CN104242464B - 一种通讯设备和电力负荷管理系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种通讯设备，该通讯设备应设置于电力负荷管理终端设备与用户端的继电保护装置之间，主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口；所述主控制单元，用于通过第二互联网通信接口采集并存储继电保护终端的运行数据，当通过无线通讯接口和第一互联网通信接口获取到所述电力负荷管理终端设备发送的测试指令后，将存储的数据上传至所述电力负荷管理终端设备。从而使得用户在所述电力负荷管理终端设备处，就能够及时了解所述继电设备的工作状况，不必到达用户端现场。
Description
技术领域
本申请涉及电力系统中电能测量与监控技术领域，特备涉及一种通讯设备和电力负荷管理系统。
背景技术
目前电力负荷管理终端主要用于用电大客户端的电能表用电数据的采集、用电监测和负荷控制，所述用户端主要包括：电能计量回路、继电保护装置，所述电力负荷管理终端所采集的数据均来自用户端的电能计量回路，其并不能对所述继电保护装置的工作状态进行监测。
所述继电保护装置包括保护及测量回路，保护及测量回路由电压回路与电流回路组成，其中电压回路中设置有为了保护电压互感器而设置的高压熔断管，当因常见的故障造成高压熔断管烧毁时，电压回路就变成了开路状态，从而造成了用户端的继电保护装置处于失效状态，从而留下安全隐患。
可见，用户只能在到达所述用户端后，才能查看所述继电保护装置的工作状况，因此现有技术中用户不能通过电力负荷管理终端并对用户端的继电保护保护装置的工作状态无法进行监测，导致用户往往不能及时发现继电保护保护装置处的故障信息，容易产生安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种通讯设备和电力负荷管理系统，用以解决现有技术中不能及时发现继电保护保护装置处的故障信息，容易产生安全隐患的问题。
一种通讯设备，设置于电力负荷管理终端设备与用户端的继电保护装置之间，包括：主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口；
其中，所述主控制单元的第一参数设置端与所述参数设置接口相连；
所述主控制单元的第一通讯端通过所述第一互联网通信接口与电力负荷管理终端设备的本地互联网通信接口相连；
所述主控制单元的第二通讯端通过所述第二互联网通信接口与用户端的继电保护设备的互联网通信接口相连；
所述无线通讯接口用于提供所述第一互联网通信接口与所述电力负荷管理终端设备的本地互联网通信接口之间的通讯信道；
所述主控制单元，用于采集并存储继电保护终端的运行数据，当获取到所述电力负荷管理终端设备发送的测试指令后，将存储的数据上传至所述电力负荷管理终端设备。
优选的，上述通讯设备中，所述参数设置接口为RS232通讯接口。
优选的，上述通讯设备中，3、根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，所述第一互联网通信接口和第二互联网通信接口为RS485通讯接口。
优选的，上述通讯设备中，4、根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，所述无线通讯接口为GPRS远程通讯功能模块。
优选的，上述通讯设备中，5、根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，当所述主控制单元获取到所述继电保护终端的运行数据后，还用于判断所述运行数据是否为有效数据，如果有效，存储所述继电保护终端的运行数据，否则将所述运行数据发送至电力负荷管理终端设备。
优选的，上述通讯设备中，还可以包括：与所述主控制单元的第二参数设置端相连的红外通讯模块，用于对所述主控制单元的参数进行适配。
优选的，上述通讯设备中，还包括：用于向所述主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口供电的供电电源；
所述供电电源包括：AC-DC转换器和DC-DC转换器
其中，所述AC-DC转换器的输入端与电网相连，输出端与所述DC-DC转换器的输入端相连，所述DC-DC转换器的输出端用于向所述主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口提供动作电压。
优选的，上述通讯设备中，所述RS485通讯接口包括：
