一种新型智能低压末端状态监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种新型智能低压末端状态监测装置，包括电流互感器、电流采样电路、电压互感器、电压采样电路、电源转换电路、计量电路、主控MCU、集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路。该装置既保留了现有低压末端状态监测终端具备的相关功能，又集成了小电流拓扑发送及识别功能，减小了整机空间尺寸、降低了成本，提高了可靠性及可维护性。提高了可靠性及可维护性。提高了可靠性及可维护性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型智能低压末端状态监测装置


[0001]本技术涉及电力配电网
，尤其涉及一种新型智能低压末端状态监测装置。

技术介绍

[0002]国家电网公司提出了建设打造设备广泛互联、状态全面感知、设备即插即用、应用灵活迭代、资源高效利用和决策快速智能的配电物联网，其中状态全面感知主要依赖于低压配电网感知层，感知层主要用于实现配电设备运行环境、设备状态、电气量信息等基础数据的监测、采集和感知，感知层目前覆盖量严重不足，实时性不强。
[0003]感知层设备主要由低压配电网架构的最底层“端”层设备构成，“端”是低压配电网中将“物”连接“上网”的接入单元，是低压配电网架构中的感知层和执行层，是负责向边或云提供配电网的运行状态、设备状态、环境状态以及其它辅助信息等基础数据的源头，是执行决策命令或就地控制的终端。
[0004]其中有一类“端”层设备主要用于对分支箱和表箱等处的电压电流等电气量和开关量等参数进行监测和测量，在此基础上实现电能计量线损分析以及停上电状态监测和事件上报等功能。该类产品目前电网公司均没有统一的技术规范和标准，市场上该类产品形态和功能均是厂家根据不同需求自定义的，导致市场上该类产品形态、通信方式以及功能各异。
[0005]如图1所示，不带拓扑功能的传统低压台区末端状态监测终端包含控制单元、外部存储器、RS485通信、交流强电感知、交采计量、遥信输入电路、本地维护、上行通信接口、上行通信模块、GPS&北斗双模模块、RTC时钟电路、LED显示电路、电源模块和接口电路，主要实现的功能是数据采集与上报、状态监测、停上电事件上报、基础计量以及高级功能中的线损分析等。其中，如图2所示，交采计量部分包含三相电压、三相电流及剩余电流采样计量功能，用到的专用计量芯片仅含有一路SPI口，此类计量芯片的代表有：HT7036、HT7022E、RN7326等等。计量芯片采集的相关数据通过唯一一路SPI给到计量管理MCU，由计量管理MCU完成计量有关的数据处理，然后将结果通过UART给到控制单元。
[0006]如图3所示，带拓扑功能的传统低压台区末端状态监测终端其拓扑识别功能实现较为复杂，需要利用较多的外围信号调理电路(电流调理电路)，对管理芯片在主频、内存等方面的要求较高。且为了优化成本，往往将计量管理芯与数据处理芯合并，更加进一步增加了主控MCU的运算性能要求。在拓扑发送功能实现方面，需要将大电流或者小电流发送电路集成到电源板上，即增加了电源板布局安规难度，又不便于维护，特别是拓扑发送电路中的功率MOS管较为脆弱，易损坏的情况下，集成在电源板的方式增加了后期维护成本。
[0007]可见，目前市场上类似的产品存在以下问题：
[0008](1)现有绝大部分低压台区中的末端状态监测终端不具备拓扑识别及发送功能，无法满足清晰、快捷及便利的电网拓扑状态监测功能，仅能满足RS485抄表、停上电事件上报及开关量监测、剩余电流监测、线损分析及故障判断等功能。
[0009](2)现有少部分低压台区正在试点或者已挂网运行的末端状态监测终端具备大电流拓扑发送及识别功能，但功率低下且大电流拓扑发送会带来台区断电、部分保险装置误动作等风险，同时大电流拓扑发送及识别功能电路复杂，成本较高。
[0010](3)现有极少部分低压台区正在试点具备小电流拓扑发送或者拓扑识别功能的末端状态监测终端，但功能分离组合而成，此类型末端监测终端占用台区空间较多，不满足小型化、模块化及导轨式安装等要求。

