智能交流配电设备精密监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能交流配电设备精密监测装置，包括人机交互模块、电源转换模块、独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块，所述人机交互模块分别与独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块通信连接，所述电源转换模块提供直流电源。达到精确且全面的对供电设备进行监测的目的。
【专利说明】智能交流配电设备精密监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及配电设备监测领域，具体地，涉及一种智能交流配电设备精密监测装置。
【背景技术】
[0002]随着信息设备的进一步集中，更多的数据中心被建立，新一代数据中心对供电系统的可靠性及可管理性要求越来越高。IT用户需要对信息设备的供电系统进行更可靠更灵活的配电、更精细化的管理、更低的成本消耗等，因此，出现了精密配电设备。近几年由于电力电子技术的发展以及和计算机的融合，智能化配电设备技术已经逐步成熟，智能交流配电设备精密监测系统已成为业界主流需求，应用于金融、电信、电力调度、政府及IT行业等IDC数据机房或工业企业等重要用户。但现有的监测设备的精确度和监测项目不够全面。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种智能交流配电设备精密监测装置，以实现精确且全面的对供电设备进行监测的优点。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0005]一种智能交流配电设备精密监测装置，包括人机交互模块、电源转换模块、独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块，所述人机交互模块分别与独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块通信连接，所述电源转换模块提供直流电源。
[0006]优选的，所述支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块的数量根据配置需求自由增减，通过RS485总线与人机交互模块连接。。
[0007]优选的，所述独立双路母线电量监测模块包括A路母线电量监测模块和B路母线电量监测模块，所述支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块为N路。
[0008]优选的，所述人机交互模块为TPC7062触摸屏。
[0009]优选的，所述独立双路母线电量监测模块包括第一单片机、计量电路和采集电路，所述采集电路通过计量电路连接到第一单片机上。
[0010]优选的，所述计量电路采用ATT7026A芯片。
[0011]优选的，所述采集电路包括变压器CT1、电阻JR7、电阻JR4、电阻JRl3、电阻JRl、电阻JR10、电容Cll和电容C14，所述变压器CTl的二次绕组上串联电阻JR7，所述变压器CTl二次绕组的一个端口与电阻JR4的一端串联，该电阻JR4的另一端分别与电阻JRl和电容Cll电连接，所述变压器CTl 二次绕组的另一个端口与电阻JR13串联，该电阻JR13的另一端分别于电阻JRlO和电容C14电连接。
[0012]优选的，所述电阻JR7的阻值为10 Ω，所述电阻JR4的阻值为1.2K Ω，所述电阻JR13的阻值为1.2 Ω，所述电阻JRl的阻值为1K Ω，所述电阻JRlO的阻值为1K Ω，所述电容Cll和电容C14的容抗均为10nF。
[0013]优选的，所述支路开关状态监测模块所述支路开关状态监测模块包括第二单片机和MAX481低功率接收器，所述第二单片机和MAX481低功率接收器电连接。
[0014]优选的，所述支路能耗监测模块包括第三单片机和MAX481低功率接收器，所述第三单片机和MAX481低功率接收器电连接。
[0015]本实用新型的技术方案具有以下有益效果:
[0016]本实用新型的技术方案，通过设置独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块，对交流配电设备母线电量如三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、需量信息以及谐波含量进行监测，以及监测各个支路能耗，监测各个支路开关的通断状态以及跳闸告警状态，从而达到精确且全面的对供电设备进行监测的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例所述的智能交流配电设备精密监测装置的原理框图；
[0018]图2至图20为本实用新型实施例所述的独立双路母线电量监测模块的电子电路图；
[0019]图21至图33为本实用新型实施例所述的支路开关状态监测模块的电子电路图；
[0020]图34至图52为本实用新型实施例所述的支路能耗监测模块的电子电路图。
【具体实施方式】
[0021]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0022]如图1所示，一种智能交流配电设备精密监测装置，包括人机交互模块、电源转换模块、独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块，人机交互模块分别与独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块通信连接，电源转换模块提供直流电源。
[0023]支路开关状态监测模块最大可支持128路支路开关的分合状态监测以及跳闸告警状态的监测，采用有源方式监测，不需要开关辅助触点。
[0024]支路能耗监测模块最大可支持96路配出支路的电量监测与能耗计量，且可实现三相支路与单相支路的同时计量。
[0025]任意支路的电量采集均采用独立的ATT7062A计量芯片，互不影响测量精度。
[0026]人机交互模块可以单屏同时显示A、B独立双路配电系统的电参量，可以存储和查询A、B两路的历史电能及告警事件。
[0027]其中，人机交互模块分别与独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块通过RS485总线连接。人机交互模块为TPC7062触摸屏。独立双路母线电量监测模块包括A路母线电量监测模块和B路母线电量监测模块，支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块为N路。
