CN204348052U - 低压电网用电信息采集系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种低压电网用电信息采集系统，其包括编码管理器、若干个编码通信器和若干个采集器，编码通信器包括第二层编码通信器、第三层通信器和第四层通信器，编码管理器通过载波连接第二层编码通信器、第三层编码通信器、第四层编码通信器和采集器；编码管理器通过GPRS信号连接主站服务器；编码管理器电连接变压器，第二层编码通信器电连接出线开关，第三层编码通信器电连接分支箱，第四层编码通信器电连接电表箱，采集器电连接电表。本方案将低压配电网所有设备分为五层进行设备编码管理，并上报至主站系统平台，适用于低压配电网络。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压供电监控领域，尤其是涉及一种低压电网用电信息采集系统。
背景技术
低压配电电网是直接面向用户供电的末端网络，是电网的重要组成部分，近年来随着智能电网建设的推进，低压配网智能终端监测、用电信息采集等系统的应用，为低压电网的智能化、信息化管理创造了有利条件，大大提高了供电可靠性和安全性。但目前设备投入或退出运行后，更新图纸和档案信息主要靠人工录入或更新，因此大多数情况下，无法对具体的某一设备进行管理，只能以配电变压器为单位对台区的低压设备分类汇总统计，更难于做到对具体低压设备的定位与查询，更不能反应相关设备之间的层次关系，已适应不了设备资源现代化管理的要求。
目前配电变压器以下设备的资源管理、拓扑结构、可视化等功能的实现，主要依靠人工来维护。现场设备的资源编码仍停留在纸质条形码方式，人力投入较大、工作效率低，建设后的设备变化的实时性和正确性不能得到保证。
配电台区中能实现远程信息化管理的设备，主要以与电气有直接连接的智能终端、智能电表等为主，而配电箱、电缆分支箱、表箱等与电气无连接关系的设备，目前没有在采集和监测等系统中实现远程管理，难于自动实现台区内所有设备的对应关系和层次结构的动态管理。
中华人民共和国国家知识产权局于2012年10月03日公开了公开号为CN102710521A的专利文献，名称是中压配电网电力线载波通信系统及主载波机、从载波机，此方案没有针对电表的采集器，不适用于低压配电网络。
发明内容
本实用新型主要是解决现有技术所存在的缺乏适用于低压配电网络的针对配电箱、电缆分支箱等设备的信息采集系统的技术问题，提供一种可以采集和检测配电箱、电缆分支箱、表箱等设备信息的低压电网用电信息采集系统。
本实用新型针对上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种低压电网用电信息采集系统，包括编码管理器、若干个编码通信器和若干个采集器，编码通信器包括第二层编码通信器、第三层通信器和第四层通信器，编码管理器通过载波连接第二层编码通信器、第三层编码通信器、第四层编码通信器和采集器；所述编码管理器通过GPRS信号连接主站服务器；所述编码管理器电连接变压器，第二层编码通信器电连接出线开关，第三层编码通信器电连接分支箱，第四层编码通信器电连接电表箱，采集器电连接电表。
本方案将低压配电网所有设备（变压器、出线间隔或配电箱及开关或漏保、分支箱、电表箱、电表及采集器）分为五层进行设备编码管理，并上报至主站系统平台。
利用载波通讯技术，将台区变压器层与每块电表进行绑定，再通过设备编码分层绑定，建立对应关系，设备编码采用射频电子条码，由编码通讯器读取。
第一层变压器侧装设一台编码管理器，对下载波通信，对上GPRS通信，汇总台区内设备编码信息，上传主站。
第二至第四层，每个设备分别装设一台编码通信器，该编码通信器通过载波将自己的编码上报编码管理器。
第五层，装设一台采集器，采集器与全部表计通过485相连接，通过采集器自动搜表技术，采集器将与本采集器相连接的表计设备编码搜索完后，通过载波主动上报至编码管理器。
