CN106970277A - 一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统。它包括主控制器、显示驱动处理单元、设备信号指示单元、人机键盘处理单元、本地通信处理单元、无线通信处理单元、铁电存储单元、电量信号处理单元、温度信号处理单元、辅助电源单元、遥信信号处理单元、遥控信号处理单元和变送信号处理单元，显示驱动处理单元、设备信号指示单元、人机键盘处理单元、本地通信处理单元、无线通信处理单元、铁电存储单元、电量信号处理单元、温度信号处理单元、辅助电源单元、遥信信号处理单元、遥控信号处理单元和变送信号处理单元均与主控制器连接。本发明的有益效果是：结构简单、制造方便、功能集成、体积小巧、计量精度高，减少现场布线，提高生产效率。

Description

一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统

技术领域

本发明涉及电力仪表相关技术领域，尤其是指一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统。

背景技术

电是社会生产和人民生活必不可少的主要能源，然而，电一方面造福了人类，一方面又会对人员和设备构成威胁。电气设备一旦发生火灾后果不堪设想。我国电气火灾隐患及发生率一直居高不下，给国民经济和人民生活造成了巨大的损失。所以电气火灾的预防就显得尤为重要。

在电力设备中，多功能电力仪表、温控器、剩余电流探测器三种元器件各自为政，互不兼容。多功能电力仪表是一种具有可编程测量、显示、数字通讯和电能脉冲变送输出等多功能智能仪表，能够完成电量测量、电能计量、数据显示、采集及传输，但是这些数据只能对这个监测点的运行状况做数据上的显示。温控器可以对监测点的温度做测量和显示，便于查看人观察，缺点是需要观察人前往观测点观察温度是否有变化，不能实时查看温控器是否起作用。剩余电流探测器能够连续监视配电系统的漏电流，并可同时实现对电气设备的监视和控制，但是需要配置火灾报警联动系统(主机)及其后台管理系统才能起到预期作用，显示数据不够精细明了且投入大。

如果使用环境要求需要即能测量各类电力参数又需要检测温度和电气火灾数据，就需要在电力设备中同时安装一块多功能仪表、一块温控器、若干块剩余电流探测器控制器及主机，三种产品互不兼容，通讯协议互不相通，会使得设备内空间拥挤、二次导线布线混乱，这种功能实现方式已经无法满足电力设备紧凑型智能化的发展趋势。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种减少现场布线且提高生产效率的带温度和电气火灾检测的电力监测系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，包括主控制器、显示驱动处理单元、设备信号指示单元、人机键盘处理单元、本地通信处理单元、无线通信处理单元、铁电存储单元、电量信号处理单元、温度信号处理单元、辅助电源单元、遥信信号处理单元、遥控信号处理单元和变送信号处理单元，所述的显示驱动处理单元、设备信号指示单元、人机键盘处理单元、本地通信处理单元、无线通信处理单元、铁电存储单元、电量信号处理单元、温度信号处理单元、辅助电源单元、遥信信号处理单元、遥控信号处理单元和变送信号处理单元均与主控制器连接。

通过本地通信处理单元和无线通信处理单元的设计，减少了施工时的现场电路布线；通过铁电存储单元的设计，满足了数据的存储以及掉电保存的功能；通过辅助电源单元的设计，使得该电力监测系统在断电时仍能进行工作；通过遥信信号处理单元、遥控信号处理单元和变送信号处理单元的设计，便于外部设备对该电力监测系统的数据读取与处理；通过电量信号处理单元和温度信号处理单元的设计，打破了各类元件之间的互不相同的壁垒；通过上述设计，使得该电力监测系统具有结构简单、制造方便、功能集成、体积小巧、计量精度高等特点，提高了生产效率。

作为优选，所述的显示驱动处理单元包括显示器和显示驱动电路，所述的显示器通过显示驱动电路与主控制器连接，所述的设备信号指示单元包括若干信号指示灯，所述的信号指示灯与主控制器连接，所述的人机键盘处理单元包括键盘按钮和键盘驱动电路，所述的键盘按钮通过键盘驱动电路与主控制器连接。通过显示驱动处理单元、设备信号指示单元和人机键盘处理单元的设计，方便了数据的显示和处理，以便于操作人员能够直观了解该电力监测系统的工作状态。

作为优选，所述的本地通信处理单元包括本地串行接口，所述的本地串行接口与主控制器连接，所述的无线通信处理单元包括GPRS通讯模块、无限射频串口模块和天线，所述的GPRS通讯模块、无限射频串口模块均与主控制器连接，所述的GPRS通讯模块、无限射频串口模块均与天线连接。通过本地通信处理单元和无线通信处理单元的设计，允许连接开放式结构的电脑网络，采用标准Modbus通讯规约，方便远程设置或读取数据。

作为优选，所述的铁电存储单元包括铁电存储器，所述的铁电存储器与主控制器连接。通过铁电存储单元的设计实现了该电力监测系统数据掉电存储功能，为该电力监测系统保存电能等数据。

