低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種綜合監(jiān)測裝置及方法，尤其涉及一種低壓多回路綜合監(jiān)測裝置及方法，屬于電力監(jiān)測設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，低壓配電網(wǎng)經(jīng)常發(fā)生開關(guān)過負(fù)荷、三相不平衡跳閘、低電壓故障等客戶報(bào)修的情況，搶修人員通常需要采集相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定原因方能采取有效維修措施。但現(xiàn)有的各類監(jiān)測終端僅能對配變關(guān)口和表箱端進(jìn)行單回路數(shù)據(jù)采集，且為固定式安裝，無法實(shí)現(xiàn)便攜式多回路的數(shù)據(jù)采集功能，若依靠人工現(xiàn)場測量，只能對某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，無法實(shí)現(xiàn)全時(shí)段數(shù)據(jù)的采集與分析，給低壓配電網(wǎng)的運(yùn)行維護(hù)帶來不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置及方法，能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測、存儲、傳輸多回路電參量和開關(guān)狀態(tài)，監(jiān)測裝置為多回路、結(jié)構(gòu)緊湊、便攜式安裝。
[0004]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]—種低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置，包括多個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)1、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2、便攜式PC3、GPRS通信模塊4、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端5，所述多個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)1與數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)通信，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2通過數(shù)據(jù)線與便攜式PC3連接，所述便攜式PC3通過數(shù)據(jù)線與GPRS通信模塊4連接，所述GPRS通信模塊4與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端5通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。
[0006]—種低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)采集方法，包括以下步驟:
[0007]1)上電自檢；
[0008]2)判斷自檢是否通過；若不通過則故障報(bào)警，若通過則進(jìn)入步驟3);
[0009]3)進(jìn)行外設(shè)初始化；
[0010]4)采集數(shù)據(jù)并AD轉(zhuǎn)換；
[0011]5)進(jìn)行軟件濾波；
[0012]6)進(jìn)行電參數(shù)計(jì)算；
[0013]7)等待網(wǎng)絡(luò)通信；
[0014]8)判斷網(wǎng)絡(luò)是否正常；
[0015]9)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)上傳數(shù)據(jù)。
[0016]—種低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通信方法，包括以下步驟:
[0017]1)上電自檢；
[0018]2)判斷自檢是否通過；若不通過則故障報(bào)警，若通過則進(jìn)入步驟3);
[0019]3)查詢ZigBee數(shù)據(jù)寄存器；
[0020]4)判斷是否有數(shù)據(jù)；
[0021]5)如果沒有數(shù)據(jù)則返回步驟4)，如果有數(shù)據(jù)則進(jìn)行步驟6);
[0022]6)接收 ZigBee 數(shù)據(jù)；
[0023]7)進(jìn)行通信協(xié)議轉(zhuǎn)換；
[0024]8)向USB接口發(fā)送數(shù)據(jù)。
[0025]本發(fā)明的目的還可以通過以下技術(shù)措施來進(jìn)一步實(shí)現(xiàn):
[0026]前述低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置，其中數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)1包括電源模塊6、信號調(diào)理電路7、電能測量芯片8、MCU9、射頻發(fā)射電路10，所述電源模塊6給信號調(diào)理電路7、電能測量芯片8、MCU9、射頻發(fā)射電路10供電，所述信號調(diào)理電路7接收PT、CT采集的電壓、電流信號，所述信號調(diào)理電路7與電能測量芯片8連接，所述電能測量芯片8與MCU9連接，所述MCU9與射頻發(fā)射電路10連接；所述電源模塊6采用LDO TPS79633，所述電能測量芯片8采用ADE7878，所述MCU9采用STM32F103C8T6，所述射頻發(fā)射電路10采用CC2530。