作为优选，所述采集器包括控制器电路、抄表485接口电路、载波控制电路、过零检测电路、载波信号解调电路、载波信号耦合电路、载波信号发送电路和载波信号接收耦合电路，所述控制器电路通过抄表485接口电路连接电表，载波控制电路分别连接控制器电路、载波信号解调电路、过零检测电路和载波信号发送电路，载波信号接收耦合电路连接载波信号耦合电路和载波信号解调电路，载波信号耦合电路还与过零检测电路和载波信号发送电路连接。
作为优选，所述控制器电路包括TCA200芯片，所述载波控制电路包括TCC082C芯片，所述载波信号解调电路包括MC3361芯片。
作为优选，所述抄表485接口电路包括电阻R106、电阻R107、电阻R108、电阻R109、收发器、电容C102、三极管VT5、瞬态二极管VD1和热敏电阻RT1；收发器为ISL3152芯片；所述电阻R106、一端连接控制器电路，另一端连接三极管VT5的基极；三极管VT5的发射极接地，集电极连接收发器的2脚和3脚；电阻R107一端连接电源+5V，另一端连接三极管的集电极；收发器的1脚连接控制器电路；收发器的7脚连接热敏电阻RT1的第一端，热敏电阻RT1的第二端连接电表RS485接口的B脚；收发器的6脚连接电表RS485接口的A脚；瞬态二极管VD1跨接在收发器的6脚和7脚之间；电阻R108一端连接收发器的7脚，另一端接地；电阻R109的一端连接收发器的6脚，另一端连接电源+5V；电容C102的一端连接收发器的8脚，另一端接地，收发器的8脚还连接电源+5V。
全部设备上电后，编码管理器（载波主节点）、编码通讯器（载波从节点）通过相位及路由判断自动完成台区区分，同一个变压器下的所有从节点自动绑定到所属的变压器下的编码管理器上的主节点上。
编码管理器通过主节点模块发送允许从节点注册命令。
第二至第四层的编码通信器接收到允许从节点注册命令后，直接读取本编码通信器的设备编号后，通过主动上报功能上报至主节点模块（即编码管理器）。
采集器接收到允许从节点注册命令后，启动自动搜表功能，将搜索到电表设备编号通过主动上报功能上报至主节点模块（即编码管理器）。
编码管理器通过GPRS通信，将本编码管理器下的全部设备信息上报至站。
本实用新型带来的有益效果是，可以采集电表、变压器、出线开关、分支箱等设备信息，实现低压配电网设备自动识别和档案实时更新，可以减少大量的运行维护人员，从而提高工作效率，减少人工费用；配合用电信息采集系统，可以实时准确统计台区线损，及时发现窃电等异常用电情况，为线损分析提供技术支撑，从而提高配电网管理水平；更加清晰地实时显示配电台区内低压设备的结构层次和拓扑关系，为更加正确地自动判断故障范围、停电信息通知到户奠定基础，从而提高优质服务质量。
附图说明
图1是本实用新型的一种结构示意图；
图2是本实用新型的一种采集器结构示意图；
图3-10是本实用新型的一种采集器电路原理图；
图11-14是本实用新型的一种编码通信器电路原理图；
图15-17是本实用新型的一种GPRS通信电路原理图；
图中：1、控制器电路，2、抄表485接口电路，3、载波控制电路，4、过零检测电路，5、载波信号解调电路，6、载波信号耦合电路，7、载波信号发送电路，8、载波信号接收耦合电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：本实施例的一种低压电网用电信息采集系统，如图1所示，包括编码管理器、若干个编码通信器和若干个采集器，编码通信器包括第二层编码通信器、第三层通信器和第四层通信器，编码管理器通过载波连接第二层编码通信器、第三层编码通信器、第四层编码通信器和采集器；所述编码管理器通过GPRS信号连接主站服务器；所述编码管理器电连接变压器，第二层编码通信器电连接出线开关，第三层编码通信器电连接分支箱，第四层编码通信器电连接电表箱，采集器电连接电表。
如图2所示，采集器包括控制器电路1、抄表485接口电路2、载波控制电路3、过零检测电路4、载波信号解调电路5、载波信号耦合电路6、载波信号发送电路7和载波信号接收耦合电路8，所述控制器电路通过抄表485接口电路连接电表，载波控制电路分别连接控制器电路、载波信号解调电路、过零检测电路和载波信号发送电路，载波信号接收耦合电路连接载波信号耦合电路和载波信号解调电路，载波信号耦合电路还与过零检测电路和载波信号发送电路连接。
