CN203690917U - 用于交流电气系统的配电监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于交流电气系统的配电监控装置，包括交流输入接口、交流输出接口和控制单元，控制单元包括微处理器、驱动模块、执行机构、断路器、电流采集模块、电压采集模块、信号滤波模块、电能计算芯片、电源模块和通信接口，微处理器的输出端通过驱动模块与执行机构相连，执行机构通过连动杆与断路器相连，交流输入接口通过断路器与交流输出接口相连，电流采集模块、电压采集模块的输出端分别通过信号滤波模块与电能计算芯片相连，电能计算芯片的输出端与微处理器相连，电源模块与微处理器相连。本实用新型具有适用范围广、保护功能丰富、采集信息完整、可靠性高、扩展性好、结构简单、使用方便的优点。

Description

用于交流电气系统的配电监控装置

技术领域

本实用新型涉及交流电气系统的配电自动化系统的监视、控制和管理技术，具体涉及一种用于交流电气系统的配电监控装置。

背景技术

配电监控装置是一种用于低压电气系统的配电控制、状态检测和实现各种电气保护的产品，其应用现代计算机、信息处理及通信等技术，完成对配电网和负载的运行进行监视、管理和控制，是电网“配电”自动化系统的监视、控制和管理单元，主要功能有电气通断控制、数据采集和监控、配电网故障识别与保护等。但是，目前在电气控制系统中主要采用交流接触器、热继电器、断路器、过欠压保护模块、相序保护模块等实现通电控制和故障识别与保护，这些专用的装置功能相对单一，往往需要多种产品组合实现，对状态信息的获取需要较复杂的控制电路，导致配电监控装置的系统结构非常复杂。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种适用范围广、保护功能丰富、采集信息完整、可靠性高、扩展性好、结构简单、使用方便的用于交流电气系统的配电监控装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：

一种用于交流电气系统的配电监控装置，包括交流输入接口、交流输出接口和控制单元，所述控制单元包括微处理器、驱动模块、执行机构、断路器、电流采集模块、电压采集模块、信号滤波模块、电能计算芯片、电源模块和通信接口，所述通信接口与微处理器相连，所述微处理器的输出端通过驱动模块与执行机构相连，所述执行机构通过连动杆与断路器相连，所述交流输入接口通过断路器与交流输出接口相连，所述交流输入接口输入的ABC三相通过电流采集模块与交流输出接口相连，所述电压采集模块分别与交流输入接口输入的ABC三相相连，所述电流采集模块、电压采集模块的输出端分别通过信号滤波模块与电能计算芯片相连，所述电能计算芯片的输出端与微处理器相连，所述电源模块与微处理器相连。

所述控制单元还包括用于远程传送配电监控数据的通信接口，所述通信接口与微处理器相连。

本实用新型用于交流电气系统的配电监控装置具有下述优点：本实用新型通过电流采集模块、电压采集模块、电能计算芯片采集配电监控数据输出给微处理器，微处理器根据采集数据控制断路器的工作状态，从而实现交流输入接口、交流输出接口之间的通断控制，具有下述优点：（1）适用范围广，能够适用于单相、三相交流电气回路配电控制；（2）保护灵活，具有过压、欠压、缺相、错相、短路等保护功能；（3）状态信息齐全，配电控制模块除能够采集电压、电流、频率、有功功率、无功功率等信息外，也可以上传工作状态（接通、关断和故障状态等）信息。（4）高可靠性。本实用新型的元器件少，没有复杂元器件。设有手动控制功能，在异常或紧急情况下，可以手动实现通断控制。综上所述，本实用新型采用模块化设计、集成多种功能于一体，具有适用范围广、保护功能丰富、采集信息完整、可靠性高、扩展性好、结构简单、使用方便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的电路原理示意图。

图例说明：1、交流输入接口；2、交流输出接口；3、控制单元；31、微处理器；310、通信接口；32、驱动模块；33、执行机构；331、连动杆；34、断路器；35、电流采集模块；36、电压采集模块；37、信号滤波模块；38、电能计算芯片；39、电源模块。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