作为优选，所述的电量信号处理单元包括电流互感器、电压互感器和剩余电流传感器，所述的电流互感器、电压互感器和剩余电流传感器分别与主控制器连接。通过电量信号处理单元的设计，完成了对三相电压、三相电流、剩余电流的精确采样。

作为优选，所述的温度信号处理单元包括工业级温度传感器、温度信号转换电路、温度信号调理电路和温度信号保护电路，所述的工业级温度传感器、温度信号转换电路、温度信号调理电路、温度信号保护电路和主控制器依次连接。通过温度信号处理单元的设计，完成了对三路温度信号的精确采样。

作为优选，所述的辅助电源单元包括蓄电池和充电供电转换电路，所述的蓄电池通过充电供电转换电路与主控制器连接。通过辅助电源单元的设计，满足了掉电情况下该电力监测系统的正常运行。

作为优选，所述的遥信信号处理单元包括遥信输入模块，所述的遥信输入模块与主控制器连接，所述的遥控信号处理单元包括遥控模块和报警模块，所述的遥控模块和报警模块，所述的遥控模块和报警模块分别与主控制器连接。通过遥信信号处理单元和遥控信号处理单元的设计，为该电力监测系统提供外部开关信号的遥信输入和对外部设备的遥控及报警信号输出。

作为优选，所述的变送信号处理单元包括变送电流模块和变送电压模块，所述的变送电流模块和变送电压模块分别与主控制器连接。通过变送信号处理单元的设计，为该电力监测系统提供对外输出的变送电流电压信号，方便外部设备采集、显示等。

作为优选，还包括开入量采集模块和开出量输出模块，所述的开入量采集模块和开出量输出模块分别与主控制器连接。通过上述的设计，实现了开入量的采集和开出量的输出。

本发明的有益效果是：具有结构简单、制造方便、功能集成、体积小巧、计量精度高的特点，打破了各类元件之间的互不相同的壁垒，满足不同信号环境的通讯需求，减少施工现场的布线，提高生产效率。

附图说明

图1是本发明的系统框图。

图中：1.主控制器，2.显示驱动处理单元，3.设备信号指示单元，4.人机键盘处理单元，5.本地通信处理单元，6.无线通信处理单元，7.铁电存储单元，8.变送信号处理单元，9.遥信信号处理单元，10.遥控信号处理单元，11.电量信号处理单元，12.温度信号处理单元，13.辅助电源单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。

如图1所述的实施例中，一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，包括主控制器1、显示驱动处理单元2、设备信号指示单元3、人机键盘处理单元4、本地通信处理单元5、无线通信处理单元6、铁电存储单元7、电量信号处理单元11、温度信号处理单元12、辅助电源单元13、遥信信号处理单元9、遥控信号处理单元10和变送信号处理单元8，显示驱动处理单元2、设备信号指示单元3、人机键盘处理单元4、本地通信处理单元5、无线通信处理单元6、铁电存储单元7、电量信号处理单元11、温度信号处理单元12、辅助电源单元13、遥信信号处理单元9、遥控信号处理单元10和变送信号处理单元8均与主控制器1连接。其中：还包括开入量采集模块和开出量输出模块，开入量采集模块和开出量输出模块分别与主控制器1连接。

显示驱动处理单元2包括显示器和显示驱动电路，显示器通过显示驱动电路与主控制器1连接，设备信号指示单元3包括若干信号指示灯，信号指示灯与主控制器1连接，人机键盘处理单元4包括键盘按钮和键盘驱动电路，键盘按钮通过键盘驱动电路与主控制器1连接。

本地通信处理单元5包括本地串行接口，本地串行接口与主控制器1连接，无线通信处理单元6包括GPRS通讯模块、无限射频串口模块和天线，GPRS通讯模块、无限射频串口模块均与主控制器1连接，GPRS通讯模块、无限射频串口模块均与天线连接。其中：GPRS通讯模块主要用于单台设备的数据通讯环境需求；无线射频串口模块主要用于多台设备比较集中的通讯环境需求；并通过配备外置天线，满足不同信号环境的通讯需求，减少施工现场的布线，提高生产效率。

铁电存储单元7包括铁电存储器，铁电存储器与主控制器1连接。辅助电源单元13包括蓄电池和充电供电转换电路，蓄电池通过充电供电转换电路与主控制器1连接。

电量信号处理单元11包括电流互感器、电压互感器和剩余电流传感器，电流互感器、电压互感器和剩余电流传感器分别与主控制器1连接。温度信号处理单元12包括工业级温度传感器、温度信号转换电路、温度信号调理电路和温度信号保护电路，工业级温度传感器、温度信号转换电路、温度信号调理电路、温度信号保护电路和主控制器1依次连接。

遥信信号处理单元9包括遥信输入模块，遥信输入模块与主控制器1连接，遥控信号处理单元10包括遥控模块和报警模块，遥控模块和报警模块，遥控模块和报警模块分别与主控制器1连接。变送信号处理单元8包括变送电流模块和变送电压模块，变送电流模块和变送电压模块分别与主控制器1连接。

