一种模块化设计的电力能效监测终端制造技术

本发明专利技术是一种模块化设计的电力能效监测终端，其结构包括电源模块A、通信模块B、交采模块C；其中，电源模块A的电源输出端分别与通信模块B、交采模块C的电源输入端相连；电源模块A的信号输入输出端与通信模块B的第一信号输入输出端相连，交采模块C的信号输入输出端与通信模块B的第二信号输入输出端相连。优点：1）实现了机电一体化的测量设备，大大减小现场的接线复杂程度；2）实现了电压、电流、功率、功率因数、电量、需量、谐波、温度等数据的计量；3）便于用户及时发现用电线路的异常情况，避免出现次生危害。

A modular design of power efficiency monitoring terminal

The present invention relates to a power efficiency monitoring terminal modular design, which comprises a power supply module, A communication module, B collection module C; the power input power output power module A respectively C collection module and communication module B, connected to the first input signal; the output signal power module A the input and output terminal and the B communication module is connected with the second signal input and output signal acquisition module of C input and output terminal and the communication module is connected to the B. Advantages: 1) to realize the measurement of electromechanical integration equipment, greatly reduce the wiring complexity of the scene; 2) the measurement data of voltage and current, power, power factor, power consumption, demand, harmonic and temperature; 3) to facilitate the users to find abnormal situation with power lines, to avoid secondary damage.

【技术实现步骤摘要】
一种模块化设计的电力能效监测终端
本专利技术是一种模块化设计的电力能效监测终端，属于能效监测

技术介绍
为了实现精细化用电管理及需求侧响应，达到有序用电及节能降耗的目的，用电单位除了对总用电回路监测之外，还需扩展到对各分支用电回路进行监测；现有技术一般采用在各分支回路中加装电流互感器、采集器、通信模块等设备，实现对各用电回路的用电信息和电能质量的监测。传统电力系统中的电流互感器由一次互感器和二次互感器（一般称为仪表互感器，装在采集器中）组成，体积大、成本高，受现场安装空间限制安装困难，甚至有些分支回路需要改造才能安装；用电单位的分支回路多，每回路均需接入电流互感器、采集器、通信模块等设备，设备成本高；此外采集器需要从现场各支路中接入电压信号，安装时要进行停电操作，给用电单位的生产、运营造成影响；由于接入电缆多，施工时要进行专业的布线，安装难度及工作量大、施工费用高、施工周期长。
技术实现思路
本专利技术提出的是一种模块化设计的电力能效监测终端，其目的旨在实现电能测量设备不停电安装，提供一种无通信线连接、无需调试、自组网的高效监测终端。本专利技术的技术解决方案：模块化设计的电力能效监测终端，其结构包括电源模块A、通信模块B、交采模块C；其中，电源模块A的电源输出端分别与通信模块B、交采模块C的电源输入端相连；电源模块A的信号输入输出端与通信模块B的第一信号输入输出端相连，交采模块C的信号输入输出端与通信模块B的第二信号输入输出端相连。本专利技术的优点：利用电磁感应和霍尔效应原理设计了一款宽量程的智能互感器，最大测量电流可达到1000A；通过对穿刺取电、开口式电流互感器、电气测量、温度测量、无线传输技术的高度集成，将一二次互感器、采集器和通信模块融合，实现了机电一体化的测量设备，大大减小现场的接线复杂程度；终端内部模块之间通过共用电源和无线通信的方式进一步减小产品体积，在传统互感器的尺寸空间上实现了电压、电流、功率、功率因数、电量、需量、谐波、温度等数据的计量；模块化的设计方式使得产品配置灵活多样，当同一监测节点下的分支回路较多时，通过扩展交采模块即可实现；终端配备后备电源，可实时监测用户用电线路的断相、短线和停上电等异常事件并进行上报，因此便于用户及时发现用电线路的异常情况，避免出现次生危害。附图说明附图1为模块化电力能效监测终端系统框图。附图2为监测终端内部模块之间的级联接口。附图3为监测终端电源模块A框图。附图4为监测终端通信模块B框图。附图5为监测终端交采模块C框图。附图6为开关电源电路原理图。附图7为后备电源电路原理图。附图8-1为交采计量电路计量芯片部分原理图。附图8-2为交采计量电路信号输入部分原理图。附图9-1为核心处理电路单片机部分原理图。附图9-2为核心处理电路单片机外围电路部分原理图。附图10为RS485通信电路原理图。附图11为微功率无线通信电路原理图。具体实施方式模块化设计的电力能效监测终端，其结构包括电源模块A、通信模块B、交采模块C；其中，电源模块A的电源输出端分别与通信模块B、交采模块C的电源输入端相连；电源模块A的信号输入输出端与通信模块B的第一信号输入输出端相连，交采模块C的信号输入输出端与通信模块B的第二信号输入输出端相连。所述电源模块A的信号输入输出端与通信模块B的第一信号输入输出端之间通过标准RJ11接口级联线缆连接，交采模块C的信号输入输出端与通信模块B的第二信号输入输出端之间也通过标准RJ11接口级联线缆连接；电源模块A、通信模块B、交采模块C三个模块之间通过标准RJ11接口级联线缆进行信号连接和数据传输。所述电源模块A包括核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、开关电源电路；其中，核心处理电路的第一信号输入输出端与交采计量电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第二信号输入输出端与RS485通信电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第一信号输入端与后备电源电路的信号输出端相连，核心处理电路的第二信号输入端与开关电源电路的信号输出端相连；核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、开关电源电路设计在电路板上，电路板安装在模块外壳中。所述电源模块A中核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、开关电源电路相互之间通过PCB走线进行连接；模块外壳将220V电源通过零线输入孔和刺针引入电源模块中后经开关电源电路转化为5V直流电压为电源模块供电并通过RJ11级联线缆输出为通信模块B和交采模块C供电；交采计量电路通过电阻分压采样方式采集输入的电压大小并通过芯片感应方式采集被测线缆中的电流值；核心处理电路实时读取交采计量电路中的电压电流采集信息并计算输入线缆中的功率、功率因数、电量、需量、谐波、等数据。所述通信模块B包括核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、微功率无线通信电路；其中，核心处理电路的第一信号输入输出端与交采计量电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第二信号输入输出端与RS485通信电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第一信号输入端与后备电源电路的信号输出端相连，核心处理电路的第二信号输入端与微功率无线通信电路的信号输出端相连；核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、微功率无线通信电路设计在电路板上，电路板安装在模块外壳中。所述通信模块B是电力能效监测终端的主模块，通信模块B通过外接的RJ11级联线缆中的RS485总线实时采集电源模块A和交采模块C的数据并使用微功率无线信道与上行通信节点传输监测终端采集的的各项电能数据。所述交采模块C包括核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路；其中，核心处理电路的第一信号输入输出端与交采计量电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第二信号输入输出端与RS485通信电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第一信号输入端与后备电源电路的信号输出端相连；核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路设计在电路板上，电路板安装在模块外壳中。所述通信模块B和交采模块C对各自输入线缆中的电压、电流、功率、功率因数、电量、需量、谐波、等数据的采集方式与电源模块A同理。所述相互独立的电源模块A、通信模块B、交采模块C都具有一致的模块外壳、核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路。所述电源模块A、通信模块B、交采模块C还各自包括一个相同的模块外壳，模块外壳具有一个电源零线输入孔、一个穿透式电流埋线孔和两个标准RJ11母座；模块外壳采用开口式设计，能在被测电缆不断电的情况下将模块外壳安装到线缆上并通过刺针刺穿被测线缆取电作为各个模块供电输入和或电压计量输入。所述电源模块A、通信模块B、交采模块C内部均具备后备电源电路，当电源模块的输入电压正常时，开关电源电路输出5V直流电压为各模块的后备电源充电，充电10分钟后每个模块的后备电源能维持系统继续工作不低于10秒，此时各模块的核心处理电路可以检测到被测线缆的停电状态，电源模块A和交采模块C通过RS485总线将停电信息上报给通信模块B，通信模块B汇总处理后则可以通过微功率无线方式上报用户主站监测线路的断电、断线、缺相、过压、欠压等事件本文档来自技高网...

