支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置，包括交流信号采样单元、电能计量单元、微控制单元、zigbee通信单元、继电器控制单元、存储单元及为整个可编程电能信息采集和保护控制装置提供工作电压的电源管理单元。交流信号采样单元的输入端连接到所要采集的电力线路上，交流信号采样单元的输出端和电能计量单元的输入端相连，电能计量单元、继电器控制单元、存储单元、zigbee通信单元分别和微控制单元相连，继电器控制单元再和外设继电器的驱动端相连。本实用新型专利技术能快速组网、自动配置，具有强大的数据采集能力和出错自恢复能力，实现开关的远程遥控分断、闭合，施工布线简单。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电力设备，尤其涉及一种支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置，用于变电站的在线检测及运行维护。
技术介绍
传统的变电站低压监控系统和能源管理系统中对于电力运行数据的采集大多是通过带通讯功能的表计或者装置实现的，而其中的通讯功能一般都是通过485通信模块实现的，将485通信模块挂接到485总线上，借此将数据传送到通讯管理机，再发送至监控主站。由于485总线采用手拉手并接方式，且为了避开配电房强电磁干扰，现场需要铺设专用的485线路，当装置数量过多、距离较远时，给施工布线带来很多困难。另外，485通信多采用主从式轮询工作机制，当挂接设备多时，存在访问等待时间长、出现异常不能主动报警等缺陷，难以满足配电房监测点众多、设备分散的动态电能监测要求。而且传统的电能采集控制装置不能实现装置的主动保护，延长了故障处理时间，会影响变电站的正常运行。·
技术实现思路
本技术主要解决原有电能采集控制装置一般都是通过485通信模块实现数据通信功能，当装置数量过多、距离较远时，存在访问等待时间长、出现异常不能主动报警、施工布线比较困难的技术问题；提供一种支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置，其采用zigbee通信单元组建zigbee网络，具有快速组网、自动配置和自动恢复特点，而且施工布线简单。Zigbee网络允许组建容纳多达上万个的高冗余节点的网络，能保证网络具有强大的数据采集能力和出错自恢复能力，在个别节点停止工作的情况下仍然可以正常运转。本技术同时解决原有电能采集控制装置不能实现装置的主动保护，延长了故障处理时间，会影响变电站的正常运行的技术问题；提供一种支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置，其能实现装置的主动保护，及时处理故障，确保变电站的正常运行。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本技术包括交流信号采样单元、电能计量单元、微控制单元、zigbee通信单元及为整个可编程电能信息采集和保护控制装置提供工作电压的电源管理单元，交流信号采样单元的输出端和电能计量单元的输入端相连，电能计量单元的输出端、zigbee通信单元分别和所述的微控制单元相连。交流信号采样单元的输入端连接到电力线路上。交流信号采样单元采集电力线路的电压信号和电流信号并输送给电能计量单元，电能计量单元完成采样信号的功率计算及电能计量并输送给微控制单元。微控制单元是整个装置的核心，负责整个装置的程序运行，包括数据处理、分析和计算、数据存储以及任务管理等。通过zigbee通信单元组建多对一的zigbee无线网络，实现和其他zigbee节点进行无线通信。装置上配置的zigbee通信单元可看成是zigbee网络中的一个子节点，多个装置的zigbee子节点与上级通讯管理模块上的zigbee主协调节点构成一个zigbee网络。每个支持zigbee的装置通电启动后，自动建立装置zigbee子节点至主控节点的路由表，根据微控制单元的要求将装置采集处理后的各回路电压、电流、功率、电能、开关状态、欠压、失压、过流等遥测、遥信、事件信息发送至上级通讯管理模块的zigbee主控节点，再通过上级通讯管理模块的GPRS无线网络或以太网等网络将数据上传至主站。电源管理单元负责对整个装置所用电路提供工作电源。采用zigbee通信单元组建zigbee网络,具有快速组网、自动配置和自动恢复特点，而且施工布线简单。zigbee网络允许组建容纳多达上万个的高冗余节点的网络，能保证网络具有强大的数据采集能力和出错自恢复能力，在个别节点停止工作的情况下仍然可以正常运转。