技术实现思路

[0011]本技术要解决的技术问题是，提供一种小型化、模块化及导轨式安装的，具备小电流拓扑发送及识别功能以及485通信、载波通信、遥信功能、对外输出12V、有功及无功脉冲输出等传统低压台区末端状态监测终端通常功能的低压末端状态监测装置。
[0012]为解决上述技术问题，本技术提供一种新型智能低压末端状态监测装置，包括多路电流互感器、多路电流采样电路、多路电压互感器、多路电压采样电路、电源转换电路、计量电路、主控MCU、集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路。所述多路电流互感器分别连接所述多路电流采样电路，所述多路电压互感器分别连接所述多路电压采样电路，所述多路电流采样电路和所述多路电压采样电路连接所述计量电路，所述计量电路连接所述主控MCU，所述集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路连接所述主控MCU，所述电源转换电路连接所述多路电流采样电路、所述多路电压采样电路、所述计量电路、所述主控MCU、所述集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路。
[0013]更进一步的，所述计量电路为具备数据外传通道的计量芯片或ADC芯片。
[0014]更进一步的，所述数据外传通道为支持DMA方式的SPI接口或USB接口。
[0015]更进一步的，所述电源转换电路包括AC
‑
DC模块、DC
‑
DC模块、低压差线性稳压器、后备电源，所述AC
‑
DC模块的输出端连接所述DC
‑
DC模块的输入端，所述DC
‑
DC模块的输出端通过二极管分别连接所述后备电源和所述低压差线性稳压器输入端。
[0016]更进一步的，所述集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路为热插拔模块。
[0017]更进一步的，所述集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路为集成小电流拓扑发送电路的普通窄带载波模块或集成小电流拓扑发送电路的HPLC模块。
[0018]本技术的有益效果在于：
[0019]本技术公开的新型智能低压末端状态监测装置利用了专用计量芯片的数据外传专用DMA SPI，将原始数据给到主控MCU，通过运行于主控MCU内的软件来实现小电流拓扑识别功能，同时还能够通过运行于主控MCU内的软件实现包括电能质量功能、线损分析、故障判断等更多高级复杂的功能。该技术方案将计量管理MCU与数据处理MCU合并为同一个主控MCU，既充分利用了专用计量芯片数据处理功能，又降低了对主控MCU运算能力要求。将小电流拓扑发送电路集成到载波通信电路中，精简了整机结构。由于集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路支持热插拔功能，当拓扑发送电路功率MOS管出现极端情况下的损坏时，可以直接更换载波通信电路，不必将整机断电及返程维修等操作，降低了后期维护成本。
[0020]总之，该技术方案既保留了现有低压末端状态监测终端具备的相关功能，又集成了小电流拓扑发送及识别功能，减小了整机空间尺寸、降低了成本，提高了可靠性及可维护
性。
附图说明
[0021]图1是不带拓扑功能的传统低压台区末端状态监测终端结构图。
[0022]图2是不带拓扑识别功能传统低压台区末端状态监测终端交采计量部分结构图。
[0023]图3是带拓扑识别功能传统低压台区末端状态监测终端结构图。
[0024]图4是本技术实施方式的结构图。
[0025]图5是图4中DC
‑
DC模块及后备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型智能低压末端状态监测装置，其特征在于，包括多路电流互感器、多路电流采样电路、多路电压互感器、多路电压采样电路、电源转换电路、计量电路、主控MCU、集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路；所述多路电流互感器分别连接所述多路电流采样电路，所述多路电压互感器分别连接所述多路电压采样电路，所述多路电流采样电路和所述多路电压采样电路连接所述计量电路，所述计量电路连接所述主控MCU，所述集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路连接所述主控MCU，所述电源转换电路连接所述多路电流采样电路、所述多路电压采样电路、所述计量电路、所述主控MCU、所述集成小电流拓扑发送电路的载波通信电路。2.根据权利要求1所述一种新型智能低压末端状态监测装置，其特征在于，所述计量电路为具备数据外传通道的计量芯片或ADC芯片。3.根据权利要求2所述一种新型智能低压末端状态监测装置，其特征在于，所述数据外传通道为支持...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎毅辉，李耀，李俊，罗辉，田丰，陈岗，
申请(专利权)人：威胜信息技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：