【技术保护点】
模块化设计的电力能效监测终端，其特征是包括电源模块A、通信模块B、交采模块C；其中，电源模块A的电源输出端分别与通信模块B、交采模块C的电源输入端相连；电源模块A的信号输入输出端与通信模块B的第一信号输入输出端相连，交采模块C的信号输入输出端与通信模块B的第二信号输入输出端相连。

【技术特征摘要】
1.模块化设计的电力能效监测终端，其特征是包括电源模块A、通信模块B、交采模块C；其中，电源模块A的电源输出端分别与通信模块B、交采模块C的电源输入端相连；电源模块A的信号输入输出端与通信模块B的第一信号输入输出端相连，交采模块C的信号输入输出端与通信模块B的第二信号输入输出端相连。2.根据权利要求1所述的模块化设计的电力能效监测终端，其特征是所述电源模块A的信号输入输出端与通信模块B的第一信号输入输出端之间通过标准RJ11接口级联线缆连接，交采模块C的信号输入输出端与通信模块B的第二信号输入输出端之间也通过标准RJ11接口级联线缆连接。3.根据权利要求1所述的模块化设计的电力能效监测终端，其特征是所述电源模块A包括核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、开关电源电路；其中，核心处理电路的第一信号输入输出端与交采计量电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第二信号输入输出端与RS485通信电路的信号输入输出端相连，核心处理电路的第一信号输入端与后备电源电路的信号输出端相连，核心处理电路的第二信号输入端与开关电源电路的信号输出端相连；核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、开关电源电路处在电路板上，电路板安装在模块外壳中。4.根据权利要求3所述的模块化设计的电力能效监测终端，其特征是所述电源模块A中核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、开关电源电路相互之间通过PCB走线进行连接；模块外壳将220V电源通过零线输入孔和刺针引入电源模块中后经开关电源电路转化为5V直流电压为电源模块供电并通过RJ11级联线缆输出为通信模块B和交采模块C供电；交采计量电路通过电阻分压采样方式采集输入的电压大小并通过芯片感应方式采集被测线缆中的电流值；核心处理电路实时读取交采计量电路中的电压电流采集信息并计算输入线缆中的功率、功率因数、电量、需量、谐波、等数据。5.根据权利要求1所述的模块化设计的电力能效监测终端，其特征是所述通信模块B包括核心处理电路、交采计量电路、RS485通信电路、后备电源电路、微功率无线通信电路；其中，核心处理电路的第一信号输入输出端与交采计量电路的信号输入输出端相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱昱，童思普，张胜丘，
申请(专利权)人：南京新联电能云服务有限公司，南京新联电子股份有限公司，贵州电网有限责任公司六盘水供电局，
类型：发明
国别省市：江苏,32