CN108736573A - 一种多功能电能测控装置及其测控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多功能电能测控装置及其测控方法，涉及电能测控技术领域，解决了现有的电力仪表的功能较为单一，不能满足低压配电系统数字化、智能化和网络化的需求的问题，其技术方案要点是：包括测控设备、参数计量模块、主控模块、开关量信号输入模块、继电器控制模块、显示模块、通讯模块和计算机模块；所述参数计量模块、开关量信号输入模块、继电器控制模块、通讯模块和显示模块均与主控模块通信连接，所述通讯模块与计算机模块通信连接，所述继电器控制模块与测控设备通信连接，具有集电量遥测、告警、状态遥信、开关遥控、网络通讯远程实时监控和显示等功能于一体，使低压配电系统做到数据化、智能机和网络化的效果。

Description

一种多功能电能测控装置及其测控方法

技术领域

本发明涉及电能测控技术领域，更具体地说，它涉及一种多功能电能测控装置及其测控方法。

背景技术

在电力输送电网的过程中或电网电力输送至负载的过程中，通过电力仪表对电压、电流、功率等参数需要进行实时监测，以保证工作人员能够准确、实时的了解电力输送情况；电力仪表作为电力系统重要的前端信息采集元件，已广泛应用于电力系统、工矿企业、智能大厦等地方。

现有的电力仪表具有电力参数测量、电能质量参数监视与分析以及电能量统计等功能；但是，随着数字化、智能化和网络化等技术的不断发展，现有的电力仪表的功能较为单一，不能满足低压配电系统数字化、智能化和网络化的需求，因此，设计出一种集多种功能于一体的电能测控装置是我们目前需要迫切解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种多功能电能测控装置，具有集电量遥测、告警、状态遥信、开关遥控、网络通讯远程实时监控和显示等功能于一体，使低压配电系统做到数据化、智能机和网络化的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种多功能电能测控装置，包括测控设备、参数计量模块、主控模块、开关量信号输入模块、继电器控制模块、显示模块、通讯模块和计算机模块；

所述参数计量模块、开关量信号输入模块、继电器控制模块、通讯模块和显示模块均与主控模块通信连接，所述通讯模块与计算机模块通信连接，所述继电器控制模块与测控设备通信连接；

所述参数计量模块，用于采集所述测控设备的电力参数，并将所述电力参数传递至所述主控模块，所述电力参数包括但不限于电压值、电流值、功率值、功率因数值、频率值和电能值；

所述开关量信号输入模块，用于监测所述测控设备的断路器状态、接地故障继电器状态、隔离开关状态以及其他外部干接点的状态，并将监测得到的工作状态信息传递至所述主控模块；

所述主控模块，用于对所述电力参数和所述工作状态信息进行分析与处理，并将分析与处理后的数据传输至所述计算机模块；

所述计算机模块，用于对所述分析与处理后的数据进行整理与储存，并根据所述分析与处理后的数据向所述主控模块发出控制命令；

所述继电器控制模块，用于根据所述控制命令控制所述测控设备的继电器启闭；

所述通讯模块，用于连接外接系统软件或通讯装置；

所述显示模块，用于显示所述电力参数、所述工作状态信息和所述控制命令等测控信息。

通过采用上述技术方案，利用开关量信号输入模块，便于监测测控设备的工作状态信息；利用继电器控制模块，便于对测控设备进行过流、过放以及限压等保护；利用通讯模块，便于远程遥控测控设备的工作状态；使测控装置集电量遥测、告警、状态遥信、开关遥控、网络通讯远程实时监控和显示等功能于一体，使低压配电系统做到数据化、智能机和网络化。

本发明进一步设置为：所述继电器控制模块包括手动控制模式和自动控制模式；

所述手动控制模式，用户通过操作所述计算机模块发出手动控制命令实现所述测控设备的继电器动作；

所述自动控制模式，所述主控模块设有越限参数值，当所述参数计量模块采集到的电力参数值大于所述越限参数值时，所述主控模块发出自动控制命令实现所述测控设备的继电器动作。

通过采用上述技术方案，利用手动控制模式和自动控制模式，提高了控制测控设备继电器动作的多样性。

本发明进一步设置为：所述主控模块通信连接有交流信号直接输入模块；所述交流信号直接输入模块，用于连接接线方式不同的星形系统、△形系统或单相系统。

通过采用上述技术方案，利用交流信号直接输入模块，增强了测控装置的适应性能。

本发明进一步设置为：所述主控模块通信连接有基本参数设置模块；所述基本参数设置模块用于对电压、电流变比、接线方式、通讯站号、波特率、各种遥信和遥控遥脉等测控参数进行设置。

