CN105044525A - 一种双路直流高压精密智能电力仪表 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双路直流高压精密智能电力仪表，包括用于采集双路直流信号的传感单元，用于基于所述传感单元采集的双路直流信号进行处理的主控单元，用于显示所述主控单元的处理结果、并对主控单元的工作参数进行设置的人机交互单元，以及用于对所述主控单元和传感单元进行供电的电源模块；所述主控单元，分别与传感单元和人机交互单元连接；所述电源模块，分别与传感单元和主控单元连接。本发明所述双路直流高压精密智能电力仪表，可以克服现有技术中功能少、成本高和占用空间大等缺陷，以实现功能多、成本低和占用空间小的优点。

Description

一种双路直流高压精密智能电力仪表

技术领域

本发明涉及电力仪表技术领域，具体地，涉及一种双路直流高压精密智能电力仪表。

背景技术

随着通信网络的发展，用通信直流电源供电的通信设备种类越来越多，对通信直流供电技术而言，各方面性能要求也越来越高，因此对直流配电监控系统的要求也相应提高。

但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在功能少、成本高和占用空间大等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种双路直流高压精密智能电力仪表，以实现功能多、成本低和占用空间小的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双路直流高压精密智能电力仪表，包括用于采集双路直流信号的传感单元，用于基于所述传感单元采集的双路直流信号进行处理的主控单元，用于显示所述主控单元的处理结果、并对主控单元的工作参数进行设置的人机交互单元，以及用于对所述主控单元和传感单元进行供电的电源模块；

所述主控单元，分别与传感单元和人机交互单元连接；所述电源模块，分别与传感单元和主控单元连接。

进一步地，所述主控单元，包括单片机，以及分别与所述单片机连接的监测模块、通信模块、数据存储器和时钟芯片；所述单片机，分别与人机交互单元、传感单元和电源模块连接。

进一步地，所述监测单元，包括分别与所述单片机连接的防雷器监测模块和进线开关监测模块。

进一步地，在所述单片机与传感单元之间，还连接有模数转换器。

进一步地，所述通信模块，包括RS232通信接口和/或RS485通信接口。

进一步地，所述传感单元，包括分别与所述单片机连接的电压霍尔传感器和电流霍尔传感器。

进一步地，所述人机交互单元，包括与所述单片机连接的液晶显示屏。

进一步地，所述人机交互单元，还包括与所述单片机链接的操作按键。

进一步地，所述电源模块，包括并行设置的直流稳压电源和蓄电池，以及分别与所述直流稳压电源和蓄电池连接的电源选择开关。

本发明各实施例的双路直流高压精密智能电力仪表，由于包括用于采集双路直流信号的传感单元，用于基于传感单元采集的双路直流信号进行处理的主控单元，用于显示主控单元的处理结果、并对主控单元的工作参数进行设置的人机交互单元，以及用于对主控单元和传感单元进行供电的电源模块；主控单元，分别与传感单元和人机交互单元连接；电源模块，分别与传感单元和主控单元连接；从而可以克服现有技术中功能少、成本高和占用空间大的缺陷，以实现功能多、成本低和占用空间小的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明双路直流高压精密智能电力仪表的工作原理示意图；

图2为本发明双路直流高压精密智能电力仪表的显示界面图，其中，（a）为第一屏界面图，（b）为第二屏界面图，（c）为第三屏界面图，（d）为第四屏界面图，（e）为第五屏界面图；

