CN102928702A - 一种分支回路监测仪 - Google Patents

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卢峰
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Changxing county power supply bureau
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ZHEJIANG CREAWAY AUTOMATION ENGINEERING Co Ltd
Changxing county power supply bureau
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Abstract

本发明公开了一种分支回路监测仪，它连接于配变监测计量终端并与之进行数据通讯，其包括CPU单元、检测电路、时钟电路和通讯电路，其中各分支回路接入检测电路，所述检测电路进一步连接至CPU单元并为之提供分支回路参数，所述时钟电路分别连接至检测电路和CPU单元，所述通讯电路连接至CPU单元，分支回路监测仪通过所述通讯电路连接至外部配变监测计量终端。本发明供电稳定可靠，安全且干扰小，性能稳定，精度高。

Description

一种分支回路监测仪
技术领域
本发明涉及一种电网配变电技术，更特定言之，本发明涉及一种能够实时监测配变各分支回路的电气参数的分支回路监测仪。
背景技术
配变分支回路监测装置作为一种公用变压器低压端侧各分支回路出线的监测设备，通常是与配变监测计量终端等设备一起使用。一个配变分支回路监测装置最多可监测8条分支回路，并可同时接入多台配变分支回路监测装置。
然而，现有技术的配变分支回路监测装置存在许多的缺陷，例如因为装置本身硬件的性能无法提供准确的取样精度，例如针对某些绝缘监测装置不能彻底隔离某一特定分支回路进行测量，从而造成测量误差太大，在某些情况下甚至无法识别回路故障点。同时，针对每一回路的电流和电压取样测量无法实现有效的电气隔离，从而产生电磁干扰，影响取样质量。
因此，急需对现有技术的配变分支回路监测装置进行改进。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中存在的缺陷，提出一种具有新颖结构和性能的分支回路监测仪，能够对各个分支回路进行精确测量，并通过时钟单元确保分支回路的电流、电源、功率或阻抗等参数的实时准确性，并能够检测故障点信息。
为了实现上述设计目的，本发明提供一种分支回路监测仪，它由工频变压器转换并提供工作电压，无需额外电源设备；同时采用CT和PT隔离设计，确保了取样抗干扰能力；利用适用于电能计量仪表的信号取样转换电路，确保取样的高精度；同时，在外部硬件设计上加装密钥键控电路，以实现数据传输的稳定性和安全性。具体方案如下：
一种分支回路监测仪，它连接于配变监测计量终端并与之进行数据通讯，其包括CPU单元、检测电路、时钟电路和通讯电路，其中各分支回路接入检测电路，所述检测电路进一步连接至CPU单元并为之提供分支回路参数，所述时钟电路分别连接至检测电路和CPU单元，所述通讯电路连接至CPU单元，分支回路监测仪通过所述通讯电路连接至外部配变监测计量终端。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述CPU单元是一个32位ARM处理芯片，实现高精度和快速的数据计算处理任务。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述通讯电路包括RS485通讯电路，用以与配变监测计量终端进行数据交互。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述检测电路包括连接各个分支回路的检测端口，并进一步包括隔离取样电路和ADC电路，其中所述检测端口接入隔离取样电路的输入端，所述隔离取样电路的输出端接入ADC电路，所述ADC电路进一步接入CPU单元的相应端口。
在本发明的优选实施例中，进一步包括电源电路，它接入电网交流电，并将其转换为CPU单元、检测电路和通讯电路的工作电压，所述时钟电路是通过CPU单元加以供电。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述电源电路包括工频变压器，工频变压器属于开关电源或降压电源的一种组成，能够实现供电稳定可靠。
进一步地，在本发明的优选实施例中，在所述CPU单元与通讯电路之间接设一个控制通讯电路的密钥键控电路。优选地利用一个芯片外设计的硬件看门狗电路或一个DONGLE单元来实现数据的硬件加密控制。
本发明的有益效果是显而易见的，本监测仪采用工频变压器作为电源，供电稳定可靠；交流模拟信号输入采用CT、PT隔离，安全且干扰小；采用电表专用芯片作为A/D采样芯片，性能稳定，精度高；采用32位ARM处理器，满足实时计算需求；CPU芯片外加装硬件看门狗电路，保证系统可靠运行。
本发明监测仪适用于公用变压器、专用变压器及配电线路的运行监测，可使用户及时了解各类配电点的运行状态，为现场一次设备的安全运行提供技术保障。同时，本监测仪可为线损分析、负荷分析预测、电压合格率统计等功能提供基本和及时的数据。
附图说明
图1为本发明的结构原理框图。
具体实施方式
参照图1，本发明分支回路监测仪以监测4路分支回路为例，它连接于配变监测计量终端并与之进行数据通讯，其包括CPU单元1、检测电路2、时钟电路3和通讯电路。其中各分支回路接入检测电路2，所述检测电路2进一步连接至CPU单元1并为之提供分支回路参数，所述时钟电路3分别连接至检测电路2和CPU单元1，所述通讯电路连接至CPU单元1，分支回路监测仪通过所述通讯电路连接至外部配变监测计量终端。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述CPU单元1是一个32位ARM处理芯片，实现高精度和快速的数据计算处理任务。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述通讯电路包括RS485通讯电路，用以与配变监测计量终端进行数据交互，将各个分支回路实时的电流、功率、功率因数等测量数据传输给配变监测计量终端，再由配变监测计量终端对这些数据进行处理、统计和存储。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述检测电路2包括连接各个分支回路的检测端口，并进一步包括隔离取样电路和ADC电路21，其中所述检测端口接入隔离取样电路的输入端，所述隔离取样电路的输出端接入ADC电路，所述ADC电路进一步接入CPU单元1的相应端口。其中电压：三相电压经电压互感器PT接入，额定电压为220V，交流电压输入范围为110—308V；电流、零序电流：三相电流经电流互感器CT接入，额定电流为5A，交流电流输入范围0—10A。
在本发明的优选实施例中，进一步包括电源电路，它接入电网交流电，并将其转换为CPU单元1、检测电路2和通讯电路的工作电压，所述时钟电路3是通过CPU单元1加以供电；功率：三相有功功率和无功功率以及总有功/无功功率。
在本发明的优选实施例中，进一步包括一个存储器，可以对配变分支回路监测仪的各个分支回路的采样数据进行数据存储和处理。例如曲线数据，A、B、C各相电流、零序电流曲线，通过时钟电路3设定例如每隔5min获取一次数据；记录电流、电功率、功率因数的日最大、最小值及相对应的产生时间，至少存储1个月的数据内容；事件记录和报警功能，例如各个分支回路的故障时间、失流、失压事件记录，同时进行告警信息处理。
进一步地，在本发明的优选实施例中，所述电源电路5包括工频变压器，工频变压器属于开关电源或降压电源的一种组成，能够实现供电稳定可靠。例如，监测仪的电源由非有效地系统或中性点不接地系统的三相四线配电网供电时，在接地故障机相对地产生10％过压情形下时，没有接地的两相对地电压将达到1.9倍的标准电压，监测仪仍然能够正常工作。
进一步地，在本发明的优选实施例中，在所述CPU单元1与通讯电路之间接设一个控制通讯电路4的密钥键控电路14。优选地利用一个芯片外设计的硬件看门狗电路或一个DONGLE单元来实现数据的硬件加密控制。
本发明的有益效果是显而易见的，本监测仪采用工频变压器作为电源，供电稳定可靠；交流模拟信号输入采用CT、PT隔离，安全且干扰小；采用电表专用芯片作为A/D采样芯片，性能稳定，精度高；采用32位ARM处理器，满足实时计算需求；CPU芯片外加装硬件看门狗电路，保证系统可靠运行。本领域技术人员应当了解，以上仅为本发明的有效实施方式，并非是对本发明的技术范畴的限制。