通过采用上述技术方案，利用基本参数设置模块，使得测控装置的安装操作方便。

本发明进一步设置为：所述通讯模块包括具有光电隔离的RS485联网通信口。

通过采用上述技术方案，利用RS485联网通信口，便于系统软件和通讯装置从测控装置中存取数据。

本发明进一步设置为：所述主控模块包括型号为ATT7022E的主控芯片。

通过采用上述技术方案，便于增强测控装置的测控精度。

本发明的另一目的是提供一种多功能电能测控方法，具有集电量遥测、告警、状态遥信、开关遥控、网络通讯远程实时监控和显示等功能于一体，使低压配电系统做到数据化、智能机和网络化的效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种多功能电能测控方法，包括：

1).采集所述测控设备的电力参数，并将所述电力参数传递至所述主控模块，所述电力参数包括但不限于电压值、电流值、功率值、功率因数值、频率值和电能值；

2).监测所述测控设备的断路器状态、接地故障继电器状态、隔离开关状态以及其他外部干接点的状态，并将监测得到的工作状态信息传递至所述主控模块；

3).对所述电力参数和所述工作状态信息进行分析与处理，并将分析与处理后的数据传输至所述计算机模块；

4).对所述分析与处理后的数据进行整理与储存，并根据所述分析与处理后的数据向所述主控模块发出控制命令；

5).根据所述控制命令控制所述测控设备的继电器启闭；

6).连接外接系统软件或通讯装置；

7).显示所述电力参数、所述工作状态信息和所述控制命令等测控信息。

本发明进一步设置为：所述测控设备继电器的启闭通过手动控制模式或自动控制模式实现；

所述手动控制模式，用户通过操作所述计算机模块发出手动控制命令实现所述测控设备的继电器动作；

所述自动控制模式，所述主控模块设有越限参数值，当所述参数计量模块采集到的电力参数值大于所述越限参数值时，所述主控模块发出自动控制命令实现所述测控设备的继电器动作。

综上所述，本发明具有以下有益效果：利用开关量信号输入模块，便于监测测控设备的工作状态信息；利用继电器控制模块，便于对测控设备进行过流、过放以及限压等保护；利用通讯模块，便于远程遥控测控设备的工作状态；使测控装置集电量遥测、告警、状态遥信、开关遥控、网络通讯远程实时监控和显示等功能于一体，使低压配电系统做到数据化、智能机和网络化；利用手动控制模式和自动控制模式，提高了控制测控设备继电器动作的多样性；利用交流信号直接输入模块，增强了测控装置的适应性能。

附图说明

图1是实施例1中的架构框图；

图2是实施例2中的流程图。

图中：1、测控设备；11、参数计量模块；12、主控模块；13、开关量信号输入模块；14、继电器控制模块；15、显示模块；16、通讯模块；161、系统软件；162、通讯装置；17、计算机模块；18、交流信号直接输入模块；19、基本参数设置模块。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本发明作进一步详细说明。

实施例1：一种多功能电能测控装置及其测控方法，如图1所示，包括测控设备1、参数计量模块11、主控模块12、开关量信号输入模块13、继电器控制模块14、显示模块15、通讯模块16和计算机模块17。参数计量模块11、开关量信号输入模块13、继电器控制模块14、通讯模块16和显示模块15均与主控模块12通信连接，通讯模块16与计算机模块17通信连接，继电器控制模块14与测控设备1通信连接，本实施例中采用EM96电力仪表对测控设备1进行监控。参数计量模块11，用于采集测控设备1的电力参数，并将电力参数传递至主控模块12，电力参数包括但不限于电压值、电流值、功率值、功率因数值、频率值和电能值。开关量信号输入模块13，本实施例中采用四路开关量信号输入分别监测测控设备1的断路器状态、接地故障继电器状态、隔离开关状态以及其他外部干接点的状态，并将监测得到的工作状态信息传递至主控模块12。主控模块12，用于对电力参数和工作状态信息进行分析与处理，并将分析与处理后的数据传输至计算机模块17。计算机模块17，用于对分析与处理后的数据进行整理与储存，并根据分析与处理后的数据向主控模块12发出控制命令。继电器控制模块14，用于根据控制命令控制测控设备1的继电器启闭。通讯模块16，用于连接外接系统软件161或通讯装置162。显示模块15，用于显示电力参数、工作状态信息和控制命令等测控信息，本实施例中采用LCD液晶显示面板。利用开关量信号输入模块13，便于监测测控设备1的工作状态信息。利用继电器控制模块14，便于对测控设备1进行过流、过放以及限压等保护。利用通讯模块16，便于远程遥控测控设备1的工作状态。使测控装置集电量遥测、告警、状态遥信、开关遥控、网络通讯远程实时监控和显示等功能于一体，使低压配电系统做到数据化、智能机和网络化。