MAX13485芯片；
第一端接地、第二端与所述MAX13485芯片的RO端口相连的第一电阻，所述第一电阻的第二端作为所述RS485通讯接口的RX接口；
漏极与所述MAX13485芯片的接口、DE接口相连、源极接地的第一MOS管，所述第一MOS管的栅极通过第二电阻与所述第一MOS管的源极相连、且通过串联的第三和第四电阻与所述MAX13485芯片的DI接口相连，所述第三和第四电阻的公共端端作为所述RS485通讯接口的TX接口，所述第一MOS管的漏极通过第五电阻接地；
所述MAX13485芯片的GND端通过依次通过第六电阻、双向稳压管和第七电阻与所述MAX13485芯片的VCC端相连，所述MAX13485芯片的VCC端与所述第七电阻的公共端接地；
所述MAX13485芯片的A端与所述第七电阻和所述双向稳压管的公共端相连后与第一大功率瞬变管的第一端相连，所述第一大功率瞬变管的第二端作为所述RS485通讯接口的A接口；
所述MAX13485芯片的B端与所述第六电阻和所述双向稳压管的公共端相连后与第二大功率瞬变管的第一端相连，所述第二大功率瞬变管的第二端作为所述RS485通讯接口的B接口。
一种电力负荷管理系统，包括电力负荷管理终端和用户终端，还包括上述任意一项公开的通讯设备。
通过上述实施例中公开的技术方案可见，所述通讯设备的主控制单元能够实时获取并存储所述用户端的继电保护终端的运行数据，当获取到所述电力负荷管理终端设备发送的测试指令后，将存储的数据上传至所述电力负荷管理终端设备，从而使得用户在所述电力负荷管理终端设备处，就能够及时了解所述继电设备的工作状况，不必到达用户端现场。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的通讯设备的结构图；
图2为本申请上述实施例中公开的AC-DC转换器的结构图；
图3为本申请上述实施例中公开的DC-DC转换器的结构图。
具体实施方式
为了保证用户能够监测用户端的继电保护保护装置的工作状态，本申请在电力负荷管理终端设备与用户端的继电保护装置之间设置了一通讯设备，
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本申请实施例公开的通讯设备的结构图。
参见图1，本申请公开了一种通讯设备，该通信设备设置于电力负荷管理终端设备与用户端的继电保护装置之间，包括：主控制单元1、参数设置接口2、无线通讯接口3、第一互联网通信接口4和第二互联网通信接口5；
其中，所述主控制单元1的第一参数设置端与所述参数设置接口2相连，用于通过所述参数设置接口2对所述主控制单元1的内部参数进行设置；
所述主控制单元1的第一通讯端通过所述第一互联网通信接口4与电力负荷管理终端设备的本地互联网通信接口相连，用于通过所述第一互联网通信接口4和所述电力负荷管理终端设备中的本地互联网通讯接口获取所述电力负荷管理终端设备发送的指令信息；
所述主控制单元1的第二通讯端通过所述第二互联网通信接口5与用户端的继电保护设备的互联网通信接口相连，用于通过所述第二互联网通信接口5和所述用户端的继电保护设备的互联网通信接口获取所述继电保护设备的运行数据信息；
所述无线通讯接口3用于提供所述第一互联网通信接口4与所述电力负荷管理终端设备的本地互联网通信接口之间的通讯信道；
所述主控制单元1，具体用于实时采集并存储继电保护终端的运行数据，当获取到所述电力负荷管理终端设备发送的测试指令后，将存储的继电保护终端的运行数据上传至所述电力负荷管理终端设备。
通过上述实施例中公开的技术方案可见，本申请上述实施例中，所述主控制单元能够实时获取并存储所述用户端的继电保护终端的运行数据，当获取到所述电力负荷管理终端设备发送的测试指令后，将存储的数据上传至所述电力负荷管理终端设备，从而使得用户在所述电力负荷管理终端设备处，就能够及时了解所述继电设备的工作状况，不必到达用户端现场。
可以理解的是，为了能够方便的对所述主控制单元的参数信息进行设置，使所述主控制单元的兼容性达到最好，本申请上述实施例中的所述参数设置接口可以为RS232通讯接口。
可以理解的是，本申请上述实施例中的所述互联网通信接口可以为任意形式，只要能够保证能够进行数据通讯即可，优选的，由于RS485接口在各种电力电子设备上的广泛应用，为了保证所述互联网通信接口能够得到更广泛的应用，本申请上述实施例中的所述第一和第二互联网通信接口可以为RS485接口。