作为优选，所述的支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置包括继电器控制单元，继电器控制单元的输入端和所述的 微控制单元相连，继电器控制单元的输出端和外设继电器的驱动端相连。通过上级通讯管理模块上的zigbee主协调节点和网络内各zigbee子节点的路由，可向每个可编程电能信息采集和保护控制装置下发电力线路开关的额定电流、线路过压、欠压、过流、断相等告警、动作阈值、保护动作系数、延时时间等参数以及电力线路开关的分断、闭合指令，微控制单元接收到上级zigbee节点下发的指令后，通过程序处理，将交流信号采样单元获取的线路信息和设定的阈值进行比对，通过zigbee网络向上级发出告警,并且当线路发生过载、短路故障时或者根据上级zigbee节点下发的指令，输出控制信号给继电器控制单元，控制外设的继电器动作，切断开关，实现开关的远程遥控分断、闭合。作为优选，所述的支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置包括存储单元，存储单元和所述的微控制单元相连。通过上级通讯管理模块上的zigbee主协调节点和网络内各zigbee子节点的路由，可向每个子节点装置下发电力线路开关的额定电流、线路过压、欠压、过流、断相等装置的告警、动作阈值、保护动作系数、延时时间等参数，这些参数保存至存储单元，存储量大，便于数据的保存。本技术的有益效果是采用zigbee通信单元组建zigbee网络,具有快速组网、自动配置和自动恢复特点，而且施工布线简单。zigbee网络允许组建容纳多达上万个的高冗余节点的网络，能保证网络具有强大的数据采集能力和出错自恢复能力，在个别节点停止工作的情况下仍然可以正常运转。上级通讯管理模块通过zigbee网络向各装置下发指令，各装置通过zigbee网络向上级通讯管理模块发送报警信息，同时输出信号控制外设的继电器动作，切断开关，实现开关的远程遥控分断、闭合。附图说明图I是本技术的一种电路原理连接结构框图。图中I.交流信号采样单元，2.电能计量单元，3.微控制单元，4. zigbee通信单元，5.电源管理单元，6.继电器控制单元，7.存储单元。具体实施方式下面通过实施例，并结合附图，对本技术的技术方案作进一步具体的说明。实施例本实施例的支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置，如图I所示，包括交流信号采样单元I、电能计量单元2、微控制单元3、zigbee通信单元4、继电器控制单元6、存储单元7及为整个可编程电能信息采集和保护控制装置提供工作电压的电源管理单元5。交流信号采样单元I的输入端连接到所要采集的电力线路上，交流信号采样单元I的输出端和电能计量单元2的输入端相连，电能计量单元2的输出端和微控制单元3的输入端相连，微控制单元3的输出端和继电器控制单元6的输入端相连，继电器控制单元6的输出端和外设继电器的驱动端相连。存储单元7、zigbee通信单元4分别和微控制单元3相连。交流信号采样单元采集电力线路的电压信号和电流信号并输送给电能计量单元，电能计量单元完成采样信号的功率计算及电能计量并输送给微控制单元。微控制单元是整个装置的核心，负责整个装置的程序运行，包括数据处理、分析和计算、数据存储以及任务管理等。通过zigbee通信单元组建多对一的zigbee无线网络，实现和其他zigbee节点进行无线通信。装置上配置的zigbee通信单元可看成是zigbee网络中的一个子节点，多个装置的zigbee子节点与上级通讯管理模块上的zigbee主协调节点构成一个zigbee网络。每个支持zigbee的装置通电启动后，自动建立装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持zigbee的可编程电能信息采集和保护控制装置，其特征在于包括交流信号采样单元（1）、电能计量单元（2）、微控制单元（3）、zigbee通信单元（4）及为整个可编程电能信息采集和保护控制装置提供工作电压的电源管理单元（5），交流信号采样单元（1）的输出端和电能计量单元（2）的输入端相连，电能计量单元（2）的输出端、zigbee通信单元（4）分别和所述的微控制单元（3）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周建安，何伟，刘晓芳，吴海红，
申请(专利权)人：浙江新能量科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：