專利名稱：高壓電能采集終端的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種采集裝置，具體是一種高壓電能采集終端。
技術背景
當前已有電網(wǎng)防竊電方式，主要針對0.4kV用戶側計量裝置進行保護。但竊電方法 多達上千種，其中也包括一些不通過計量裝置的竊電行為，針對這種現(xiàn)象，暫時還沒有 一種方法或是裝置能夠?qū)ζ溥M行有效防范。
為此，必須從源頭上采取防竊電措施才能增加對竊電現(xiàn)象的有效防范。即從電源側
管理防竊電，從系統(tǒng)側分析查竊電的方法和裝置，要實現(xiàn)上述方法，關鍵技術是對10kV (或35kV)配電網(wǎng)絡和變壓器出線總表進行了全方位的實時監(jiān)測。
而現(xiàn)有的高壓電能采集裝置計量精度不高，供電、維護、安裝都沒有很好的解決。 實用新型內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，本實用新型的目的旨在能提供一種高壓電能采集終端， 通過采用獨有的穿心式高壓互感器技術采集電能信號，實現(xiàn)高壓饋線式多參數(shù)直接計量 技術，解決計量精度、線路自供電、數(shù)據(jù)傳輸、高壓線路絕緣以及安裝、維護、高溫、 潮濕、防雷等惡劣環(huán)境的技術難題。
本實用新型采取的技術方案是， 一種高壓電能采集終端，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù) 處理模塊、通訊模塊、用于給前述三個模塊供電的電源模塊和與高壓端連接的高壓互感 器組，其中高壓互感器組分別接入電源模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的信號輸出 端接入數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸入端，所述數(shù)據(jù)處理模塊與通訊接口模塊雙向連接。
作為優(yōu)選方案，上述數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸出端接入輸出模塊或通訊模塊的信號輸入端。
作為優(yōu)選方案，上述輸出模塊可為液晶顯示器。所述數(shù)據(jù)采集模塊選用Analog Devices的ADE7758芯片。通訊模塊為RS-232和RS-485
本實用新型的工作原理是高壓端的電壓或電流值經(jīng)高壓互感器組變換后，由數(shù)據(jù) 采集模塊對高壓電能參數(shù)進行采集，在該數(shù)據(jù)采集模塊中，電能采集和計算選用高品質(zhì) 電能芯片完成，數(shù)據(jù)經(jīng)單片機讀取后，通過現(xiàn)場總線送至數(shù)據(jù)處理模塊進行保存。此外，數(shù)據(jù)采集模塊的單片機完成數(shù)據(jù)的初步分析，可通過屏幕顯示，也可通過通訊模塊，實 時傳輸數(shù)據(jù)(或報警信息)至控制中心。
本實用新型采用線路自供電技術，保證信號采集和無線通信模塊的供電需要，可無 須外供電源。并且可以通過采集方式和安裝位置的不同，采集終端對配電線路中路線支 路節(jié)點變壓器的運行參數(shù)進行實時監(jiān)測。
本實用新型通過穿心式三相高壓互感器組，采集高壓電能參數(shù)。通過智能采集器和 數(shù)據(jù)處理器采集、處理、保存高壓側電網(wǎng)運行參數(shù)，通過寬限電源供給模塊，保證信號 采集和無線通訊模塊的供電需要，解決了高壓配電網(wǎng)10kV (或35kV)側的負荷參數(shù)采 集中的技術難題。不但在工作電壓等級和絕緣上能滿足電力系統(tǒng)的要求，而且在結構上 滿足線路中和變壓器臺架等不同位置的特殊安裝條件，本裝置結構簡單，體積小巧，安 裝施工方便，免維護，實用性強。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步說明。


圖1為一種高壓電能采集終端的結構框圖； 圖2為信號采集原理示意圖； 圖3是實施例l的結構框圖； 圖4為實施例2的結構框圖5為實施例3的結構框圖6是一種具體實施電路圖； 卜高壓互感器組2-數(shù)據(jù)采集模塊3-數(shù)據(jù)處理模塊4-通訊模塊 5-電源模塊 6-輸入電路 7-電能計量模塊 8-光電隔離模塊 9-計算及控制模塊