如图1所示，继电器控制模块14包括手动控制模式和自动控制模式。本实施例中采用两个控制出口继电器，手动控制模式和自动控制模式下均设有一个出口控制继电器。手动控制模式，用户通过操作计算机模块17发出手动控制命令实现测控设备1的继电器动作。自动控制模式，主控模块12设有越限参数值，当参数计量模块11采集到的电力参数值大于越限参数值时，主控模块12发出自动控制命令实现测控设备1的继电器动作。本实施例中的越限参数值包括但不限于过流、过放和限压的最大值。利用手动控制模式和自动控制模式，提高了控制测控设备1继电器动作的多样性。

如图1所示，主控模块12通信连接有交流信号直接输入模块18，交流信号直接输入模块18与测控设备1通信连接。交流信号直接输入模块18，用于连接接线方式不同的星形系统、△形系统或单相系统。利用交流信号直接输入模块18，增强了测控装置的适应性能。

如图1所示，主控模块12通信连接有基本参数设置模块19，基本参数设置模块19与测控设备1通信连接。基本参数设置模块19用于对测控设备1的电压、电流变比、接线方式、通讯站号、波特率、各种遥信和遥控遥脉等测控参数进行设置。利用基本参数设置模块19，使得测控装置的安装操作方便。

如图1所示，通讯模块16包括具有光电隔离的RS485联网通信口。采用标准的MODBUS-RTU通讯协议，完全开放的通讯协议使外接系统软件161和通讯装置162能方便地从测控装置中存取数据，然后通过RS485联网通信口与计算机模块17连成一个远程监控系统。借助通信手段，可以实现更远距离的通信。利用RS485联网通信口，便于系统软件161和通讯装置162从测控装置中存取数据。

如图1所示，主控模块12包括型号为ATT7022E的主控芯片。便于增强测控装置的测控精度。本实施例中的测控装置适用于企业综合电力监控及EMS能量管理系统、智能型高低压开关柜、电信类动力电源及环境监控系统、智能楼宇小区变配电监控系统、市政行业各类能源监控系统和航空信号电源监控系统。

实施例2：一种多功能电能测控方法，如图1与2所示，包括以下步骤：

步骤1，采集电力数据。

采集测控设备1的电力参数，并将电力参数传递至主控模块12，电力参数包括但不限于电压值、电流值、功率值、功率因数值、频率值和电能值。

步骤2，对测控设备1的工作状态进行监测。

监测测控设备1的断路器状态、接地故障继电器状态、隔离开关状态以及其他外部干接点的状态，并将监测得到的工作状态信息传递至主控模块12；

步骤3，数据分析与处理。

对电力参数和工作状态信息进行分析与处理，并将分析与处理后的数据传输至计算机模块17。

步骤4，数据整理与储存。

对分析与处理后的数据进行整理与储存，并根据分析与处理后的数据向主控模块12发出控制命令。

步骤5，根据控制命令控制测控设备1的继电器启闭。

步骤6，连接外接系统软件161或通讯装置162。

步骤7，数据显示。

显示电力参数、工作状态信息和控制命令等测控信息。

如图1与2所示，测控设备1继电器的启闭通过手动控制模式或自动控制模式实现。手动控制模式，用户通过操作计算机模块17发出手动控制命令实现测控设备1的继电器动作。自动控制模式，主控模块12设有越限参数值，当参数计量模块11采集到的电力参数值大于越限参数值时，主控模块12发出自动控制命令实现测控设备1的继电器动作。

工作原理：利用开关量信号输入模块13，便于监测测控设备1的工作状态信息。利用继电器控制模块14，便于对测控设备1进行过流、过放以及限压等保护。利用通讯模块16，便于远程遥控测控设备1的工作状态。使测控装置集电量遥测、告警、状态遥信、开关遥控、网络通讯远程实时监控和显示等功能于一体，使低压配电系统做到数据化、智能机和网络化。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种多功能电能测控装置，其特征是：包括测控设备(1)、参数计量模块(11)、主控模块(12)、开关量信号输入模块(13)、继电器控制模块(14)、显示模块(15)、通讯模块(16)和计算机模块(17)；