在本申请公开的上述实施例中，所述无线通讯接口用于实现所述主控制单元与所述电力负荷管理终端设备之间的数据交互，所述数据交互形式可以是无线的也可以是有线的，例如，当采用有线形式时，可采用以太网进行通信，但是需要敷设大量线缆，造成成本和工作人员劳动强度的提高，因此为了降低成本，减少工作人员劳动强度，本申请通过无线方式进行数据交互，具体可以采用采用GPRS网络进行通讯，由于采用GPRS网络进行数据通讯不需要敷设大量线路，因此成本较低，当采用GPRS网络进行通讯时，所述无线通讯接口为GPRS远程通讯功能模块。并且，需要指出的是，现有技术中的所述GPRS远程通讯功能模块的类型多种多样，例如本申请中的GPRS远程通讯功能模块可以选优中兴通讯股份有限公司的MG2639模块。
可以理解的是，为了当所述继电保护终端出现故障后，能够使得当所述主控制单元将所述故障信息主动上传至所述电力负荷管理终端设备，所述主控制单元在获取到所述继电保护终端的运行数据，还对所述运行数据进行判断，判断所述运行数据是否有效，若果是，则证明所述继电保护终端正常运行，否则，认为所述继电保护终端出现故障，并将运行数据主动发送至所述电力负荷管理设备终端，其中，由于所述当所述电力保护终端正常运行时，电力保护终端的运行数据的值是不变的，例如所述电力保护终端的运行数据可以为由所述继电保护终端获得的电压数据或电流数据，所述主控制单元通过将所述电压或电流的值与预设值的大小，判断获取到的运行数据是否有效。
可以理解的是，当采用所述RS232通讯接口对所述主控制单元的参数信息进行设置时，需要进行线路的连接，但是在对所述线路进行连接时存在许多不安全因素，因此，本申请还在上述实施例的基础上，添加了一与所述主控制单元的第二参数设置端相连的红外通讯模块，所述红外通讯模块用于对所述主控制单元的参数进行适配。在这里需要指出的是，用户需进行大量数据交换时可使用所述RS232通讯接口，当用户需要现场配置少量数据时，从操作安全角度考虑，用户可以使用所述红外通讯模块对所述主控制单元的参数进行适配。
优选的，本申请上述实施例中，还可以包括，用于向所述主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口供电的供电电源；其中所述供电电源可以包括：AC-DC转换器和DC-DC转换器，所述AC-DC转换器的输入端与电网相连，输出端与所述DC-DC转换器的输入端相连，所述DC-DC转换器的输出端用于向所述主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口提供动作电压。
图2为本申请上述实施例中公开的AC-DC转换器的结构图。
图3为本申请上述实施例中公开的DC-DC转换器的结构图。
参见图2，本申请上述实施例中的所述AC-DC电路的具体结构可以包括：
第一端与所述电网正输入端相连的电阻PTC4和电阻VRA，其中所述电阻VRA的第二端与所述电网的负输入端相连；
第一输入端通过所述电阻PTC4与电网正输入端相连、第二输入端与所述电网的负输入端相连的整流桥；
连接在所述整流桥的正向、负向输出端之间的电容EC1，其中所述电容EC1的正极与所述整流桥的正向输出端相连，负极与所述整流桥的负向输出端相连；
与所述电容EC1并联的、由电阻R41、电阻R42、电阻R43形成的串联支路；
由电阻R30、电阻R31、电容C20并联形成的并联支路，所述并联支路的第一公共端与所述整流桥的正向输出端相连，所述并联支路的第二公共端通过一二极管D8和并联的电阻R32和电阻R33与变压器T1主绕组的异名端相连，其中所述二极管D8的阴极与所述并联支路的第二公共端相连，所述并联支路的第一公共端还与所述变压器T1的主绕组的同名端相连，所述变压器T1的次级绕组的异名端接地；
阳极与所述变压器T1的次级绕组的同名端相连的二极管D9；
正极与所述二极管D9阴极相连、负极接地的电容EC5；
第一端与所述二极管D9的阴极相连、第二端通过电容EC4接地的电感L1；
阳极与所述电感L1的第二端相连，阴极作为所述AC-DC变换器的输出端的二极管10；
D引脚与所述变压器T1的主绕组的异名端相连的TNY257芯片，所述TNY257的第5、6、7、8引脚与所述整流桥的负向输出端相连，所述TNY257芯片的第1引脚通过电阻R34和电容C8与所述TNY257芯片的第2引脚相连，其中所述第1引脚为所述TNY257芯片的EN/UV引脚，所述第2引脚为TNY257芯片的BPM引脚，所述第5、6、7、8引脚均为TNY257芯片S引脚；
两个输出端分别与所述电阻R34的两端一一对应相连的光耦器N1；
第一端与所述光耦器第一输入端相连、第二端与所述光耦器第二输入端相连的电阻R37；