Claims (6)

1.一种分支回路监测仪，它连接于配变监测计量终端并与之进行数据通讯，其特征在于：包括CPU单元（1）、检测电路（2）、时钟电路（3）和通讯电路，其中各分支回路接入检测电路（2），所述检测电路（2）进一步连接至CPU单元（1）并为之提供分支回路参数，所述时钟电路（3）分别连接至检测电路（2）和CPU单元（1），所述通讯电路连接至CPU单元（1），分支回路监测仪通过所述通讯电路连接至外部配变监测计量终端。
2.如权利要求1所述的分支回路监测仪，其特征在于：所述通讯电路包括RS485通讯电路，用以与配变监测计量终端进行数据交互。
3.如权利要求1所述的分支回路监测仪，其特征在于：所述检测电路（2）包括连接各个分支回路的检测端口，并进一步包括隔离取样电路和ADC电路（21），其中所述检测端口接入隔离取样电路的输入端，所述隔离取样电路的输出端接入ADC电路，所述ADC电路进一步接入CPU单元（1）的相应端口。
4.如权利要求1所述的分支回路监测仪，其特征在于：进一步包括电源电路，它接入电网交流电，并将其转换为CPU单元（1）、检测电路（2）和通讯电路的工作电压，所述时钟电路（3）是通过CPU单元（1）加以供电。
5.如权利要求4所述的分支回路监测仪，其特征在于：所述电源电路包括工频变压器。
6.如权利要求1所述的分支回路监测仪，其特征在于：在所述CPU单元（1）与通讯电路之间接设一个控制通讯电路的密钥键控电路（14）。
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