[0027]前述低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2包括微處理器11、數(shù)據(jù)接收電路12、電源轉(zhuǎn)換電路13、USB接口 14，所述數(shù)據(jù)接收電路12通過UART 口與微處理器11相連，所述微處理器11與USB接口 14相連，所述USB接口 14與電源轉(zhuǎn)換電路13相連，所述電源轉(zhuǎn)換電路13將USB接口 14提供的5V電源轉(zhuǎn)換為3.3V電源提供給微處理器11、數(shù)據(jù)接收電路12。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0029](1)可同時(shí)對多個(gè)回路的電參量和開關(guān)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測，數(shù)據(jù)可全時(shí)段、長時(shí)間進(jìn)行采集、分析、存儲，可以U盤讀取，也可以遠(yuǎn)程集中顯示，方便對電網(wǎng)潛在問題進(jìn)行分析排查，具有很好的可靠性和實(shí)時(shí)性；
[0030](2)體積小巧，攜帶和拆裝方便，可實(shí)現(xiàn)便攜式安裝，具有很強(qiáng)的便攜性；
[0031](3)數(shù)據(jù)可以通過遠(yuǎn)程無線通訊上傳，便于實(shí)時(shí)監(jiān)控；
[0032](4)下層數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)采用ZigBee架構(gòu)，采集點(diǎn)數(shù)量多，可輕松增加節(jié)點(diǎn)數(shù)量，無需布線，便于現(xiàn)場多回路監(jiān)測方法的快速部署搭建。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明的低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置的系統(tǒng)框圖；
[0034]圖2為本發(fā)明的低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)框圖；
[0035]圖3為本發(fā)明的低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)框圖；
[0036]圖4為本發(fā)明的低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)采集方法流程圖；
[0037]圖5為本發(fā)明低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)通信方法流程圖；
[0038]圖6為信號流向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0040]如圖1所示，低壓配電網(wǎng)綜合監(jiān)測裝置，包括多個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)1、數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2、便攜式PC3、GPRS通信模塊4、遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端5，所述多個(gè)數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)1與數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)通信，所述數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2通過數(shù)據(jù)線與便攜式PC3連接，所述便攜式PC3通過數(shù)據(jù)線與GPRS通信模塊4連接，所述GPRS通信模塊4與遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)終端5通過GPRS網(wǎng)絡(luò)連接。
[0041]如圖2所示，數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)1包括電源模塊6、信號調(diào)理電路7、電能測量芯片8、MCU9、射頻發(fā)射電路10，所述電源模塊6給信號調(diào)理電路7、電能測量芯片8、MCU9、射頻發(fā)射電路10供電，所述信號調(diào)理電路7接收PT、CT采集的電壓、電流信號，所述信號調(diào)理電路7與電能測量芯片8連接，所述電能測量芯片8與MCU9連接，所述MCU9與射頻發(fā)射電路10連接；數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn)使用一片Analog Devices的三相多功能電能測量芯片ADE7878進(jìn)行電參量測量計(jì)算。外部電壓電流傳感器采集的電信號經(jīng)過各自信號調(diào)理電路被送入ADE7878的內(nèi)部高精度ADC，隨后由ADE7878內(nèi)部集成的數(shù)字信號處理器DSP進(jìn)行三相電參量的計(jì)算，計(jì)算完成后通過SPI接口送入基于CoteX-M3內(nèi)核的高性能微處理器STM32F103C8T6，STM32F103C8T6將電參量數(shù)據(jù)進(jìn)行整合打包通過串口送入Zigbee網(wǎng)絡(luò)通信芯片CC2530，CC2530將通過Zigbee標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議將數(shù)據(jù)依次傳輸至上層數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。此外，STM32F103C8T6還可以檢測外部開關(guān)量信息，開關(guān)量信息可隨電參量一同發(fā)送至上層網(wǎng)關(guān)。整個(gè)電參量采集電路由三重隔離電源進(jìn)行供電，并且信號調(diào)理以及射頻通信部分都使用了 RF級LDO TPS79633分別進(jìn)行供電。
[0042]如圖3所示，數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)2包括微處理器11、數(shù)據(jù)接收電路12、電源轉(zhuǎn)換電路13、USB接口 14，所述數(shù)據(jù)接收電路12通過UART 口與微處理器11相連，所述微處理器11與USB接口 14相