第一端与所述光耦器第二输入端相连、第二端接地的可控精密稳压源TL431；
一端与所述电阻R37的第一端相连另一端与所述二极管D9的阴极相连的电阻R36；
一端与所述可控精密稳压源TL431控制端相连、另一端与所述可控精密稳压源TL431的第二端相连的电阻R44；
与所述电阻R44并联的电阻R40；
一端与所述电阻R40的未接地端相连、另一端通过电阻R38与所述光耦器N1的第二输入端相连的电容C9；
一端与所述电阻R40的未接地端相连、另一端与所述二极管D10的阳极相连的电阻R39。
参见图3，本申请上述实施例中的DC-DC转换器包括：
第7引脚VIN与所述AC-DC转换器的输出端先练的LM22676电源芯片，其中所述LM22676电源芯片具体可为LM22676-ADJ芯片，所述LM22676电源芯片的第6引脚接地，所述LM22676电源芯片的第1引脚BOOT和第8引脚SW之间通过电容C17直接相连；
阴极与所述LM22676电源芯片第8引脚相连、阳极接地的稳压二极管D1；
一端与所述稳压二极管D1的阴极相连，另一端与通过电阻RJ1与所述LM22676电源芯片的第4引脚FB相连的电感L2；
一端与所述LM22676电源芯片第4引脚FB相连，另一端接地的电阻RJ2；
与所述电阻RJ2并联的电阻RJ3；
正极与所述电感L2与所述电阻RJ1的公共端相连、阴极接地的电容EC2；
与所述电容EC2并联的电容C5；
一端与所述电容C5的接地端相连、另一端接地的电阻M2，所述电阻M2的最大允许电流为3A；
第一端与所述电容C5和电容EC2的公共端相连、第二端作为DC-DC转换器的第一电源输出端的电阻M1，所述电阻M1的最大允许电流为3A；
阳极与所述电阻M1的第二端相连的二极管D4；
漏极与所述二极管D4阴极相连、源极作为所述DC-DC转换器的第一电源输出端的MOS管MS1；
设置在所述MOS管MS1的漏极和栅极之间的电阻R3；
漏极与所述MOS管MS1的栅极相连、源极接地的三极管QP1；
设置在所述三极管QP1的基极和源极之间的电阻R13；
一端作为所述DC-DC转换器的G_PWC输入端一端与所述三极管QP1的基极相连的电阻R4。
本申请实施例中的所述RS485通讯接口电路包括：
MAX13485芯片；
第一端接地、第二端与所述MAX13485芯片的RO端口相连的第一电阻，所述第一电阻的第二端作为所述RS485通讯接口的RX接口；
漏极与所述MAX13485芯片的接口、DE接口相连、源极接地的第一MOS管，所述第一MOS管的栅极通过第二电阻与所述第一MOS管的源极相连、且通过串联的第三和第四电阻与所述MAX13485芯片的DI接口相连，所述第三和第四电阻的公共端端作为所述RS485通讯接口的TX接口，所述第一MOS管的漏极通过第五电阻接地；
所述MAX13485芯片的GND端通过依次通过第六电阻、双向稳压管和第七电阻与所述MAX13485芯片的VCC端相连，所述MAX13485芯片的VCC端与所述第七电阻的公共端接地；
所述MAX13485芯片的A端与所述第七电阻和所述双向稳压管的公共端相连后与第一大功率瞬变管的第一端相连，所述第一大功率瞬变管的第二端作为所述RS485通讯接口的A接口；
所述MAX13485芯片的B端与所述第六电阻和所述双向稳压管的公共端相连后与第二大功率瞬变管的第一端相连，所述第二大功率瞬变管的第二端作为所述RS485通讯接口的B接口。
由于本申请上述RS485通讯接口中选用了抗干扰能力强的MAX13485芯片，因此能够抗人体放电电压为8KV、抗空气放电电压为15KV，并且所述MAX13485芯片还具有输入负载小，驱动节点多的特点，其能够驱动512的节点，并且由于所述RS485通讯接口的A/B端还采用了瞬变管PTC5和PTC6对RS485通讯接口进行过压、过流和浪涌保护。
可以理解的是，为了保证所述通讯设备能够具有较大的存储空间，本申请上述实施例中的所述主控制装置中配置由多个存储器，所述存储器的数量可以根据用户需求自行设置，优选的，本申请中的所述存储器的数量为4个。
可以理解的是，对应于所述应用于电力负荷管理系统中的通讯设备，本申请还公开了一种应用所述通讯设备的电力负荷管理系统，所述电力负荷管理系统中的所述通讯设备可以为本申请公开的上述任意一种通讯设备。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种通讯设备，其特征在于，设置于电力负荷管理终端设备与用户端的继电保护装置之间，包括：主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口；