图3-10是采集器电路原理图。
图11-14是编码通信器电路原理图。
图15-17是GPRS通信电路原理图，编码管理器由编码通信器附加GPRS通信电路构成。
控制器电路包括TCA200芯片，所述载波控制电路包括TCC082C芯片，所述载波信号解调电路包括MC3361芯片。
本系统中编码通信器、采集器用载波通讯方式采集数据，采用自动搜表地址的方式自下而上，更新电能表档案信息，且成功率＞99%。
本方案通过在低压配电网各设备上装设编码通讯器，建立全部低压设备的电子身份信息。在配电台区上安装编码管理器，运用载波通讯技术（PCL）、射频识别技术（RFID），实现建立分层供电逻辑关系，编码管理器将汇总数据在符合现行的通讯规约的前提下，通过GPRS通讯上传至系统主站通讯服务器，主站开发一套基于自动生存图型化网络拓扑图的辅助管理软件，建立低压配电设备档案，从而实现远程对低压配电网设备拓扑结构自动识别和设备资产管理。
配电网设备新增、更换、拆除的变更信息，将实时触发向通讯管理器注册，再通过档案变更，变更主站拓扑档案。通过接口将信息传递给省公司用电信息采集管理和低压PMS系统等，可以实现低压配电网的设备实时变更、台区线损实时准确统计等功能。
通过相位和路由综合判断技术，能够分辩出用户端电能表和通讯控制器之间的供用电逻辑关系，从而解决低压双电源用户切换的供用电关系，可以解决目前台区内配变与表计实际对应关系,确保台区线损计算正确率等的难题。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了编码管理器、编码通信器、采集器等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (4)
1.一种低压电网用电信息采集系统，其特征在于，包括编码管理器、若干个编码通信器和若干个采集器，编码通信器包括第二层编码通信器、第三层通信器和第四层通信器，编码管理器通过载波连接第二层编码通信器、第三层编码通信器、第四层编码通信器和采集器；所述编码管理器通过GPRS信号连接主站服务器；所述编码管理器电连接变压器，第二层编码通信器电连接出线开关，第三层编码通信器电连接分支箱，第四层编码通信器电连接电表箱，采集器电连接电表。
2.根据权利要求1所述的低压电网用电信息采集系统，其特征在于，所述采集器包括控制器电路、抄表485接口电路、载波控制电路、过零检测电路、载波信号解调电路、载波信号耦合电路、载波信号发送电路和载波信号接收耦合电路，所述控制器电路通过抄表485接口电路连接电表，载波控制电路分别连接控制器电路、载波信号解调电路、过零检测电路和载波信号发送电路，载波信号接收耦合电路连接载波信号耦合电路和载波信号解调电路，载波信号耦合电路还与过零检测电路和载波信号发送电路连接。
3.根据权利要求2所述的低压电网用电信息采集系统，其特征在于，所述控制器电路包括TCA200芯片，所述载波控制电路包括TCC082C芯片，所述载波信号解调电路包括MC3361芯片。
4.根据权利要求2或3所述的低压电网用电信息采集系统，其特征在于，所述抄表485接口电路包括电阻R106、电阻R107、电阻R108、电阻R109、收发器、电容C102、三极管VT5、瞬态二极管VD1和热敏电阻RT1；收发器为ISL3152芯片；所述电阻R106、一端连接控制器电路，另一端连接三极管VT5的基极；三极管VT5的发射极接地，集电极连接收发器的2脚和3脚；电阻R107一端连接电源+5V，另一端连接三极管的集电极；收发器的1脚连接控制器电路；收发器的7脚连接热敏电阻RT1的第一端，热敏电阻RT1的第二端连接电表RS485接口的B脚；收发器的6脚连接电表RS485接口的A脚；瞬态二极管VD1跨接在收发器的6脚和7脚之间；电阻R108一端连接收发器的7脚，另一端接地；电阻R109的一端连接收发器的6脚，另一端连接电源+5V；电容C102的一端连接收发器的8脚，另一端接地，收发器的8脚还连接电源+5V。
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