如图1所示，本实施例用于交流电气系统的配电监控装置包括交流输入接口1、交流输出接口2和控制单元3，控制单元3包括微处理器31、驱动模块32、执行机构33、断路器34、电流采集模块35、电压采集模块36、信号滤波模块37、电能计算芯片38、电源模块39和通信接口310，通信接口310与微处理器31相连，微处理器31的输出端通过驱动模块32与执行机构33相连，执行机构33通过连动杆331与断路器34相连，交流输入接口1通过断路器34与交流输出接口2相连，交流输入接口1输入的ABC三相通过电流采集模块35与交流输出接口2相连，电压采集模块36分别与交流输入接口1输入的ABC三相相连，电流采集模块35、电压采集模块36的输出端分别通过信号滤波模块37与电能计算芯片38相连，电能计算芯片38的输出端与微处理器31相连，电源模块39与微处理器31相连。参见图1，本实施例中输入的DC24V电源从右侧的防反接二极管D1输入后，一路Vin作为驱动模块32的电源供给，另一路输入电源模块39，电源模块39分别输出+15V、+5.0V和+3.3V电源，分别给微处理器31、电能计算芯片38、通信接口310供电。电流采集模块35包括线圈T4/T5/T6，线圈T4/T5/T6上分别并联有电阻，线圈T4并联有负载电阻R19，线圈T5并联有负载电阻R20，线圈T6并联有负载电阻R21。电压采集模块36包括变压器T1/T2/T3，变压器T1/T2/T3的次级分别并联有负载电阻，变压器T1的次级并联有负载电阻R4，变压器T2的次级并联有负载电阻R5，变压器T3的次级并联有负载电阻R6，变压器T1/T2/T3的初级分别与交流输入接口1输入的ABC三相以及N相连。电能计算芯片38基于ADE78xx系列三相多功能计量芯片实现，用于完成对电源信号的采集与处理，微处理器31基于单片机实现，微处理器31通过SPI串口与电能计算芯片38相连。本实施例工作时，电流采集模块35采集交流输入接口1输入的ABC三相的电流，通过信号滤波模块37进行滤波后输出至电能计算芯片38；同时电压采集模块36采集交流输入接口1输入的ABC三相的电压，通过信号滤波模块37进行滤波后输出至电能计算芯片38，电能计算芯片38完成对电源信号的采集与处理，通过SPI串口发送给微处理器31，微处理器31对采集的电流、电压等信息进行判断处理，实现过流、过压、欠压等保护功能，同时可以把采集的电流、电压、频率等电源信息通过通信接口310对外输出，同时微处理器31也可以通过通信接口310接收上位机的指令，完成对执行机构33的正反转控制，实现对断路器34的通断控制。本实施例通过电流采集模块35、电压采集模块36、电能计算芯片37采集配电监控数据输出给微处理器31，微处理器31根据采集数据控制断路器34的工作状态，从而实现交流输入接口1、交流输出接口2之间的通断控制，能够实现对输出的电气通断控制、数据采集和状态监控、配电网故障识别与保护等，能够在电气系统控制中替代断路器、交流接触器、热继电器、过欠压保护模块等单一性的现有功能产品，采用模块化设计、集成多种功能于一体，具有适用范围广、保护功能丰富、采集信息完整、可靠性高、扩展性好、结构简单、使用方便的优点。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅限于上述实施方式，凡是属于本实用新型原理的技术方案均属于本实用新型的保护范围。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理的前提下进行的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种用于交流电气系统的配电监控装置，其特征在于:包括交流输入接口(1)、交流输出接口(2)和控制单元(3)，所述控制单元(3)包括微处理器(31)、驱动模块(32)、执行机构(33)、断路器(34)、电流采集模块(35)、电压采集模块(36)、信号滤波模块(37)、电能计算芯片(38)、电源模块(39)和通信接口(310)，所述通信接口(310)与微处理器(31)相连，所述微处理器(31)的输出端通过驱动模块(32)与执行机构(33)相连，所述执行机构(33)通过连动杆(331)与断路器(34)相连，所述交流输入接口(1)通过断路器(34)与交流输出接口(2)相连，所述交流输入接口(1)输入的ABC三相通过电流采集模块(35)与交流输出接口(2)相连，所述电压采集模块(36)分别与交流输入接口(1)输入的ABC三相相连，所述电流采集模块(35)、电压采集模块(36)的输出端分别通过信号滤波模块(37)与电能计算芯片(38)相连，所述电能计算芯片(38)的输出端与微处理器(31)相连，所述电源模块(39)与微处理器(31)相连。

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