电流互感器负责采集回路电流，电压互感器负责采集回路电压，剩余电流互感器负责采集出线电缆的电流及不平衡度，温度传感器负责采集回路温度和环境温度，通过主控制器1进行数据的分析整理，通过人机键盘处理单元4来控制铁电存储单元7进行数据的存储，再由无线通信处理单元6或本地通信处理单元5通过无线或者有线的方式输出正常或故障数据，云平台系统会接收数据并发布命令前去查看处理。信息处理完成后该电力监测系统采集最新数据并再次进行分析处理，消除故障信息，同时反馈给云平台。本电力监测系统通过对三相电压、三相电流、剩余电流、三路温度信号的采集及计算处理，完成被测线路中电压、电流、剩余电流、频率、有功无功功率、视在功率、正反向有功电能、正反向无功电能、功率因数、线缆温度的测量，并实时通过显示驱动处理单元2进行显示，并通过设备信号指示单元3进行信号反馈。其中：遥信信号处理单元9通过遥信输入模块采集电力现场的遥信信号；主控制器1经变送信号处理单元8和遥控信号处理单元10将变送信号和遥控信号输出，作为备用外部接口使用。本电力监测系统除了能够准确测量电流、电压、功率、频率、功率因数等电量参数外，还能同时准确测量线缆温度、剩余电流等，完成实时显示、按键操作、遥信遥控及变送输出、上位机通讯、无线通讯等辅助功能，另外用户可根据现场需求设定温度及电量等参数制定完善的外部设备的监测、保护、预警方案。本电力监测系统能广泛应用于各类安全用电要求高的场合，如医院、仓库、学校、商场、写字楼、各类工厂等，并能够通过数据的采集分析合理规划用电、安全用电、维护保养电力设备。

Claims (10)

1.一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，包括主控制器(1)、显示驱动处理单元(2)、设备信号指示单元(3)、人机键盘处理单元(4)、本地通信处理单元(5)、无线通信处理单元(6)、铁电存储单元(7)、电量信号处理单元(11)、温度信号处理单元(12)、辅助电源单元(13)、遥信信号处理单元(9)、遥控信号处理单元(10)和变送信号处理单元(8)，所述的显示驱动处理单元(2)、设备信号指示单元(3)、人机键盘处理单元(4)、本地通信处理单元(5)、无线通信处理单元(6)、铁电存储单元(7)、电量信号处理单元(11)、温度信号处理单元(12)、辅助电源单元(13)、遥信信号处理单元(9)、遥控信号处理单元(10)和变送信号处理单元(8)均与主控制器(1)连接。

2.根据权利要求1所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的显示驱动处理单元(2)包括显示器和显示驱动电路，所述的显示器通过显示驱动电路与主控制器(1)连接，所述的设备信号指示单元(3)包括若干信号指示灯，所述的信号指示灯与主控制器(1)连接，所述的人机键盘处理单元(4)包括键盘按钮和键盘驱动电路，所述的键盘按钮通过键盘驱动电路与主控制器(1)连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的本地通信处理单元(5)包括本地串行接口，所述的本地串行接口与主控制器(1)连接，所述的无线通信处理单元(6)包括GPRS通讯模块、无限射频串口模块和天线，所述的GPRS通讯模块、无限射频串口模块均与主控制器(1)连接，所述的GPRS通讯模块、无限射频串口模块均与天线连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的铁电存储单元(7)包括铁电存储器，所述的铁电存储器与主控制器(1)连接。

5.根据权利要求1或2所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的电量信号处理单元(11)包括电流互感器、电压互感器和剩余电流传感器，所述的电流互感器、电压互感器和剩余电流传感器分别与主控制器(1)连接。

6.根据权利要求1或2所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的温度信号处理单元(12)包括工业级温度传感器、温度信号转换电路、温度信号调理电路和温度信号保护电路，所述的工业级温度传感器、温度信号转换电路、温度信号调理电路、温度信号保护电路和主控制器(1)依次连接。

7.根据权利要求1或2所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的辅助电源单元(13)包括蓄电池和充电供电转换电路，所述的蓄电池通过充电供电转换电路与主控制器(1)连接。

8.根据权利要求1或2所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的遥信信号处理单元(9)包括遥信输入模块，所述的遥信输入模块与主控制器(1)连接，所述的遥控信号处理单元(10)包括遥控模块和报警模块，所述的遥控模块和报警模块，所述的遥控模块和报警模块分别与主控制器(1)连接。

9.根据权利要求1或2所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，所述的变送信号处理单元(8)包括变送电流模块和变送电压模块，所述的变送电流模块和变送电压模块分别与主控制器(1)连接。

10.根据权利要求1所述的一种带温度和电气火灾检测的电力监测系统，其特征是，还包括开入量采集模块和开出量输出模块，所述的开入量采集模块和开出量输出模块分别与主控制器(1)连接。