the field of electric power metering.

【技术实现步骤摘要】
一种新型模块化智能电能表
本专利技术涉及电能电量计量和电力线载波通信领域
,具体涉及一种新型模块化智能电能表。
技术介绍
随着国家电网的快速发展和建设,我国的电能表的设计和制造已具备相当的水平和规模。当前电能表方案普遍采用功能一体化设计。现有技术中的一体化电表,每个电表对应一个ACDC电源、一个液晶屏以及一个通信模块,对于城市小区来说,每个小区每个单元电表都统一安装到相同的位置,共用一个表箱,体积较大,多个电表安装到一块还容易造成走线困难,安装不方便等问题。此外,由于每个电表都有通信模块和液晶屏需要供电,一方面会造成电能资源的浪费,另一方面原材料使用也较多,生产成本较高;而且,电能表中计量模块的性能容易受到其他部分软硬件设计的影响,而其他功能的损坏或失效容易累及电能表的计量部分。因此,电能表一旦出现故障,只能进行整表更换,以保障电力计量工作的顺利进行。综上所述,现有的一体化电能表具有多方面的缺点,因此,需要提出一种新型的电能表,以克服上述问题。
技术实现思路
为适应电力系统领域的实际需求,本专利技术克服现有技术存在的不足,所要解决的技术问题为:提供一种新型模块化智能电能表,以减少现有电能表造成的资源浪费。为了解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案为:一种新型模块化智能电能表,包括表箱外壳,所述表箱外壳内固定设置有多个继电器和多个电流互感器,所述表箱外壳内通过插拔方式设置有ACDC电源模块、显示模块、控制模块、载波通信模块、无线通信模块和多个计量模块;所述计量模块包括计量芯片、整流电路、第一电源电路以及第一MBUS通信电路,所述计量芯片的计量输入端与对应电流互感器的输出端连接,所述计量芯片的控制输出端与对应继电器的控制端连接,所述第一MBUS通信电路用于实现计量芯片与控制模块的通信连接,所述ACDC电源模块的输出电压从MBUS线路输入后,经所述整流电路整流,第一电源电路进行DCDC隔离转换后给所述计量模块供电;所述控制模块包括控制芯片、第二电源电路和第二MBUS通信电路,所述控制芯片通过第二MBUS通信模块接收计量芯片采集的计量信息,并发送到所述显示模块显示;所述控制芯片还用于将所述计量模块采集的计量信息进行统计处理后,通过所述载波通信模块或无线通信模块发送到集中器;所述第二电源电路用于将所述ACDC电源模块的输出电压进行DCDC转换后给所述控制模块供电;所述载波通信模块包括载波芯片、发送电路、耦合电路、第三电源电路和接收电路,所述载波芯片用于将所述控制模块发送的信号调制为OFDM信号后发送到发送电路进行放大,然后发送到耦合电路耦合到电力线上;电力线上的载波信号通过耦合电路耦合到接收电路,接收电路将接收到的载波信号发给载波芯片进行解调,所述第三电源电路用于将所述ACDC电源模块的输出电压进行DCDC转换后给所述载波通信模块供电。所述壳体设置有两个独立的电源模块。所述壳体内设置有两个独立的控制模块,两个控制模块之间通过UART通信方式通信连接。所述电源模块输出两路电源,一路输出36V直流电压为所述计量模块供电,一路输出12V直流电压给所述通信模块、显示模块和控制模块供电。所述控制芯片的型号为STM32F107,所述计量芯片的型号为RN8209G,所述载波芯片的型号为SSC1667,所述无线芯片的型号为SSC1645。所述计量模块还包括LED计量指示灯,所述控制模块还包括运行灯、MBUS通信灯,发送指示灯和接收指示灯。所述显示模块包括液晶显示屏和按键,所述按键用于选择计量模块进行显示。所述控制模块与所述载波通信模块和无线通信模块通过UART接口连接。所述第一MBUS通信电路和第二MBUS通信电路采用三极管模拟器件搭建,所述第一MBUS通信电路为从节点,第二MBUS通信电路为主节点。本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果:1、本专利技术通过将电表模块化,将表箱一体化,整个表箱共用ACDC电源、共用用于显示的液晶屏、共用用于上传电表计量信息的通信模块,将电表的安装转化为表箱的安装,不仅提高了安装效率,而且,控制模块、显示模块、ACDC电源模块和通信模块的使用数量减少,大大降低了原材料成本,降低了电表成本,电表生产过程中造成的环境污染相应减少。电表模组化,每个计量模块、通信模块、ACDC电源模块都是一个单独单元,出现故障后不再需要整表替换,只需替换相应模块,大大降低了维护成本;2、本专利技术的一种新型模组化智能电能表,表箱所共用的电源、通信模块和控制模块都设置有备用模块,现场环境一旦其中一个模块出现故障可切换到另一个模块,并可通过通信模组上报故障信息,大大降低用户掉电风险。附图说明图1为本专利技术提出的一种新型模组化智能电能表的结构框图;图2为计量模块的结构框图;图3为控制模块的结构框图;图4为载波通信模块的结构框图。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清楚,下面将结合具体实施例和附图,对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例,而不是全部的实施例;基于本专利技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本专利技术保护的范围。如图1所示,本专利技术实施例提供了一种新型模组化智能电能表,表箱外壳,所述表箱外壳内设置有ACDC电源模块、显示模块、控制模块、载波通信模块、无线通信模块、多个计量模块,多个继电器和多个电流互感器。计量模快用于实现电量计量和上报功能,表箱外壳内包括多个计量模块,可以实现多个用户的用电量计量。继电器和电流互感器设置在表箱外壳内,可以减小计量模块的体积。如图1所示,计量模块与控制模块连接,控制模块通与载波通信模块和无线通信模块与上位集中器连接,控制模块的输出端还与显示模块连接,ACDC电源模块给控制模块、计量模块以及载波通信模块和无线通信模块供电。如图2所示,所述计量模块包括计量芯片、整流电路、第一电源电路以及第一MBUS通信电路,所述计量芯片的计量输入端与对应电流互感器的输出端连接,所述计量芯片的控制输出端与对应继电器的控制端连接,所述第一MBUS通信电路用于实现计量芯片与控制模块的通信连接,所述ACDC电源模块的输出电压从MBUS线路输入后,经所述整流电路整流,第一电源电路进行DCDC隔离转换后给所述计量模块供电。表箱外壳内的电流互感器与计量模块的输入端连接,计量模块的输出端与继电器的控制端与连接。计量模块中,计量芯片的型号为锐能RN8209G,RN8209G有功电能误差在5000:1动态范围内<0.1%;提供两路电流和一路电压有效值测量,在1000:1动态范围内,有效值误差<0.1%;提供电压通道频率测量;提供电压通道过零检测。电流计量部分使用表箱整体上已经有的电流互感器,电压部分使用电阻分压测量的方式,该计量芯片掉电时可记录掉电前数据。此外,计量模块的供电电路输入为MBUS线路,通过MBUS线路可提供36V,15mA左右的电流电压。其中计量模块的GND直接连接强电,为保证系统长期可靠运行,此处电源需要隔离。电源先用整流桥进行整流,再使用隔离DCDC,36V转5V为计量芯片提供电源,其中5V还可以控制继电器的开断。此外,第一MBUS通信电路使用三极管分立器件搭建,成本较低,和计量芯片之间通信本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型模块化智能电能表,其特征在于,包括表箱外壳,所述表箱外壳内固定设置有多个继电器和多个电流互感器,所述表箱外壳内通过插拔方式设置有ACDC电源模块、显示模块、控制模块、载波通信模块、无线通信模块和多个计量模块;所述计量模块包括计量芯片、整流电路、第一电源电路以及第一MBUS通信电路,所述计量芯片的计量输入端与对应电流互感器的输出端连接,所述计量芯片的控制输出端与对应继电器的控制端连接,所述第一MBUS通信电路用于实现计量芯片与控制模块的通信连接,所述ACDC电源模块的输出电压从MBUS线路输入后,经所述整流电路整流,第一电源电路进行DCDC隔离转换后给所述计量模块供电;所述控制模块包括控制芯片、第二电源电路和第二MBUS通信电路,所述控制芯片通过第二MBUS通信模块接收计量芯片采集的计量信息,并发送到所述显示模块显示;所述控制芯片还用于将所述计量模块采集的计量信息进行统计处理后,通过所述载波通信模块或无线通信模块发送到集中器;所述第二电源电路用于将所述ACDC电源模块的输出电压进行DCDC转换后给所述控制模块供电;所述载波通信模块包括载波芯片、发送电路、耦合电路、第三电源电路和接收电路,所述载波芯片用于将所述控制模块发送的信号调制为OFDM信号后发送到发送电路进行放大,然后发送到耦合电路耦合到电力线上;电力线上的载波信号通过耦合电路耦合到接收电路,接收电路将接收到的载波信号发给载波芯片进行解调,所述第三电源电路用于将所述ACDC电源模块的输出电压进行DCDC转换后给所述载波通信模块供电。...