其中，所述主控制单元的第一参数设置端与所述参数设置接口相连；
所述主控制单元的第一通讯端通过所述第一互联网通信接口与电力负荷管理终端设备的本地互联网通信接口相连；
所述主控制单元的第二通讯端通过所述第二互联网通信接口与用户端的继电保护设备的互联网通信接口相连；
所述无线通讯接口用于提供所述第一互联网通信接口与所述电力负荷管理终端设备的本地互联网通信接口之间的通讯信道；
所述主控制单元，用于采集并存储继电保护终端的运行数据，当获取到所述电力负荷管理终端设备发送的测试指令后，将存储的数据上传至所述电力负荷管理终端设备；
所述第一互联网通信接口和第二互联网通信接口为RS485通讯接口；
所述RS485通讯接口包括：
MAX13485芯片；
第一电阻，所述第一电阻的第一端接地、第二端与所述MAX13485芯片的RO端口相连，所述第一电阻的第二端作为所述RS485通讯接口的RX接口；
漏极与所述MAX13485芯片的接口、DE接口相连、源极接地的第一MOS管，所述第一MOS管的栅极通过第二电阻与所述第一MOS管的源极相连、且通过串联的第三和第四电阻与所述MAX13485芯片的DI接口相连，所述第三和第四电阻的公共端端作为所述RS485通讯接口的TX接口，所述第一MOS管的漏极通过第五电阻接地；
所述MAX13485芯片的GND端通过依次通过第六电阻、双向稳压管和第七电阻与所述MAX13485芯片的VCC端相连，所述MAX13485芯片的VCC端与所述第七电阻的公共端接地；
所述MAX13485芯片的A端与所述第七电阻和所述双向稳压管的公共端相连后与第一大功率瞬变管的第一端相连，所述第一大功率瞬变管的第二端作为所述RS485通讯接口的A接口；
所述MAX13485芯片的B端与所述第六电阻和所述双向稳压管的公共端相连后与第二大功率瞬变管的第一端相连，所述第二大功率瞬变管的第二端作为所述RS485通讯接口的B接口。
2.根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，所述参数设置接口为RS232通讯接口。
3.根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，所述无线通讯接口为GPRS远程通讯功能模块。
4.根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，当所述主控制单元获取到所述继电保护终端的运行数据后，还包括：用于判断所述运行数据是否为有效数据，如果有效，存储所述继电保护终端的运行数据，否则将所述运行数据发送至电力负荷管理终端设备。
5.根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，还包括：与所述主控制单元的第二参数设置端相连的红外通讯模块，用于对所述主控制单元的参数进行适配。
6.根据权利要求1所述的通讯设备，其特征在于，还包括：用于向所述主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口供电的供电电源；
所述供电电源包括：AC-DC转换器和DC-DC转换器
其中，所述AC-DC转换器的输入端与电网相连，输出端与所述DC-DC转换器的输入端相连，所述DC-DC转换器的输出端用于向所述主控制单元、参数设置接口、无线通讯接口、第一互联网通信接口和第二互联网通信接口提供动作电压。
7.一种电力负荷管理系统，包括电力负荷管理终端和用户终端，其特征在于，还包括权利要求1-6任意一项公开的通讯设备。
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Applications Claiming Priority (1)
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| CN201410532567.3A CN104242464B (zh) | 2014-10-11 | 2014-10-11 | 一种通讯设备和电力负荷管理系统 |
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| CN104242464A CN104242464A (zh) | 2014-12-24 |
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