图3为本发明双路直流高压精密智能电力仪表的电气原理图，其中，（a）为单片机，（b）为稳压电源，（c）为蓄电池，（d）为4.7uF电容须放置于VDD3CPU匹配电容，（e）为存储电路，（f）为晶振电路，（g）为开关电路，（h1）为第4接口电路，（h2）为插针电路，（h3）为第1接口电路（含电源指示、通信指示和告警指示），（h4）为第3接口电路，（h5）为第5接口电路，（h6）为第6接口电路，（h7）为第2接口电路，（h8）为RC滤波电路，（h9）为第7接口电路，（i1）为收发电路，（i2）为第1通信电路，（i3）为滑动变阻器，（j）为显示电路，（k1）为报警电路，（k2）为第1电容滤波电路，（k3）为第1电阻滤波电路，（k4）为第2电阻滤波电路，（k5）为第2电容滤波电路，（k6）为多路阻容滤波电路，（l1）为第1放大电路，（l2）为第3放大电路，（l3）为第2放大电路，（l4）为第4放大电路，（l5）为第8放大电路，（l6）为第7放大电路，（l7）为第9放大电路，（l8）为第10放大电路，（l9）为第2通信电路，（l10）为第1电源滤波电路，（l11）为第2电源滤波电路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1和图2所示，提供了一种双路直流高压精密智能电力仪表，具体为一种双路直流高压（240/336V）精密智能电力仪表。

本发明技术方案的双路直流高压精密智能电力仪表，包括用于采集双路直流信号的传感单元，用于基于传感单元采集的双路直流信号进行处理的主控单元，用于显示主控单元的处理结果、并对主控单元的工作参数进行设置的人机交互单元，以及用于对主控单元和传感单元进行供电的电源模块；主控单元，分别与传感单元和人机交互单元连接；电源模块，分别与传感单元和主控单元连接。通过传感单元采集双路直流信号，通过主控单元基于双路直流信号进行处理，实现对双路直流高压信号的可靠监测和控制；通过人机交互单元进行实时显示和干预，提高对双路直流高压信号监测的直观性、控制的及时性；以及，通过电源模块进行可靠供电，从而进一步提高对双路直流高压信号监测和控制的可靠性。

在上述实施例中，主控单元，包括单片机，以及分别与单片机连接的监测模块、通信模块、数据存储器和时钟芯片；单片机，分别与人机交互单元、传感单元和电源模块连接。监测单元，包括分别与单片机连接的防雷器监测模块和进线开关监测模块。在单片机与传感单元之间，还连接有模数转换器。通信模块，包括RS232通信接口和/或RS485通信接口。监测模块通过传感单元实时采集的双路直流信号，实时监测双路直流信号的工作情况；通过通信模块可以实现远程监控和数据传输，通过数据存储器可以对双路直流信号的采集、监测和处理进行存储，通过时钟芯片可以提高单片机监控的可靠性。

在上述实施例中，传感单元，包括分别与单片机连接的电压霍尔传感器和电流霍尔传感器。通过电压霍尔传感器和电流霍尔传感器对电压信号和电流信号进行分别采集，双路传输，可以提高双路直流信号监测的可靠性。

在上述实施例中，人机交互单元，包括与单片机连接的液晶显示屏。人机交互单元，还包括与单片机链接的操作按键。采用液晶显示屏可以实时显示主控单元对双路直流高压信号的监测情况，采用操作按键对主控单元的监测参数进行设置、也可以根据监测情况被监测的双路直流高压信号进行干预。

在上述实施例中，电源模块，包括并行设置的直流稳压电源和蓄电池，以及分别与直流稳压电源和蓄电池连接的电源选择开关。采用直流稳压电源和蓄电池进行轮流备用可靠供电，可以提高监测和控制的可靠性和准确性。

本发明技术方案的双路直流高压（240/336V）精密智能电力仪表，采用32位单片机设计，集成了电压霍尔传感器、电流霍尔传感器、数模转换器、时钟芯片、人机交互单元、存储器、直流电源模块等组成，主要应用在通信机房、基站以及数据中心机房高压直流列柜中，用于采集高压直流列柜进线电压、电流、功率、电能、需量信息等电参数，同时具有统计月度电能、年度电能以及告警信息查询等功能。

本发明技术方案的双路直流高压（240/336V）精密智能电力仪表集电流表、电压表、功率表、电度表为一体的综合电量监测仪表，具有RS485和RS232两组智能通信接口，便于数据远程集中监控，是适合各通信机房、数据中心高压直流远供系统的一种高性能自动化仪表。

