[發明專利]一種基于居民用電的智能配電安全控制終端

無效

• 申請號: 201510075930.8
• 申請日: 2015-02-12
• 公開（公告）號: CN104638768A
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 徐人恒;依溥治;曲井致;郭龍弟;張秋月;原赫男;吳瓊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電工儀表研究所
• 主分類號: H02J13/00
• 分類號: H02J13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及居民用電安全的監測和計量技術，主要是針對居民用電安全進行智能監控的設備，本裝置能監測用戶總線路及各個支路的負荷電流、剩余電流、失壓、過壓等安全情況，并根據限值設置智能斷電和閉合，并具有遠程管理的能力，確保居民用電的安全可靠。

背景技術

目前大多數居民家中都是有個小配電箱，電力線通過這個帶斷路器的配電箱分成幾個支路分配給照明、空調（電熱水器）、冰箱以及各個房間插座供電，由于現在家庭空調、電腦、電熱水器、冰箱等家電數量多，用電量大，因此經常出現超負荷而跳電問題。

很多舊居民樓，由于埋設在墻體內的電線老化，容易產生導線單相接地故障，如單相斷線、導線搭接接地體，而其中大部分故障現象是隱蔽的，這是因為導線的絕緣層的絕緣電阻不合格，由于絕緣電阻過小產生泄漏電流。在泄漏電流集中流入大地點(接地體)便會發生高熱，一旦在流入大地點有易燃物，經高溫作用便會產生燃燒。導線的泄漏電流一般為mA級，線路的過電流保護(過負荷保護和短路保護)無法動作發揮保護作用。會引起防火和電氣安全問題，如果進戶零線燒壞、電壓不穩容易導致居民家中電器被燒。

發明內容

本發明是對用戶總進戶線進行監測，對各個支路線路的所有電參量進行實時采集，并可對各項參量設置報警限值，對負荷超過限制，漏電流數值超過限定，都可以報警，并可以自動切斷電路。

本發明采用觸控屏進行人機界面操作，通過MCU實現和觸控屏的通信和對各個支路測量模塊和總測量模塊的控制。

本發明采用錳銅分流器對各個支路電流進行取樣，分流器最大電流可以到60安，然后經過電阻限流、電容濾波、移相位，最后送入計量單元。

本發明通過MCU同時的P1口同時接收多路分流器的信號，對采集電流數據量，并累加與計量芯片的總電流量進行比對，誤差如大于2%，這發出報警信息。

本發明采用單相雙電流采樣電能計量芯片HG7211監控總電路，并得到所有電氣參數，包括電流、電壓、有功功率、視在功率、相角、頻率。

本發明采用剩余電流檢測能力，能夠防止人身觸電、電氣火災及電氣設備損壞。

本發明采用磁保持繼電器分別對各個支路進行自動開關控制，磁保持繼電器體積小、可靠性高、切斷電流能力強，耗電量低。

附圖說明

圖1是本發明的原理框圖。

具體實施方式

本發明的具體實施方式：

1、測量單元：通過對居民進戶電力線的采樣完成所有電參量的測試和存儲，并將電流、電壓、功率、電能、頻率等參量發送給MCU控制單元；

2、觸控屏是人機接口，實現各種限值得設置，報警信息的設置，以及讀取各種用電數據；

3、電流數據采集電路，各個支路的電流取樣值通過A/D轉換進入到MCU控制單元不同的IO口，各支路電流和進戶電壓乘法得到功率以及電能消耗量，并隨時將電流和限值比對，發現有超過部分就會報警；

4、剩余電流保護功能，本發明將進戶的電力線零、火線同時穿入一個電流互感器，檢測剩余電流大小，正常情況電流互感器電流互感器沒有感應輸出，當漏電時，火線與地線構成回路，此時零線中沒有或者有很小電流，該電流與MCU控制單元額定設置保護電流進行比較，超出限值將發送斷開指令，并顯示報警信息；

5、MCU控制單元是核心，主要進行對支路電流數據進行分析處理，控制磁保持繼電器進行負荷管理，同時對總進戶電力線和支路進行必要監控和能源管理，同時接收觸控屏發過來的指令實現參數設置；

6、通信單元：主要是將接收通過WIFI網絡來的用戶指令，將報警信息自動發送給用戶，并實現用戶對家里配電情況的訪問，如負荷狀態、能源消耗、電壓波動等情況。本發明為現有居民家庭用電建立了智能配電自動化系統，提高了安全可靠水平，消除了由于電氣原因引起的消防安全事故，通過該系統還能遠程控制各個支路的供電，進而實現家庭能效管理。