CN201556979U - 配电网智能监控单元 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种配电网智能监控单元，包括中央处理器U和与其连接的GPRS接口模块，其特征在于：增设零序电流信号采集模块、用户信号采集模块、开关量I/O模块和指示模块，其中CPU的输入端分别接零序电流信号采集模块和开关量I/O模块，通讯口接用户信号采集模块，输出端接指示模块。本实用新型集供电企业在配电网管理、服务、监控等方面的实际需求于一体，及时对监控的10KV线路、变压器发生的异常情况进行判断处理，通过无线GPRS网进行数据通讯发出准确的故障信息运行稳定，功能齐全，价格低廉，实用性强。

Description

配电网智能监控单元
技术领域
本实用新型提供一种配电网智能监控单元，属于配电网监控技术领域。
背景技术
近几年来，随着用户对供电服务要求的不断提高，配电网运营管理部门对配电网监控能力不足的问题页逐渐显露出来。同时，10KV线路及变压器被盗窃、10KV支线停电难以监督、供电服务响应及服务工作滞后、供电可靠性第问题也证明了建设实用化配电网监控的必要性。配电网虽然非主干电网，但整改体系结构庞大，全部监控到位投资非常大，而目前市场上配电网监控系统价格昂贵，经济实用性较低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能克服上述缺陷、既能监测400V的电压情况、又能逻辑监测10KV线路的运行情况、工作性能优良的配电网智能监控单元。其技术方案为：
包括中央处理器U和与其连接的GPRS接口模块，其特征在于：增设零序电流信号采集模块、用户信号采集模块、开关量I/O模块和指示模块，其中CPU的输入端分别接零序电流信号采集模块和开关量I/O模块，通讯口接用户信号采集模块，输出端接指示模块。
所述的配电网智能监控单元，零序电流信号采集模块包括MCP6001芯片U1、二极管D1～3、电阻R1～6、电容C1～4和接电流互感器的插座J1，其中MCP6001芯片U1的1脚依次经二极管D3、电阻R5接中央处理器U的11脚，二极管D3与电阻R5的连接处经电容C4接地、经电阻R5～6构成的分压电路接地，MCP6001芯片U1的2脚接地，4脚接电阻R5～6的连接处，5脚接电源VDD，并经电容C2接地，3脚依次经电阻R4、电阻R2接插座J1，电阻R4、电阻R2的连接处分别经并接的电阻R3、二极管D1～2、电容C1接地，插座J1的另一端子经电阻R1接地。
所述的配电网智能监控单元，用户信号采集模块包括SP3485芯片U7、电阻R28～29、稳压管TVS1～2、电容C15、多个剩余电流保护器Hi和接用户电表的插座J4，其中SP3485芯片U7的1脚、4脚对应接中央处理器U的通讯口34脚和33脚，2脚、3脚对应接中央处理器U的35脚，5脚接地，6脚、7脚对应经电阻R29、电阻R28接稳压管TVS1～2及插座J4的2脚、1脚，稳压管TVS1～2的另一端及插座J4的3脚接地，SP3485芯片U7的8脚接+3.3V电源，并经电容C15接地，插座J4的1脚、2脚、3脚还对应接多个剩余电流保护器Hi。
所述的配电网智能监控单元，开关量I/O模块包括插座J3、插座J6、电阻R30～45、电容C32～35、蓄电池E和按键K1～2，其中插座J3的1脚、2脚对应接中央处理器U的58脚、56脚，并对应经电阻R40～41接+3.3V电源、对应经按键K1～2接地、对应经电容C34～35接地，插座J6的1脚经电阻R43接电阻R42及电容C32的一端，电阻R42及电容C32的另一端接地，插座J6的2脚经电阻R45接蓄电池信号E，3～6脚对应接中央处理器U的52～55脚，7～16脚对应接中央处理器U的36～40脚以及44～48脚，并对应经电阻R30～39接+3.3V电源。
所述的配电网智能监控单元，指示模块包括电阻R51～58及发光二极管D6～13，其中电阻R51～58的一端接+3.3V电源，电阻R51的另一端经发光二极管D6接中央处理器U的32脚，电阻R52～56的另一端对应经发光二极管D7～11接中央处理器U的12～16脚，电阻R57～58的另一端对应经发光二极管D12～13接中央处理器U的29～30脚。
