一種配變電能監控終端的製作方法
2023-05-31 16:50:36
專利名稱：一種配變電能監控終端的製作方法
一種配變電能監控終端技術領域
本發明屬於供配電領域的電能管理終端，具體是指一種配變電能監控終端。
技術背景
目前基於輸電網、配電網、低壓網的多種電能管理終端和系統，這些系統的通信方 式主要採用電話撥號、專線、乙太網、230MHz無線網絡。隨著移動通信技術的高速發展，通過 無線分組業務-碼分多址(GPRS/CDMA)通信方式在配電網和低壓網遠程數據採集方面得到 了廣泛的應用，基於GPRS/CDMA通信方式的大客戶電力負荷管理系統在全國範圍內得到了 大力推廣。
隨著現代嵌入式系統的複雜度越來越高，作業系統已成為嵌入式系統不可缺少的 一部分，嵌入式系統的核心是嵌入式微處理器和嵌入式作業系統。早期的嵌入式系統硬體 核心是各種類型的8位和16位單片機，而工業級32位ARM內核MPU以其強大的數據處理 能力逐步佔據高端市場。基於其強大的數據處理能力，嵌入式系統的功能得到了極大的增強。發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種模塊化設計、 組網簡單、運行可靠、運行費用低的配變電能監控終端。
為實現上述目的，本發明的技術方案是包括有中央控制MPU、電源模塊、信號採集 模塊、自檢/維護模塊、無功補償控制模塊、人機互動模塊、通信模塊、報警模塊、防盜模塊、 數據存儲模塊。本發明通過信號採集模塊得到電網中的三相電壓，三相電流、正反向有功 /無功功率、功率因數、脈衝量等數據，進而可採集各相電壓、電流2到19次的諧波含量等 電量參數，採集信號經中央控制MPU統計後可得出瞬時功率、累計電量、電壓合格率統計、 功率因數合格率統計、極值統計、失壓失流斷相統計、停電統計、諧波計算和分析等分析結 果，對於異常、越限的統計分析結果處理器發出報警信號至報警模塊，由報警模塊對相關人 員進行告警，必要時向主站發出報警信號，數據存儲模塊可存貯實時數據和當前數據以及 各種日曲線數據，在日末形成各種歷史日數據，在月末形成各種歷史月數據，歷史月數據存 貯時間不少於6個月，配變計量監測控制終端的時間通過通信模塊輸出的同步時間信號校 定，在採集信號上加上時間信息。配變計量監測控制終端採集完的數據通過通信模塊以無 線網絡形式上傳給主站計算機，人機互動模塊可對重要參數進行現場修改及對信息的查 詢，自檢模塊能自動診斷終端主板、I/O板、通信模塊、時鐘異常，支持遠程升級終端軟體， 具有自檢和自恢復功能，無功補償控制模塊可按設置的目標功率因數值對電容器組進行自 動投切，實現無功功率就地平衡，防盜模塊採用獨立結構的模塊化設計，與終端組成一個整 體，安裝簡單，功耗低，對非法接近配變及其電力設施的人員給予警示和阻嚇。
進一步設置是還包括有紅外/RS232接口模塊，本設置通過紅外/RS232接口可與 PC機、掌機等進行通訊，完成編程、參數設置和抄表，也可對終端設置/查詢各類信息，設置操作具有口令保護。
進一步設置是還包括有RS485接口模塊。本終端的RS485 口可以配置為級聯接 口，實現互相連接，構成級聯採集，其中一臺為主終端模式，其餘為從終端模式，共享主終端 的遠程通訊通道。
進一步設置所述的通信模塊為基於GPRS/CDMA網絡的Modem。通過本設置，可直 接應用通過無線分組業務-碼分多址(GPRS/CDMA)通信方式在配電網和低壓網遠程數據採 集，運行可靠性安全性好，穩定性高。
進一步設置是所述的中央控制MPU為採用工業級32位ARM為內核的MPU。本設置 採用工業級32位ARM為內核的MPU相較於傳統的8位和16位的單片機，其數據處理能力 強，使得本發明的嵌入式系統的功能得到了極大的增強。
進一步設置是所述的人機互動模塊包括有鍵盤和IXD顯示屏。本設置採用鍵盤輸 入，顯示屏顯示技術成熟，可靠性高，成本低。
進一步設置是所述的數據存儲模塊為FLASH快閃記憶體。本設置，採用採用FLASH快閃記憶體 作用數據存儲模塊容量大、體積小。
下面結合說明書附圖和具體實施方式
對本發明做進一步介紹。
圖1本發明具體實施方式
原理方框圖2本發明具體實施方式
在配變管理系統中的接入圖3本發明具體實施方式
遠程升級原理圖。
具體實施方式
如圖1所示的本實用信息的具體實施方式