IO-存儲器模塊11-非揮發(fā)存儲器模塊12-電源13-電源監(jiān)測、復位、看門狗模塊 14-液晶顯示模塊15-脈沖輸出模塊16-通訊接口模塊
具體實施方式
如圖1所示，高壓智能采集終端包括數(shù)據(jù)采集模塊2、數(shù)據(jù)處理模塊3、通訊模塊4、 用于給前述三個模塊供電的電源模塊5和與高壓端連接的高壓互感器組1，其中高壓互 感器組1分別接入電源模塊5和數(shù)據(jù)采集模塊2，數(shù)據(jù)采集模塊2的信號輸出端接入數(shù) 據(jù)處理模塊3的信號輸入端，其信號輸出端最后接入通訊模塊4的信號輸入端。
如圖2所示，高壓端的電壓和電流經(jīng)高壓互感器組l變換后，由數(shù)據(jù)采集模塊2進行 采集。在該數(shù)據(jù)采集模塊2中，電能采集和計算選用美國模擬器件公司(Analog Devices)的高品質(zhì)電能芯片ADE7758完成，數(shù)據(jù)經(jīng)單片機讀取后，通過現(xiàn)場總線送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)處 理模塊3進行保存。此外，數(shù)據(jù)采集模塊2上的單片機還完成數(shù)據(jù)的初步分析，可通過通 訊網(wǎng)絡向控制中心實時報告裝置的工作狀態(tài)和報警信息，如電壓互感器失壓或缺相、電 流互感器短路、相不平衡等。
數(shù)據(jù)采集模塊2擴展了開關量輸入接口 ，可將采集終端的相關狀態(tài)信號進行記錄、 保存和上傳，對采集終端外殼的非正常開啟進行記錄與報警。
數(shù)據(jù)處理模塊負責對各用電監(jiān)測點上的所有數(shù)據(jù)采集模塊進行數(shù)據(jù)采集控制，以 及對它們所采集到的數(shù)據(jù)進行分析、記錄、保存工作。同時它還通過"無線通信控制模 塊"接收上層的控制管理命令，并上傳采集數(shù)據(jù)和告警信息。該模塊設計有實時時鐘芯 片和時鐘后備電池。采集數(shù)據(jù)采用I2C總線的高速、非易失的大容量新型鐵電存儲器進 行保存，保證數(shù)據(jù)處理模塊主電源失效時不丟失數(shù)據(jù)。
通訊模塊由"遠程通訊管理器模塊"、"數(shù)字移動通訊模塊(SMS/GPRS/CDMA)" 組成。"遠程通訊管理模塊"負責接收上層的控制命令，向系統(tǒng)發(fā)布相應的控制請求； 完成遠程通訊設備的管理，從"系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊"獲取用電計量數(shù)據(jù)和運行數(shù)據(jù)，并 通過無線模塊上傳到控制中心。 實施例一
如圖3所示。本發(fā)明裝置包括由高壓互感器組1構成的輸入電路6、作為數(shù)據(jù)采集 模塊2的電能計量模塊7、光電隔離模塊8、作為數(shù)據(jù)處理模塊3的計算及控制模塊9、 存儲器模塊10和非揮發(fā)存儲器模塊11、作為電源模塊5的電源12和電源監(jiān)測、復位、 看門狗模塊13。電流和電壓互感器的信號經(jīng)由輸入電路6進行調(diào)整和匹配后，被送到電 能計量模塊7進行采集，得到電能相關參數(shù)，如有功功率、無功功率及各相電壓、電流、 相位等，計算及控制模塊9通過光電隔離模塊8對電能計量模塊7進行操作與控制，獲 得相關的計量數(shù)據(jù)并保存至存儲器模塊10中，非揮發(fā)存儲器模塊11中保存各種定值及 設定參數(shù)，采集的數(shù)據(jù)被送到作為輸出模塊的多功能液晶顯示模塊14進行顯示。電源 監(jiān)測、復位、看門狗模塊13為電源監(jiān)測、復位、看門狗，用于對計算及控制模塊9的 上電復位及異常復位，該模塊還對本裝置的供電系統(tǒng)進行連續(xù)監(jiān)測，當供電發(fā)生異常時， 將通知計算及控制模塊9保存數(shù)據(jù)及狀態(tài)并復位計算及控制模塊9。作為電源模塊5的 電源12為本實施例裝置提供各級電壓，含模塊電路用電源、控制器數(shù)字電路用電源及 全隔離的數(shù)字電路電源等。實施例二