所述的配电网智能监控单元，GPRS接口模块包括SIM卡座U5、GTM900芯片U2、电阻R7～16、电容C5～7、发光二极管D5和三极管Q1～2，其中GTM900芯片U2的通讯口18脚、19脚对应经电阻R14、电阻R9接中央处理器U的21脚、19脚，GTM900芯片U2的1～5脚相接后接电源VDD，并经并接的电容C5～7接GTM900芯片U2的6～10脚，GTM900芯片U2的15脚接三极管Q2的集电极，并经电阻R16接+3.3V电源，三极管Q2的发射极接地，并与三极管Q2的基极对应经电阻R10、电阻R7接中央处理器U的4脚，GTM900芯片U2的24～29脚接SIM卡座U5，32脚对应经电阻R8、电阻R15接三极管Q1的基极与发射极，三极管Q1的发射极接地，集电极依次经电阻R12、发光二极管D5接+3.3V电源。
其工作原理为：中央处理器U采集零序电流信号、开关量信号及用户的供电信号，如电流、有功无功、功率因数等，由中央处理器U进行判断处理、进行指示报警，并通过GPRS接口模块与远程进行数据或指令的传输，进而实现配电网的用电管理、服务、监控和调度。
本实用新型与现有技术相比，其优点是：
1、运行稳定，虽然是通过无线GPRS网进行数据通讯，但终端装置正常运行率达到98％以上；
2、性能可靠，当监控的10KV线路、变压器发生异常情况时，该监控单元能及时进行判断处理，发出准确的故障信息；
3、实用性强，本实用新型集供电企业在配电网管理、服务、监控等方面的实际需求于一体，功能齐全，价格低廉。
附图说明
图1是本实用新型的工作原理框图；
图2是本实用新型实施例中中央处理器的电路图；
图3是本实用新型实施例中零序电流信号采集模块的电路图；
图4是本实用新型实施例中用户信号采集模块的电路图；
图5是本实用新型实施例中指示模块的电路图；
图6是本实用新型实施例中开关量I/O模块的电路图；
图7是本实用新型实施例中GPRS接口模块的电路图。
具体实施方式
在图1-7所示的实施例中：中央处理器U采用LPC2134芯片，11脚接零序电流信号采集模块的输出端。零序电流信号采集模块包括MCP6001芯片U1、二极管D1～3、电阻R1～6、电容C1～4和接电流互感器的插座J1，其中MCP6001芯片U1的1脚依次经二极管D3、电阻R5接中央处理器U的11脚，二极管D3与电阻R5的连接处经电容C4接地、经电阻R5～6构成的分压电路接地，MCP6001芯片U1的2脚接地，4脚接电阻R5～6的连接处，5脚接电源VDD，并经电容C2接地，3脚依次经电阻R4、电阻R2接插座J1，电阻R4、电阻R2的连接处分别经并接的电阻R3、二极管D1～2、电容C1接地，插座J1的另一端子经电阻R1接地；用户信号采集模块包括SP3485芯片U7、电阻R28～29、稳压管TVS1～2、电容C15、多个剩余电流保护器Hi和接用户电表的插座J4，其中SP3485芯片U7的1脚、4脚对应接中央处理器U的通讯口34脚和33脚，2脚、3脚对应接中央处理器U的35脚，5脚接地，6脚、7脚对应经电阻R29、电阻R28接稳压管TVS1～2及插座J4的2脚、1脚，稳压管TVS1～2的另一端及插座J4的3脚接地，插座J4的1脚、2脚、3脚还对应接多个剩余电流保护器Hi，SP3485芯片U7的8脚接+3.3V电源，并经电容C15接地；开关量I/O模块包括插座J3、插座J6、电阻R30～45、电容C32～35、蓄电池E和按键K1～2，其中插座J3的1脚、2脚对应接中央处理器U的58脚、56脚，并对应经电阻R40～41接+3.3V电源、对应经按键K1～2接地、对应经电容C34～35接地，插座J6的1脚经电阻R43接电阻R42及电容C32的一端，电阻R42及电容C32的另一端接地，插座J6的2脚经电阻R45接蓄电池信号E，3～6脚对应接中央处理器U的52～55脚，7～16脚对应接中央处理器U的36～40脚以及44～48脚，并对应经电阻R30～39接+3.3V电源；指示模块包括电阻R51～58及发光二极管D6～13，其中电阻R51～58的一端接+3.3V电源，电阻R51的另一端经发光二极管D6接中央处理器U的32脚，电阻R52～56的另一端对应经发光二极管D7～11接中央处理器U的12～16脚，电阻R57～58的另一端对应经发光二极管D12～13接中央处理器U的29～30脚；GPRS接口模块包括SIM卡座U5、GTM900芯片U2、电阻R7～16、电容C5～7、发光二极管D5和三极管Q1～2，其中GTM900芯片U2的通讯口18脚、19脚对应经电阻R14、电阻R9接中央处理器U的21脚、19脚，GTM900芯片U2的1～5脚相接后接电源VDD，并经并接的电容C5～7接GTM900芯片U2的6～10脚，GTM900芯片U2的15脚接三极管Q2的集电极，并经电阻R16接+3.3V电源，三极管Q2的发射极接地，并与三极管Q2的基极对应经电阻R10、电阻R7接中央处理器U的4脚，GTM900芯片U2的24～29脚接SIM卡座U5，32脚对应经电阻R8、电阻R15接三极管Q1的基极与发射极，三极管Q1的发射极接地，集电极依次经电阻R12、发光二极管D5接+3.3V电源。

