用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置，包括交流輸入接口、交流輸出接口和控制單元，控制單元包括微處理器、驅(qū)動(dòng)模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、斷路器、電流采集模塊、電壓采集模塊、信號(hào)濾波模塊、電能計(jì)算芯片、電源模塊和通信接口，微處理器的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)連動(dòng)桿與斷路器相連，交流輸入接口通過(guò)斷路器與交流輸出接口相連，電流采集模塊、電壓采集模塊的輸出端分別通過(guò)信號(hào)濾波模塊與電能計(jì)算芯片相連，電能計(jì)算芯片的輸出端與微處理器相連，電源模塊與微處理器相連。本實(shí)用新型具有適用范圍廣、保護(hù)功能豐富、采集信息完整、可靠性高、擴(kuò)展性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及交流電氣系統(tǒng)的配電自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理技術(shù)，具體涉及一種用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]配電監(jiān)控裝置是一種用于低壓電氣系統(tǒng)的配電控制、狀態(tài)檢測(cè)和實(shí)現(xiàn)各種電氣保護(hù)的產(chǎn)品，其應(yīng)用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、信息處理及通信等技術(shù)，完成對(duì)配電網(wǎng)和負(fù)載的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)視、管理和控制，是電網(wǎng)“配電”自動(dòng)化系統(tǒng)的監(jiān)視、控制和管理單元，主要功能有電氣通斷控制、數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控、配電網(wǎng)故障識(shí)別與保護(hù)等。但是，目前在電氣控制系統(tǒng)中主要采用交流接觸器、熱繼電器、斷路器、過(guò)欠壓保護(hù)模塊、相序保護(hù)模塊等實(shí)現(xiàn)通電控制和故障識(shí)別與保護(hù)，這些專(zhuān)用的裝置功能相對(duì)單一，往往需要多種產(chǎn)品組合實(shí)現(xiàn)，對(duì)狀態(tài)信息的獲取需要較復(fù)雜的控制電路，導(dǎo)致配電監(jiān)控裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適用范圍廣、保護(hù)功能豐富、采集信息完整、可靠性高、擴(kuò)展性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0005]一種用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置，包括交流輸入接口、交流輸出接口和控制單元，所述控制單元包括微處理器、驅(qū)動(dòng)模塊、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、斷路器、電流采集模塊、電壓采集模塊、信號(hào)濾波模塊、電能計(jì)算芯片、電源模塊和通信接口，所述通信接口與微處理器相連，所述微處理器的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)連動(dòng)桿與斷路器相連，所述交流輸入接口通過(guò)斷路器與交流輸出接口相連，所述交流輸入接口輸入的ABC三相通過(guò)電流采集模塊與交流輸出接口相連，所述電壓采集模塊分別與交流輸入接口輸入的ABC三相相連，所述電流采集模塊、電壓采集模塊的輸出端分別通過(guò)信號(hào)濾波模塊與電能計(jì)算芯片相連，所述電能計(jì)算芯片的輸出端與微處理器相連，所述電源模塊與微處理器相連。
[0006]所述控制單元還包括用于遠(yuǎn)程傳送配電監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的通信接口，所述通信接口與微處理器相連。
[0007]本實(shí)用新型用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置具有下述優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型通過(guò)電流采集模塊、電壓采集模塊、電能計(jì)算芯片采集配電監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸出給微處理器，微處理器根據(jù)采集數(shù)據(jù)控制斷路器的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)交流輸入接口、交流輸出接口之間的通斷控制，具有下述優(yōu)點(diǎn):(1)適用范圍廣，能夠適用于單相、三相交流電氣回路配電控制；(2)保護(hù)靈活，具有過(guò)壓、欠壓、缺相、錯(cuò)相、短路等保護(hù)功能；(3)狀態(tài)信息齊全，配電控制模塊除能夠采集電壓、電流、頻率、有功功率、無(wú)功功率等信息外，也可以上傳工作狀態(tài)(接通、關(guān)斷和故障狀態(tài)等)信息。(4)高可靠性。本實(shí)用新型的元器件少，沒(méi)有復(fù)雜元器件。設(shè)有手動(dòng)控制功能，在異常或緊急情況下，可以手動(dòng)實(shí)現(xiàn)通斷控制。綜上所述，本實(shí)用新型采用模塊化設(shè)計(jì)、集成多種功能于一體，具有適用范圍廣、保護(hù)功能豐富、采集信息完整、可靠性高、擴(kuò)展性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0009]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電路原理示意圖。
[0010]圖例說(shuō)明:1、交流輸入接口 ；2、交流輸出接口 ；3、控制單元；31、微處理器；310、通信接口 ；32、驅(qū)動(dòng)模塊；33、執(zhí)行機(jī)構(gòu)；331、連動(dòng)桿；34、斷路器；35、電流采集模塊；36、電壓采集模塊；37、信號(hào)濾波模塊；38、電能計(jì)算芯片；39、電源模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)闡述，以使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，從而對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍做出更為清楚明確的界定。
