一种三相开关状态监测终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三相开关状态监测终端，包括多路开关状态监测电路、并行转串行模块、微处理器、串行转并行模块、窄带物联网电路、多路开关状态指示电路、电压互感器和三相电能计量模块，所述多路开关状态监测电路的输入端分别与被监测开关连接，输出端分别与微处理器的I/O端口或并行转串行模块的并行数据输入端连接，并行转串行模块的输出端与微处理器连接，数据经微处理器处理后传输至串行转并行模块，由开关状态指示电路显示开关的状态，电压互感器的输入分别与被监测的总开关的三相进线电源连接，输出分别与三相电能计量模块连接，将总开关的电压输入微处理器，通过窄带物联网电路实现对开关状态的远程检测。用于台区内的供电可靠性监测。

【技术实现步骤摘要】
一种三相开关状态监测终端
本技术涉及电力系统监测
，尤其涉及一种三相开关状态监测终端。
技术介绍
我国电力系统拥有着较为完善的电力供电网络系统，在造福电力用户的同时，对于电力网络系统的监测管理也提出了更高的要求。电力供电网络由于自然或者人为因素会发生故障而造成停电，当停电事故发生时，供电部门往往不能在第一时间精准了解停电范围有多大，故障发生在哪一区域，以及停电事故发生的原因；因此，电力部门工作人员需要耗费大量的人力物力来进行逐级排查故障。电力系统的故障对于普通的电力用户的生活造成了不便，对于大型电力用户，例如：工厂、车间，可能造成巨大经济损失。因此，实现就地及远程在线监测电力用户的实时用电状况，实现电力故障预警、快速处理故障，为保障用户安全用电提供必要的技术措施。目前，通过电力物联网利用边缘计算的方法对电力系统中的故障进行快速、精确的定位，然后在电力抢修人员到达事故现场前能对该事故发生的原因进行预估，方便提前制定应对方案，变被动为主动，将有效减少电力抢修的工作量，进而大大缩短停电时长，最大化减少由事故造成的负面影响。这将需要一套完善的监测设备对电力系统用户用电进行实时监测、采集数据，为电力系统的故障分析提供数据支持。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术提供一种三相开关状态监测终端，以实现就地及远程在线监测电力用户开关的状况，实现电力故障预警，提升处理故障效率。本技术是采用如下技术方案实现的：一种三相开关状态监测终端，其中，被监测的三相开关包括总开关和分开关，所述三相开关状态监测终端包括多路开关状态监测电路、并行转串行模块U4-U5、微处理器U28、工作电源电路、串行转并行模块U24-U26、多路开关状态指示电路、电压互感器T1-T3和三相电能计量模块U49，所述多路开关状态监测电路的输入端分别与被监测开关的三相中任一相出线的火线和零线连接，开关状态监测电路的输出端分别与微处理器U28的I/O端口或并行转串行模块U4-U5的并行数据输入端连接，所述并行转串行模块U4-U5的数据输出采用级联方式，并由并行转串行模块U5的串行数据输出端与微处理器U28的数据输入端连接，通过并行转串行模块U4-U5将其采集的多路被监测开关状态的数据以串行的方式接入微处理器U28，被监测开关状态的数据经微处理器U28处理后由其数据输出端与所述串行转并行模块U24的数据输入端连接，所述串行转并行模块U24-U26的数据输入采用级联方式，通过串行转并行模块U24-U26将微处理器U28输出的串行数据转换为并行输出数据，分别由串行转并行模块U24-U26的数据输出端与对应的开关状态指示电路连接，用以指示被监测开关的状态，所述电压互感器T1-T3的输入分别与被监测的总开关的三相进线电源连接，其输出分别与三相电能计量模块U49的电压输入端连接，所述三相电能计量模块U49的数据输出、输入、时钟及片选端分别与微处理器U28对应的I/O端口连接，所述工作电源电路的电源输出端为上述各电路提供电源。进一步地，所述三相开关状态监测终端还包括窄带物联网电路，所述窄带物联网电路包括窄带物联网模块U43、NB卡U48、天线接口J20、开机驱动电路、上电复位电路、数据收发驱动电路和窄带物联网工作指示电路，所述窄带物联网模块U43的PWRKEY端通过开机驱动电路与微处理器U28的PA4端口连接，所述窄带物联网模块U43的复位端RESET通过上电复位电路与微处理器U28的PA1端口连接，所述窄带物联网模块U43的数据发送端和接收端通过数据收发驱动电路与微处理器U28的PA3和PA2端口连接，所述窄带物联网模块U43的工作状态指示端LED-WORK通过窄带物联网工作指示电路以实现对窄带物联网电路工作状态的监测，所述NB卡U48与窄带物联模块U43的USIM接口对应连接，所述天线接口J20的1、2端接地，3端与窄带物联网模块U43的天线端RF_ANT连接，利用窄带物联网电路，实现用户通过手机上的开关状态监测APP或电脑后台的开关状态监测页面随时查看被监测开关的状态。