所述参数计量模块(11)、开关量信号输入模块(13)、继电器控制模块(14)、通讯模块(16)和显示模块(15)均与主控模块(12)通信连接，所述通讯模块(16)与计算机模块(17)通信连接，所述继电器控制模块(14)与测控设备(1)通信连接；

所述参数计量模块(11)，用于采集所述测控设备(1)的电力参数，并将所述电力参数传递至所述主控模块(12)，所述电力参数包括但不限于电压值、电流值、功率值、功率因数值、频率值和电能值；

所述开关量信号输入模块(13)，用于监测所述测控设备(1)的断路器状态、接地故障继电器状态、隔离开关状态以及其他外部干接点的状态，并将监测得到的工作状态信息传递至所述主控模块(12)；

所述主控模块(12)，用于对所述电力参数和所述工作状态信息进行分析与处理，并将分析与处理后的数据传输至所述计算机模块(17)；

所述计算机模块(17)，用于对所述分析与处理后的数据进行整理与储存，并根据所述分析与处理后的数据向所述主控模块(12)发出控制命令；

所述继电器控制模块(14)，用于根据所述控制命令控制所述测控设备(1)的继电器启闭；

所述通讯模块(16)，用于连接外接系统软件(161)或通讯装置(162)；

所述显示模块(15)，用于显示所述电力参数、所述工作状态信息和所述控制命令等测控信息。

2.根据权利要求1所述的一种多功能电能测控装置，其特征是：所述继电器控制模块(14)包括手动控制模式和自动控制模式；

所述手动控制模式，用户通过操作所述计算机模块(17)发出手动控制命令实现所述测控设备(1)的继电器动作；

所述自动控制模式，所述主控模块(12)设有越限参数值，当所述参数计量模块(11)采集到的电力参数值大于所述越限参数值时，所述主控模块(12)发出自动控制命令实现所述测控设备(1)的继电器动作。

3.根据权利要求1所述的一种多功能电能测控装置，其特征是：所述主控模块(12)通信连接有交流信号直接输入模块(18)；所述交流信号直接输入模块(18)，用于连接接线方式不同的星形系统、△形系统或单相系统。

4.根据权利要求1所述的一种多功能电能测控装置，其特征是：所述主控模块(12)通信连接有基本参数设置模块(19)；所述基本参数设置模块(19)用于对电压、电流变比、接线方式、通讯站号、波特率、各种遥信和遥控遥脉等测控参数进行设置。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种多功能电能测控装置，其特征是：所述通讯模块(16)包括具有光电隔离的RS485联网通信口。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的一种多功能电能测控装置，其特征是：所述主控模块(12)包括型号为ATT7022E的主控芯片。

7.一种多功能电能测控方法，其特征是：该方法基于权利要求1-5任意一项所述的一种多功能电能测控装置，包括：

1).采集所述测控设备(1)的电力参数，并将所述电力参数传递至所述主控模块(12)，所述电力参数包括但不限于电压值、电流值、功率值、功率因数值、频率值和电能值；

2).监测所述测控设备(1)的断路器状态、接地故障继电器状态、隔离开关状态以及其他外部干接点的状态，并将监测得到的工作状态信息传递至所述主控模块(12)；

3).对所述电力参数和所述工作状态信息进行分析与处理，并将分析与处理后的数据传输至所述计算机模块(17)；

4).对所述分析与处理后的数据进行整理与储存，并根据所述分析与处理后的数据向所述主控模块(12)发出控制命令；

5).根据所述控制命令控制所述测控设备(1)的继电器启闭；

6).连接外接系统软件(161)或通讯装置(162)；

7).显示所述电力参数、所述工作状态信息和所述控制命令等测控信息。

8.根据权利要求7所述的一种多功能电能测控方法，其特征是：所述测控设备(1)继电器的启闭通过手动控制模式或自动控制模式实现；

所述手动控制模式，用户通过操作所述计算机模块(17)发出手动控制命令实现所述测控设备(1)的继电器动作；

所述自动控制模式，所述主控模块(12)设有越限参数值，当所述参数计量模块(11)采集到的电力参数值大于所述越限参数值时，所述主控模块(12)发出自动控制命令实现所述测控设备(1)的继电器动作。