[0012]如圖1所示，本實(shí)施例用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置包括交流輸入接口 1、交流輸出接口 2和控制單元3，控制單元3包括微處理器31、驅(qū)動(dòng)模塊32、執(zhí)行機(jī)構(gòu)33、斷路器34、電流采集模塊35、電壓采集模塊36、信號(hào)濾波模塊37、電能計(jì)算芯片38、電源模塊39和通信接口 310，通信接口 310與微處理器31相連，微處理器31的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊32與執(zhí)行機(jī)構(gòu)33相連，執(zhí)行機(jī)構(gòu)33通過(guò)連動(dòng)桿331與斷路器34相連，交流輸入接口 I通過(guò)斷路器34與交流輸出接口 2相連，交流輸入接口 I輸入的ABC三相通過(guò)電流采集模塊35與交流輸出接口 2相連，電壓采集模塊36分別與交流輸入接口 I輸入的ABC三相相連，電流采集模塊35、電壓采集模塊36的輸出端分別通過(guò)信號(hào)濾波模塊37與電能計(jì)算芯片38相連，電能計(jì)算芯片38的輸出端與微處理器31相連，電源模塊39與微處理器31相連。參見(jiàn)圖1，本實(shí)施例中輸入的DC24V電源從右側(cè)的防反接二極管Dl輸入后，一路Vin作為驅(qū)動(dòng)模塊32的電源供給，另一路輸入電源模塊39，電源模塊39分別輸出+15V、+5.0V和+3.3V電源，分別給微處理器31、電能計(jì)算芯片38、通信接口 310供電。電流采集模塊35包括線(xiàn)圈T4/T5/T6，線(xiàn)圈T4/T5/T6上分別并聯(lián)有電阻，線(xiàn)圈T4并聯(lián)有負(fù)載電阻R19，線(xiàn)圈T5并聯(lián)有負(fù)載電阻R20，線(xiàn)圈T6并聯(lián)有負(fù)載電阻R21。電壓采集模塊36包括變壓器T1/T2/T3，變壓器T1/T2/T3的次級(jí)分別并聯(lián)有負(fù)載電阻，變壓器Tl的次級(jí)并聯(lián)有負(fù)載電阻R4，變壓器T2的次級(jí)并聯(lián)有負(fù)載電阻R5，變壓器T3的次級(jí)并聯(lián)有負(fù)載電阻R6，變壓器T1/T2/T3的初級(jí)分別與交流輸入接口 I輸入的ABC三相以及N相連。電能計(jì)算芯片38基于ADE78XX系列三相多功能計(jì)量芯片實(shí)現(xiàn)，用于完成對(duì)電源信號(hào)的采集與處理，微處理器31基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)，微處理器31通過(guò)SPI串口與電能計(jì)算芯片38相連。本實(shí)施例工作時(shí)，電流采集模塊35采集交流輸入接口 I輸入的ABC三相的電流，通過(guò)信號(hào)濾波模塊37進(jìn)行濾波后輸出至電能計(jì)算芯片38 ;同時(shí)電壓采集模塊36采集交流輸入接口 I輸入的ABC三相的電壓，通過(guò)信號(hào)濾波模塊37進(jìn)行濾波后輸出至電能計(jì)算芯片38，電能計(jì)算芯片38完成對(duì)電源信號(hào)的采集與處理，通過(guò)SPI串口發(fā)送給微處理器31，微處理器31對(duì)采集的電流、電壓等信息進(jìn)行判斷處理，實(shí)現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓、欠壓等保護(hù)功能，同時(shí)可以把采集的電流、電壓、頻率等電源信息通過(guò)通信接口 310對(duì)外輸出，同時(shí)微處理器31也可以通過(guò)通信接口 310接收上位機(jī)的指令，完成對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)33的正反轉(zhuǎn)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)斷路器34的通斷控制。本實(shí)施例通過(guò)電流采集模塊35、電壓采集模塊36、電能計(jì)算芯片37采集配電監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)輸出給微處理器31，微處理器31根據(jù)采集數(shù)據(jù)控制斷路器34的工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)交流輸入接口 1、交流輸出接口 2之間的通斷控制，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)輸出的電氣通斷控制、數(shù)據(jù)采集和狀態(tài)監(jiān)控、配電網(wǎng)故障識(shí)別與保護(hù)等，能夠在電氣系統(tǒng)控制中替代斷路器、交流接觸器、熱繼電器、過(guò)欠壓保護(hù)模塊等單一性的現(xiàn)有功能產(chǎn)品，采用模塊化設(shè)計(jì)、集成多種功能于一體，具有適用范圍廣、保護(hù)功能豐富、采集信息完整、可靠性高、擴(kuò)展性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
[0013]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于上述實(shí)施方式，凡是屬于本實(shí)用新型原理的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本實(shí)用新型的原理的前提下進(jìn)行的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于交流電氣系統(tǒng)的配電監(jiān)控裝置，其特征在于:包括交流輸入接口(I)、交流輸出接口⑵和控制單元(3)，所述控制單元(3)包括微處理器(31)、驅(qū)動(dòng)模塊(32)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)(33)、斷路器(34)、電流采集模塊(35)、電壓采集模塊(36)、信號(hào)濾波模塊(37)、電能計(jì)算芯片(38)、電源模塊(39)和通信接口(310)，所述通信接口(310)與微處理器(31)相連，所述微處理器(31)的輸出端通過(guò)驅(qū)動(dòng)模塊(32)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)(33)相連，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)(33)通過(guò)連動(dòng)桿(331)與斷路器(34)相連，所述交流輸入接口(I)通過(guò)斷路器(34)與交流輸出接口(2)相連，所述交流輸入接口(I)輸入的ABC三相通過(guò)電流采集模塊(35)與交流輸出接口(2)相連，所述電壓采集模塊(36)分別與交流輸入接口(I)輸入的ABC三相相連，所述電流采集模塊(35)、電壓采集模塊(36)的輸出端分別通過(guò)信號(hào)濾波模塊(37)與電能計(jì)算芯片(38)相連，所述電能計(jì)算芯片(38)的輸出端與微處理器(31)相連，所述電源模塊(39)與微處理器(31)相連。
【文檔編號(hào)】H02J3/00GK203690917SQ201320864436
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月24日
【發(fā)明者】王文兵, 韓永, 彭松柏, 王燕玲 申請(qǐng)人:合肥同智機(jī)電控制技術(shù)股份有限公司