再进一步地，所述开机驱动电路包括三极管U41、电阻R175和电阻R176，所述三极管U41的基极和发射极之间连接电阻R176，并使其发射极接地，三极管U41的集电极与窄带物联网模块U43的PWRKEY端连接，三极管U41的基极串联电阻R175后与微处理器U28的PA4端口连接；所述上电复位电路包括三极管U42、电阻R177和电阻R178，所述三极管U42的基极和发射极之间连接电阻R178，并使其发射极接地，三极管U42的集电极与窄带物联网模块U43的复位端RESET连接，三极管U42的基极串联电阻R177后与微处理器U28的PA1端口连接；所述数据收发驱动电路包括数据接收驱动电路和数据发送驱动电路，所述数据发送驱动电路包括三极管U47、电容C77、电阻R184和电阻R185，所述三极管U47的基极经电容C77、电阻R184并联后与窄带物联网模块U43的电压输出端V-PAD连接，三极管U47的发射极与窄带物联网模块U43的数据发送端连接，三极管U47的集电极与微处理器U28的PA3端连接，且三极管U47的集电极串联电阻R185后与工作电源电路的电源输出端连接；所述数据接收驱动电路包括三极管U45、电容C76、电阻R181和电阻R182，所述三极管U45的基极经电容C76、电阻R181并联后与窄带物联网模块U43的电压输出端V-PAD连接，三极管U45的集电极与窄带物联网模块U43的数据接收端连接，且三极管U45的集电极串联电阻R182后与窄带物联网模块U43的电压输出端V-PAD连接，三极管U45的发射极与微处理器U28的PA2端连接；所述窄带物联网工作指示电路包括三极管U46、二极管D74、电阻R186、电阻R187和电阻R183，所述窄带物联网模块U43的工作状态指示端LED-WORK与电阻R186串联后接入三极管U46的基极，三极管U46的基极与发射极之间连接电阻R187，三极管U46的发射极与接地端连接，三极管U46的集电极与二极管D74的阴极连接，二极管D74的阳极串联电阻R183后与工作电源电路的电源输出端连接。更进一步地，所述工作电源电路包括交流220V电压变换电路和锂电池电路，所述交流220V电压变换电路包括整流模块U2和电压变换模块U1，所述锂电池电路包括电池、电池接入电路、电池充电电路和电池保护电路，所述整流模块U2的输入端与交流220V连接，输出端5VIN分别与电池接入电路的电源输入端、电池充电电路的电源输入端连接，所述电池接入电路的输出端5V与电压变换模块U1的输入端连接，所述电压变换模块U1的电源输出端即为工作电源电路的电源输出端3V3，分别与开关状态监测电路、并行转串行模块U4-U5、微处理器U28、串行转并行模块U24-U26、开关状态指示电路和窄带物联网电路的电源端连接；所述锂电池电路的电池正端分别与电池接入电路、电池保护电路和电池充电电路的电池端连接，电池负端与电池保护电路的输入接地端连接，所述电池保护电路的输出接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三相开关状态监测终端，其特征是：被监测的三相开关包括总开关和分开关，所述三相开关状态监测终端包括多路开关状态监测电路、并行转串行模块U4-U5、微处理器U28、工作电源电路、串行转并行模块U24-U26、多路开关状态指示电路、电压互感器T1-T3和三相电能计量模块U49，所述多路开关状态监测电路的输入端分别与被监测开关的三相中任一相出线的火线和零线连接，开关状态监测电路的输出端分别与微处理器U28的I/O端口或并行转串行模块U4-U5的并行数据输入端连接，所述并行转串行模块U4-U5的数据输出采用级联方式，并由并行转串行模块U5的串行数据输出端与微处理器U28的数据输入端连接，通过并行转串行模块U4-U5将其采集的多路被监测开关状态的数据以串行的方式接入微处理器U28，被监测开关状态的数据经微处理器U28处理后由其数据输出端与所述串行转并行模块U24的数据输入端连接，所述串行转并行模块U24-U26的数据输入采用级联方式，通过串行转并行模块U24-U26将微处理器U28输出的串行数据转换为并行输出数据，分别由串行转并行模块U24-U26的数据输出端与对应的开关状态指示电路连接，用以指示被监测开关的状态，所述电压互感器T1-T3的输入分别与被监测的总开关的三相进线电源连接，其输出分别与三相电能计量模块U49的电压输入端连接，所述三相电能计量模块U49的数据输出、输入、时钟及片选端分别与微处理器U28对应的I/O端口连接，由所述工作电源电路的电源输出端为上述各电路提供电源。/n...

