[發(fā)明專利]一種用于配電柜的智能電力采集模塊

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510509750.6
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN105158600A
• 公開（公告）日: 2015-12-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊飛;童思普
• 申請（專利權(quán)）人: 南京新聯(lián)電子股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G08C17/02
• 代理公司: 南京君陶專利商標(biāo)代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計的是一種用于配電柜的智能電力采集模塊，屬于能效監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

為了實(shí)現(xiàn)精細(xì)化用電管理及需求側(cè)響應(yīng)，達(dá)到有序用電及節(jié)能降耗的目的，用電單位除了對總用電回路監(jiān)測之外，還需擴(kuò)展到對各分支用電回路進(jìn)行監(jiān)測。現(xiàn)有技術(shù)一般采用在各分支回路中加裝電流互感器、采集器、通信模塊等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對各用電回路的用電信息和電能質(zhì)量的監(jiān)測。

傳統(tǒng)電力系統(tǒng)中的電流互感器由一次互感器和二次互感器（一般稱為儀表互感器，裝在采集器中）組成，體積大、成本高，受現(xiàn)場安裝空間限制安裝困難，甚至有些分支回路需要改造才能安裝；用電單位的分支回路多，每回路均需接入電流互感器、采集器、通信模塊等設(shè)備，設(shè)備成本高；此外采集器需要從現(xiàn)場各支路中接入電壓信號，安裝時要進(jìn)行停電操作，給用電單位的生產(chǎn)、運(yùn)營造成影響；由于接入電纜多，施工時要進(jìn)行專業(yè)的布線，安裝難度及工作量大、施工費(fèi)用高、施工周期長。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種用于配電柜的智能電力采集模塊，旨在克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)一次電流互感器和二次電流互感器的融合，在安裝過程中對用電單位生產(chǎn)運(yùn)營無影響。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案：用于配電柜的智能電力采集模塊，其特征是模塊結(jié)構(gòu)件1的電壓電流信號引入采集模塊；所述的模塊結(jié)構(gòu)件1包括開關(guān)電源電路2、交采計量電路3、核心處理電路4、微功率無線通信電路5；其中開關(guān)電源電路2的信號輸出端與核心處理電路4的信號輸入端相接，核心處理電路4的第一信號輸入/輸出端與交采計量電路3的信號輸出/輸入端相接，核心處理電路4的第二信號輸入/輸出端與微功率無線通信電路5的信號輸出/輸入端相接；所述的模塊結(jié)構(gòu)件1，能在電力電纜線不斷電的情況下將模塊安裝到線纜上并通過針刺取電為采集模塊供電，同時將被測電壓電流信號引入采集模塊中，因此模塊安裝時不會給用戶帶來停電損失。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)：通過感應(yīng)測量的方式，使得直接測量現(xiàn)場幾百安培大電流成為可能，無需通過二次電流互感器將采樣前端的信號進(jìn)行多次變換，降低成本的同時大大減小現(xiàn)場的接線復(fù)雜程度。模塊具有體積小、重量輕、成本低、易安裝等特點(diǎn)，通過對電力線路的用電信息和電能質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測，從而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化用電管理及需求側(cè)響應(yīng)，達(dá)到有序用電及節(jié)能降耗的目的，使得大規(guī)模推廣能效監(jiān)測成為可能。

附圖說明：

圖1為智能電力采集模塊結(jié)構(gòu)框圖

圖2為開關(guān)電源電路原理圖

圖3為交采計量電路原理圖

圖4為核心處理電路原理圖

圖5為微功率無線通信電路原理圖

具體實(shí)施方式：

對照附圖1，用于配電柜的智能電力采集模塊，其結(jié)構(gòu)是模塊結(jié)構(gòu)件1的電壓電流信號引入采集模塊；所述的模塊結(jié)構(gòu)件1包括開關(guān)電源電路2、交采計量電路3、核心處理電路4、微功率無線通信電路5；其中開關(guān)電源電路2的信號輸出端與核心處理電路4的信號輸入端相接，核心處理電路4的第一信號輸入/輸出端與交采計量電路3的信號輸出/輸入端相接，核心處理電路4的第二信號輸入/輸出端與微功率無線通信電路5的信號輸出/輸入端相接；所述的模塊結(jié)構(gòu)件1，能在電力電纜線不斷電的情況下將模塊安裝到線纜上并通過針刺取電為采集模塊供電，同時將被測電壓電流信號引入采集模

塊中，因此模塊安裝時不會給用戶帶來停電損失。

所述開關(guān)電源電路2，采用斬波變換方式將220V交流電壓轉(zhuǎn)換為3.3V直流輸出，此方案拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，元器件少，布板空間小，能在低成本、小體積的前提下實(shí)現(xiàn)AC/DC變換。

所述交采計量電路3，能采集接線回路的電壓并通過間接感應(yīng)的方式實(shí)現(xiàn)配電線路的電流計量，使得直接測量現(xiàn)場幾百安培大電流成為可能，無需通過二次電流互感器將采樣前端的信號進(jìn)行多次變換，降低成本的同時大大減小現(xiàn)場的接線復(fù)雜程度。

所述核心處理電路4，能將計量電路3采集的電壓電流進(jìn)行實(shí)時處理計算出被測線路的功率和不同時段的用電量信息，并且能夠?qū)ε潆娋€路進(jìn)行電能質(zhì)量監(jiān)測。

所述微功率無線通信電路5，能實(shí)現(xiàn)采集模塊與電力網(wǎng)關(guān)之間的命令交互和數(shù)據(jù)通信。

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案：

對照附圖1，開關(guān)電源電路2實(shí)現(xiàn)將輸入電壓轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)工作電源，交采計量電路3實(shí)現(xiàn)對接線線路電壓電流和功率的計量，核心處理電路4實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能配置并起到協(xié)調(diào)、控制交采計量電路3和微功率無線通信電路5的作用，而微功率無線通信電路5則實(shí)現(xiàn)采集模塊與電力網(wǎng)關(guān)之間的通信功能。