，包括有中央控制MPU、電源模塊、信號 採集模塊、自檢/維護模塊、無功補償控制模塊、人機互動模塊、通信模塊、報警模塊、防盜 模塊、數據存儲模塊。本發明通過信號採集模塊得到電網中的三相電壓，三相電流、正反向 有功/無功功率、功率因數、脈衝量等數據，進而可採集各相電壓、電流2到19次的諧波含 量等電量參數，採集信號經中央控制MPU統計後可得出瞬時功率、累計電量、電壓合格率統 計、功率因數合格率統計、極值統計、失壓失流斷相統計、停電統計、諧波計算和分析等分析 結果，對於異常、越限的統計分析結果處理器發出報警信號至報警模塊，由報警模塊對相關 人員進行告警，必要時向主站發出報警信號，數據存儲模塊可存貯實時數據和當前數據以 及各種日曲線數據，在日末形成各種歷史日數據，在月末形成各種歷史月數據，歷史月數據 存貯時間不少於6個月，配變計量監測控制終端的時間通過通信模塊輸出的同步時間信號 校定，在採集信號上加上時間信息。配變計量監測控制終端採集完的數據通過通信模塊以 無線網絡形式上傳給主站計算機，人機互動模塊可對重要參數進行現場修改及對信息的查 詢，自檢模塊能自動診斷終端主板、I/O板、通信模塊、時鐘異常，支持遠程升級終端軟體， 具有自檢和自恢復功能，無功補償控制模塊可按設置的目標功率因數值對電容器組進行自 動投切，實現無功功率就地平衡，防盜模塊採用獨立結構的模塊化設計，與終端組成一個整 體，安裝簡單，功耗低，對非法接近配變及其電力設施的人員給予警示和阻嚇。
此外，本實施例還包括有紅外/RS232接口模塊和RS485接口模塊，通過紅外/4RS232接口可與PC機、掌機等進行通訊，完成編程、參數設置和抄表，也可對終端設置/查詢 各類信息，設置操作具有口令保護。RS485 口可以配置為級聯接口，實現互相連接，構成級聯 採集，其中一臺為主終端模式，其餘為從終端模式，共享主終端的遠程通訊通道。
此外，本實施例所述的通信模塊為基於GPRS/CDMA網絡的Modem，因此可直接應用 通過無線分組業務-碼分多址(GPRS/CDMA)通信方式在配電網和低壓網遠程數據採集，運 行可靠性安全性好，穩定性高。
本實施例所述的的中央控制MPU為採用工業級32位ARM為內核的MPU。本設置採 用工業級32位ARM為內核的MPU相較於傳統的8位和16位的單片機，其數據處理能力強， 使得本發明的嵌入式系統的功能得到了極大的增強。
此外，本實施例所述的人機互動模塊包括有鍵盤和IXD顯示屏。本設置採用鍵盤 輸入，顯示屏顯示技術成熟，可靠性高，成本低。當然本發明還可以採用觸控螢幕作為人機交 互模塊。
本實施例所述的數據存儲模塊為FLASH快閃記憶體，採用採用FLASH快閃記憶體作用數據存儲 模塊容量大、體積小。
如圖2所示的本發明的接入圖所示，綜合配電箱的無功補償模塊、防盜模塊、環境 控制模塊、電能分配模塊的信號輸出端分別與本發明的配變電能計量監測終端的輸入端連 接，採集數據經由中央控制MPU統計分析，並將數據信息通過通訊模塊發送至後臺配電管 理系統，實現綜合配電箱運行管理的數位化。通過RS485接口可與其他終端相互連接，構成 級聯採集，其中一臺為主終端模式，其餘為從終端模式，共享主終端的遠程通訊通道。
如圖3所示的遠程升級原理圖所示系統通過通信模塊從遠程前置機下載升級代 碼，並保存在FLASH快閃記憶體內，中央控制MPU執行命令中的擦除和複製命令實現對FLASH快閃記憶體 的代碼更新。
權利要求
1.一種配變電能監控終端，其特徵在於包括有中央控制MPU、電源模塊、信號採集模 塊、自檢/維護模塊、無功補償控制模塊、人機互動模塊、通信模塊、報警模塊、防盜模塊、數 據存儲模塊。
2.根據權利要求1所述的種配變電能監控終端，其特徵在於還包括有紅外/RS232接 口模塊。
3.根據權利要求1所述的種配變電能監控終端，其特徵在於還包括有RS485接口模塊。
4.根據權利要求1或2或3所述的種配變電能監控終端，其特徵在於所述的通信模 塊為基於GPRS/CDMA網絡的Modem。
5.根據權利要求4所述的種配變電能監控終端，其特徵在於所述的中央控制MPU為 採用工業級32位ARM為內核的MPU。
6.根據權利要求5所述的種配變電能監控終端，其特徵在於所述的人機互動模塊包 括有鍵盤和IXD顯示屏。
7.根據權利要求6所述的種配變電能監控終端，其特徵在於所述的數據存儲模塊為 FLASH快閃記憶體。
全文摘要
本發明公開了一種配變電能監控終端，包括有中央控制MPU、電源模塊、信號採集模塊、自檢/維護模塊、無功補償控制模塊、人機互動模塊、通信模塊、報警模塊、防盜模塊、數據存儲模塊。本發明基於模塊化設計，具有組網簡單、運行可靠、運行費用低等優點。
文檔編號H02J13/00GK102035252SQ200910153049
公開日2011年4月27日 申請日期2009年9月25日 優先權日2009年9月25日
發明者劉春強, 葉方彬, 張洪江, 李峰峰, 歐建有, 潘如海, 王和忠, 王梃, 謝鵬林, 趙建網 申請人:浙江昌泰科技股份有限公司