【技术特征摘要】
1.一种三相开关状态监测终端，其特征是：被监测的三相开关包括总开关和分开关，所述三相开关状态监测终端包括多路开关状态监测电路、并行转串行模块U4-U5、微处理器U28、工作电源电路、串行转并行模块U24-U26、多路开关状态指示电路、电压互感器T1-T3和三相电能计量模块U49，所述多路开关状态监测电路的输入端分别与被监测开关的三相中任一相出线的火线和零线连接，开关状态监测电路的输出端分别与微处理器U28的I/O端口或并行转串行模块U4-U5的并行数据输入端连接，所述并行转串行模块U4-U5的数据输出采用级联方式，并由并行转串行模块U5的串行数据输出端与微处理器U28的数据输入端连接，通过并行转串行模块U4-U5将其采集的多路被监测开关状态的数据以串行的方式接入微处理器U28，被监测开关状态的数据经微处理器U28处理后由其数据输出端与所述串行转并行模块U24的数据输入端连接，所述串行转并行模块U24-U26的数据输入采用级联方式，通过串行转并行模块U24-U26将微处理器U28输出的串行数据转换为并行输出数据，分别由串行转并行模块U24-U26的数据输出端与对应的开关状态指示电路连接，用以指示被监测开关的状态，所述电压互感器T1-T3的输入分别与被监测的总开关的三相进线电源连接，其输出分别与三相电能计量模块U49的电压输入端连接，所述三相电能计量模块U49的数据输出、输入、时钟及片选端分别与微处理器U28对应的I/O端口连接，由所述工作电源电路的电源输出端为上述各电路提供电源。


2.根据权利要求1所述的一种三相开关状态监测终端，其特征是：所述三相开关状态监测终端还包括窄带物联网电路，所述窄带物联网电路包括窄带物联网模块U43、NB卡U48、天线接口J20、开机驱动电路、上电复位电路、数据收发驱动电路和窄带物联网工作指示电路，所述窄带物联网模块U43的PWRKEY端通过开机驱动电路与微处理器U28的PA4端口连接，所述窄带物联网模块U43的复位端RESET通过上电复位电路与微处理器U28的PA1端口连接，所述窄带物联网模块U43的数据发送端和接收端通过数据收发驱动电路与微处理器U28的PA3和PA2端口连接，所述窄带物联网模块U43的工作状态指示端LED-WORK通过窄带物联网工作指示电路以实现对窄带物联网电路工作状态的监测，所述NB卡U48与窄带物联模块U43的USIM接口对应连接，所述天线接口J20的1、2端接地，3端与窄带物联网模块U43的天线端RF_ANT连接，利用窄带物联网电路，使用户通过手机上的开关状态监测APP或电脑后台的开关状态监测页面随时查看被监测开关的状态。


3.根据权利要求2所述的一种三相开关状态监测终端，其特征是：所述开机驱动电路包括三极管U41、电阻R175和电阻R176，所述三极管U41的基极和发射极之间连接电阻R176，并使其发射极接地，三极管U41的集电极与窄带物联网模块U43的PWRKEY端连接，三极管U41的基极串联电阻R175后与微处理器U28的PA4端口连接；所述上电复位电路包括三极管U42、电阻R177和电阻R178，所述三极管U42的基极和发射极之间连接电阻R178，并使其发射极接地，三极管U42的集电极与窄带物联网模块U43的复位端RESET连接，三极管U42的基极串联电阻R177后与微处理器U28的PA1端口连接；所述数据收发驱动电路包括数据接收驱动电路和数据发送驱动电路，所述数据发送驱动电路包括三极管U47、电容C77、电阻R184和电阻R185，所述三极管U47的基极经电容C77、电阻R184并联后与窄带物联网模块U43的电压输出端V-PAD连接，三极管U47的发射极与窄带物联网模块U43的数据发送端连接，三极管U47的集电极与微处理