【技术特征摘要】
1.一种新型模块化智能电能表,其特征在于,包括表箱外壳,所述表箱外壳内固定设置有多个继电器和多个电流互感器,所述表箱外壳内通过插拔方式设置有ACDC电源模块、显示模块、控制模块、载波通信模块、无线通信模块和多个计量模块;所述计量模块包括计量芯片、整流电路、第一电源电路以及第一MBUS通信电路,所述计量芯片的计量输入端与对应电流互感器的输出端连接,所述计量芯片的控制输出端与对应继电器的控制端连接,所述第一MBUS通信电路用于实现计量芯片与控制模块的通信连接,所述ACDC电源模块的输出电压从MBUS线路输入后,经所述整流电路整流,第一电源电路进行DCDC隔离转换后给所述计量模块供电;所述控制模块包括控制芯片、第二电源电路和第二MBUS通信电路,所述控制芯片通过第二MBUS通信模块接收计量芯片采集的计量信息,并发送到所述显示模块显示;所述控制芯片还用于将所述计量模块采集的计量信息进行统计处理后,通过所述载波通信模块或无线通信模块发送到集中器;所述第二电源电路用于将所述ACDC电源模块的输出电压进行DCDC转换后给所述控制模块供电;所述载波通信模块包括载波芯片、发送电路、耦合电路、第三电源电路和接收电路,所述载波芯片用于将所述控制模块发送的信号调制为OFDM信号后发送到发送电路进行放大,然后发送到耦合电路耦合到电力线上;电力线上的载波信号通过耦合电路耦合到接收电路,接收电路将接收到的载波信号发给载波芯片进行解调,所述第三电源电路用于将所述ACDC电源模块的输出电压进行DCDC...

【专利技术属性】
技术研发人员:崔健董海涛殷凯王文达
申请(专利权)人:青岛东软载波科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:山东,37

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