[0028]如图1至图20所示，独立双路母线电量监测模块包括第一单片机、计量电路和采集电路，采集电路通过计量电路连接到第一单片机上。计量电路采用ATT7026A芯片。
[0029]如图15所示，采集电路包括变压器CT1、电阻JR7、电阻JR4、电阻JR13、电阻JR1、电阻JR10、电容Cl I和电容C14，变压器CTl的二次绕组上串联电阻JR7，变压器CTl 二次绕组的一个端口与电阻JR4的一端串联，该电阻JR4的另一端分别与电阻JRl和电容Cll电连接，变压器CTI 二次绕组的另一个端口与电阻JRl3串联，该电阻JRl3的另一端分别于电阻JRlO和电容C14电连接。电阻JR7的阻值为10 Ω，电阻JR4的阻值为1.2ΚΩ，电阻JR13的阻值为1.2Ω，电阻JRl的阻值为1K Ω，电阻JRlO的阻值为10ΚΩ，电容Cll和电容C14的容抗均为10nF。
[0030]如图21至图33所示，支路开关状态监测模块所述支路开关状态监测模块包括第二单片机和MAX481低功率接收器，所述第二单片机和MAX481低功率接收器电连接。
[0031]如图34至图52所示，支路能耗监测模块包括第三单片机和MAX481低功率接收器，第三单片机和MAX481低功率接收器电连接。
[0032]第二单片机和第三单片机与MAX481低功率接收器均是通过RS485通信。
[0033]图26至图33为光耦电路，图38也为光耦电路。
[0034]智能交流配电设备精密监测装置功能如下:
[0035]1.可同时监测双路母线及各配出支路的电量。
[0036]2.可查询双路母线及各配出支路任意时间段能耗。
[0037]3.可通过对应设置完成三相、单相配出支路电量监测。
[0038]4.具有电量、功率、需量及最大需量分析功能。
[0039]5.该装置具有告警事件存储及本地查询功能。
[0040]6.各配出支路电量监测采用相互独立的监测、计量模块，保证其精度和可靠性。
[0041]本实用新型的技术方案中的智能交流配电设备精密监测装置，提供RS232\RS485通信接口，方便集中管理，可实现灵活扩展，可实现独立双路交流配电设备的电量监测。智能交流配电设备精密监测装置由显示模块、母线监测单元、支路能耗监测单元以及支路开关状态监测单元组成，采用模块化设计，便于配置安装和实现灵活扩展，可实现母线全电量计量，支路负载能耗分别计量，历史数据存储等功能，为用户能耗管理提供数据依据，方便能耗数据分析，适应市场对智能交流配电设备智能化、开放性、多样性的需求。
[0042]综上所述，本实用新型的技术方案中的智能交流配电设备精密监测装置是针对电力系统、通信机房、工矿企业等电力监控、智能控制、计量考核的应用场合设计的高精度、全电量智能配电监控装置。该精密监测装置采用高精度专用计量芯片和高可靠的MCU设计，并采用触摸屏来进行数据的计算与显示。可以测量智能交流配电设备母线电量如三相电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能、需量信息以及谐波含量，可以监测各个支路能耗，可以监测各个支路开关的通断状态以及跳闸告警状态，该装置具有RS232/RS485通信接口，便于用户远程管理。
[0043]最后应说明的是:以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，包括人机交互模块、电源转换模块、独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块，所述人机交互模块分别与独立双路母线电量监测模块、支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块通信连接，所述电源转换模块提供直流电源。
2.根据权利要求1所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块的数量根据配置需求自由增减，通过RS485总线与人机交互模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述独立双路母线电量监测模块包括A路母线电量监测模块和B路母线电量监测模块，所述支路开关状态监测模块和支路能耗监测模块为N路。
4.根据权利要求1或2所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述人机交互模块为TPC7062触摸屏。
5.根据权利要求1或2所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述独立双路母线电量监测模块包括第一单片机、计量电路和采集电路，所述采集电路通过计量电路连接到第一单片机上。
6.根据权利要求5所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述计量电路采用ATT7026A芯片。
7.根据权利要求5所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述采集电路包括变压器(^1、电阻邛7、电阻爪4、电阻爪13、电阻邛1、电阻爪10、电容(:11和电容(:14，所述变压器CTl的二次绕组上串联电阻JR7，所述变压器CTl 二次绕组的一个端口与电阻JR4的一端串联，该电阻JR4的另一端分别与电阻JRl和电容Cll电连接，所述变压器CTl二次绕组的另一个端口与电阻JR13串联，该电阻JR13的另一端分别于电阻JRlO和电容C14电连接。
8.根据权利要求7所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述电阻JR7的阻值为10Ω，所述电阻JR4的阻值为1.21(0，所述电阻邛13的阻值为1.2 Ω，所述电阻JRl的阻值为1KΩ，所述电阻JRlO的阻值为10ΚΩ，所述电容Cll和电容C14的容抗均为1nF0
9.根据权利要求3所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述支路开关状态监测模块包括第二单片机和MAX481低功率接收器，所述第二单片机和MAX481低功率接收器电连接。
10.根据权利要求3所述的智能交流配电设备精密监测装置，其特征在于，所述支路能耗监测模块包括第三单片机和MAX481低功率接收器，所述第三单片机和MAX481低功率接收器电连接。
【文档编号】G01R31/00GK204116503SQ201420621706
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】田爱军, 何智晖, 张兴文 申请人:兰州海红技术股份有限公司