器U28的PA3端连接，且三极管U47的集电极串联电阻R185后与工作电源电路的电源输出端连接；所述数据接收驱动电路包括三极管U45、电容C76、电阻R181和电阻R182，所述三极管U45的基极经电容C76、电阻R181并联后与窄带物联网模块U43的电压输出端V-PAD连接，三极管U45的集电极与窄带物联网模块U43的数据接收端连接，且三极管U45的集电极串联电阻R182后与窄带物联网模块U43的电压输出端V-PAD连接，三极管U45的发射极与微处理器U28的PA2端连接；所述窄带物联网工作指示电路包括三极管U46、二极管D74、电阻R186、电阻R187和电阻R183，所述窄带物联网模块U43的工作状态指示端LED-WORK与电阻R186串联后接入三极管U46的基极，三极管U46的基极与发射极之间连接电阻R187，三极管U46的发射极与接地端连接，三极管U46的集电极与二极管D74的阴极连接，二极管D74的阳极串联电阻R183后与工作电源电路的电源输出端连接。


4.根据权利要求1或2所述的一种三相开关状态监测终端，其特征是：所述工作电源电路包括交流220V电压变换电路和锂电池电路，所述交流220V电压变换电路包括整流模块U2和电压变换模块U1，所述锂电池电路包括电池、电池接入电路、电池充电电路和电池保护电路，所述整流模块U2的输入端与交流220V连接，输出端5VIN分别与电池接入电路的电源输入端、电池充电电路的电源输入端连接，所述电池接入电路的输出端5V与电压变换模块U1的输入端连接，所述电压变换模块U1的电源输出端即为工作电源电路的电源输出端3V3，所述锂电池电路的电池正端分别与电池接入电路、电池保护电路和电池充电电路的电池端连接，电池负端与电池保护电路的输入接地端连接，所述电池保护电路的输出接地端与开关状态监测电路、并行转串行模块U4-U5、微处理器U28、串行转并行模块U24-U26、开关状态指示电路和窄带物联网电路的接地端连接。


5.根据权利要求1或2所述的一种三相开关状态监测终端，其特征是：所述微处理器U28还包括与其连接的外部辅助电路，所述外部辅助电路包括交流供电电源监测电路、电池电压监测电路、调试指示电路、微处理器-窄带物联网模块通信指示电路、交流供电电源指示电路、驻网指示电路、红外遥控电路；所述交流供电电源监测电路包括电阻R4和R5,电阻R4的一端与整流模块U2的电源输出端5VIN连接，另一端与电阻R5的一端及微处理器U28的PA5端连接，电阻R5的另一端接地；所述电池电压监测电路包括电阻R224和R225,电阻R224的一端与电池正端连接，另一端与电阻R225的一端及微处理器U28的PA6端连接，电阻R225的另一端接地；所述调试指示电路包括由发光二极管D32和电阻R84串联组成的数据接收指示电路，以及由发光二极管D33和电阻R85串联组成的数据发送指示电路，所述电阻R84的一端与工作电源电路的电源输出端3V3连接，另一端与发光二极管D32的阳极连接，发光二极管D32的阴极与微处理器U28的PA9端连接，所述电阻R85的一端与工作电源电路的电源输出端3V3连接，另一端与发光二极管D33的阳极连接，发光二极管D33的阴极与微处理器U28的PA10端连接；所述微处理器-窄带物联网模块通信指示电路包括由发光二极管D4和电阻R11串联组成的微处理器-窄带物联网模块数据接收指示电路，以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓晖，刘壬杰，吕高，刘永杰，
申请(专利权)人：上海宸控物联网科技有限公司，山西宸控物联网科技有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31