Claims (6)

1.一种配电网智能监控单元，包括中央处理器U和与其连接的GPRS接口模块，其特征在于：增设零序电流信号采集模块、用户信号采集模块、开关量I/O模块和指示模块，其中CPU的输入端分别接零序电流信号采集模块和开关量I/O模块，通讯口接用户信号采集模块，输出端接指示模块。
2.如权利要求1所述的配电网智能监控单元，其特征在于：零序电流信号采集模块包括MCP6001芯片U1、二极管D1～3、电阻R1～6、电容C1～4和接电流互感器的插座J1，其中MCP6001芯片U1的1脚依次经二极管D3、电阻R5接中央处理器U的11脚，二极管D3与电阻R5的连接处经电容C4接地、经电阻R5～6构成的分压电路接地，MCP6001芯片U1的2脚接地，4脚接电阻R5～6的连接处，5脚接电源VDD，并经电容C2接地，3脚依次经电阻R4、电阻R2接插座J1，电阻R4、电阻R2的连接处分别经并接的电阻R3、二极管D1～2、电容C1接地，插座J1的另一端子经电阻R1接地。
3.如权利要求1所述的配电网智能监控单元，其特征在于：用户信号采集模块包括SP3485芯片U7、电阻R28～29、稳压管TVS1～2、电容C15、多个剩余电流保护器Hi和接用户电表的插座J4，其中SP3485芯片U7的1脚、4脚对应接中央处理器U的通讯口34脚和33脚，2脚、3脚对应接中央处理器U的35脚，5脚接地，6脚、7脚对应经电阻R29、电阻R28接稳压管TVS1～2及插座J4的2脚、1脚，稳压管TVS1～2的另一端及插座J4的3脚接地，SP3485芯片U7的8脚接+3.3V电源，并经电容C15接地，插座J4的1脚、2脚、3脚还对应接多个剩余电流保护器Hi。
4.如权利要求1所述的配电网智能监控单元，其特征在于：开关量I/O模块包括插座J3、插座J6、电阻R30～45、电容C32～35、蓄电池E和按键K1～2，其中插座J3的1脚、2脚对应接中央处理器U的58脚、56脚，并对应经电阻R40～41接+3.3V电源、对应经按键K1～2接地、对应经电容C34～35接地，插座J6的1脚经电阻R43接电阻R42及电容C32的一端，电阻R42及电容C32的另一端接地，插座J6的2脚经电阻R45接蓄电池E，3～6脚对应接中央处理器U的52～55脚以及串接在供电线路中的继电器，7～16脚对应接中央处理器U的36～40脚以及44～48脚，并对应经电阻R30～39接+3.3V电源。
5.如权利要求1所述的配电网智能监控单元，其特征在于：指示模块包括电阻R51～58及发光二极管D6～13，其中电阻R51～58的一端接+3.3V电源，电阻R51的另一端经发光二极管D6接中央处理器U的32脚，电阻R52～56的另一端对应经发光二极管D7～11接中央处理器U的12～16脚，电阻R57～58的另一端对应经发光二极管D12～13接中央处理器U的29～30脚。
6.如权利要求1所述的配电网智能监控单元，其特征在于：GPRS接口模块包括SIM卡座U5、GTM900芯片U2、电阻R7～16、电容C5～7、发光二极管D5和三极管Q1～2，其中GTM900芯片U2的通讯口18脚、19脚对应经电阻R14、电阻R9接中央处理器U的21脚、19脚，GTM900芯片U2的1～5脚相接后接电源VDD，并经并接的电容C5～7接GTM900芯片U2的6～10脚，GTM900芯片U2的15脚接三极管Q2的集电极，并经电阻R16接+3.3V电源，三极管Q2的发射极接地，并与三极管Q2的基极对应经电阻R10、电阻R7接中央处理器U的4脚，GTM900芯片U2的24～29脚接SIM卡座U5，32脚对应经电阻R8、电阻R15接三极管Q1的基极与发射极，三极管Q1的发射极接地，集电极依次经电阻R12、发光二极管D5接+3.3V电源。
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