在本发明的技术方案中，仪表专用于直流240V/336V供电系统电量参数的综合采集；测量并显示独立双路进线直流电压、直流电流、功率、电能(累积)等参数，电能量数值仅作为企业内部二级计量考核、核算用，不作计价计量、付费使用。

本发明技术方案的双路直流高压（240/336V）精密智能电力仪表，是由主控MCU单元、电压霍尔传感器、电流霍尔传感器、数模转换器、时钟芯片、人机交互单元、存储器、直流电源模块等组成。本发明的技术方案，具有以下特点：

⑴具有需量统计分析功能。采用离散取值求平均数的方法来计算需量值，采用最大值替代法记录下出现过的最大需量值。

⑵具有防雷器监测功能和进线开关通断监测功能。

⑶能够实现直流列柜独立双路供电系统单仪表采集。仪表采用多通道模数转换器，采集独立双路电量信息，并用光电隔离方式将模拟量电路与数字电路隔离，实现了单仪表计量双回路系统电量的功能。

⑷具有月度电能与年度电能统计功能，可根据输入起止时间查询5年内任意时间段内电能值。该方法是采用时钟芯片读取日期与存储器地址绑定的方法来实现，首先将时钟年、月、日读出来，根据日期计算出来一个地址，然后将当天的电能值存储到存储器的相应的地址中，该方法极大的方便的历史电能的查询功能。

⑸具有告警事件存储查询功能，最大可保存255条最近告警记录。能够查询到历史告警事件类别、发生的日期时间、告警解除的日期时间等信息。

如图1所示，本发明技术方案的双路直流高压（240/336V）精密智能电力仪表，采用32位单片机设计，并采用高精度霍尔电压、电流传感器。该仪表可以测量240/336V直流系统中所有电量如电压、电流、功率、电能等，可以监测防雷器的故障以及进线空开的分合闸状态；具有月度电能与年度电能统计功能，可根据输入起止时间查询5年内任意时间段内电能值；具有告警事件存储查询功能；具有RS485/RS232两组通信接口，可以进行远程集中监控，实现远程抄表。该仪表能够实现双回路系统单表采集显示，极大的节约了成本与空间资源。

在本发明的技术方案中，各个显示界面说明：

⑴第一屏：用于显示独立双路直流电压、电流、功率、电能、进线开关状态、防雷器状态，如图2（a）所示。

⑵第二屏：用于显示需量信息，如图2（b）所示。

⑶第三屏：可查询任意时间段内的电能消耗，如图2（c）所示。

⑷第四屏：可以记录查询告警事件，最大可查询最近255条告警记录信息，如图2（d）所示。

⑸第五屏：参数设置，可以设置本机地址、告警限值、时间日期等，如图2（e）所示。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，包括用于采集双路直流信号的传感单元，用于基于所述传感单元采集的双路直流信号进行处理的主控单元，用于显示所述主控单元的处理结果、并对主控单元的工作参数进行设置的人机交互单元，以及用于对所述主控单元和传感单元进行供电的电源模块；

所述主控单元，分别与传感单元和人机交互单元连接；所述电源模块，分别与传感单元和主控单元连接。

2.根据权利要求1所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，所述主控单元，包括单片机，以及分别与所述单片机连接的监测模块、通信模块、数据存储器和时钟芯片；所述单片机，分别与人机交互单元、传感单元和电源模块连接。

3.根据权利要求2所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，所述监测单元，包括分别与所述单片机连接的防雷器监测模块和进线开关监测模块。

4.根据权利要求2所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，在所述单片机与传感单元之间，还连接有模数转换器。

5.根据权利要求2所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，所述通信模块，包括RS232通信接口和/或RS485通信接口。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，所述传感单元，包括分别与所述单片机连接的电压霍尔传感器和电流霍尔传感器。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，所述人机交互单元，包括与所述单片机连接的液晶显示屏。

8.根据权利要求7所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，所述人机交互单元，还包括与所述单片机链接的操作按键。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的双路直流高压精密智能电力仪表，其特征在于，所述电源模块，包括并行设置的直流稳压电源和蓄电池，以及分别与所述直流稳压电源和蓄电池连接的电源选择开关。