如圖4所示，在圖3的基礎上，增加脈沖輸出模塊15作為通訊模塊4，本裝置采集 的電能數(shù)據(jù)除在多功能液晶顯示模塊14進行顯示外，還可以通過作為通訊模塊4的脈 沖輸出模塊15輸出，脈沖輸出模塊的輸出特性符合相關標準的要求。
實施例三
如圖5所示，在圖3或(和)圖4的基礎上，增加通訊接口模塊16。所有的電能數(shù)據(jù)， 各相電壓、電流、相位數(shù)據(jù)均可以通過通訊接口模塊16進行讀取，同時，也可以通過 通訊接口模塊16對本發(fā)明裝置進行調(diào)整、校正和控制，獲取本發(fā)明裝置的運行狀態(tài)等。
圖6為本實用新型所述高壓電能采集終端的一種實施電路圖，其中電能計量模塊7 由ADE7758并附加相關的外圍元件構成；光電隔離模塊8由高速光電器件構成，可以完 成數(shù)據(jù)和控制信號的雙向傳輸，并保證電能計量模塊7與計算及控制模塊9等后續(xù)模塊 的高壓隔離；計算及控制模塊9由單片機構成，單片機采用WINBOND公司或ATMEL公司 的產(chǎn)品；存儲器模塊10采用EEPR0M構成；非揮發(fā)存儲器采用具有極高讀寫壽命的鐵電 存儲器構成；電源監(jiān)測、復位、看門狗模塊13由具有上電復位等綜合功能的集成電路 構成；多功能液晶顯示模塊14采用128X64點陣的圖型模塊構成；通訊接口模塊16采 用支持RS-232及RS-485的多種方式設計，可以支持多種通訊標準；脈沖輸出模塊15 支持電纜輸出及紅外輸出，輸出量包括有功功率及無功功率。
上述電路圖僅僅是本實用新型的一種實施例，本實用新型保護范圍并不限于上述實 施例說明。
權利要求1、一種高壓電能采集終端，其特征是，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、用于給前述三個模塊供電的電源模塊和與高壓端連接的高壓互感器組，其中高壓互感器組分別接入電源模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的信號輸出端接入數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸入端，所述數(shù)據(jù)處理模塊雙向連接有通訊接口模塊。
2、 根據(jù)權利要求1所述高壓電能采集終端，其特征是，所述數(shù)據(jù)處理模塊的信號 輸出端連接有輸出模塊。
3、 根據(jù)權利要求2所述高壓電能采集終端，其特征是，所述輸出模塊可為液晶顯 示器。
4、 根據(jù)權利要求1所述高壓電能采集終端，其特征是，所述數(shù)據(jù)處理模塊的信號 輸出端接入通訊模塊的信號輸入端。
5、 根據(jù)權利要求1所述高壓電能采集終端，其特征是，所述數(shù)據(jù)采集模塊選用 Analog Devices的ADE7758芯片。
6、 根據(jù)權利要求1-5之一所述高壓電能采集終端，其特征是，所述通訊接口模塊 為RS-232端口 。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓電能采集終端，包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、通訊模塊、電源模塊和與高壓端連接的高壓互感器組，其中高壓互感器組分別接入電源模塊和數(shù)據(jù)采集模塊，數(shù)據(jù)采集模塊的信號輸出端接入數(shù)據(jù)處理模塊的信號輸入端，所述數(shù)據(jù)處理模塊雙向連接有通訊接口模塊。本實用新型通過將高壓側的電壓和電流值經(jīng)高壓互感器組變換后，由高壓電能參數(shù)采集模塊進行采集，通過現(xiàn)場總線送至系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理模塊進行保存，并完成數(shù)據(jù)的初步分析，通過通訊模塊，實時傳輸數(shù)據(jù)至控制中心，實現(xiàn)了高壓饋線式多參數(shù)直接計量技術，解決了計量精度、線路自供電、數(shù)據(jù)傳輸、高壓線路絕緣以及安裝、維護、高溫、潮濕、防雷等惡劣環(huán)境的技術難題。
文檔編號G01R22/00GK201373898SQ20092006342
公開日2009年12月30日 申請日期2009年2月27日 優(yōu)先權日2009年2月27日
發(fā)明者忠 伍, 錚 劉, 固 徐, 葦 王, 暢 舒 申請人:湖南泰通電力科技有限公司