CN204945365U - 关口电能表监控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能够使关口表评估装置获取较多数据源的关口电能表监控装置。该关口电能表监控装置，包括主站服务器、数据采集器、工控机、关口表评估装置，每个关口表评估装置上连接有六个关口表，每两个关口表串联在一起后再与分支器相连，由分支器把关口表的数据一分为二，一路连接数据采集器，另一路连接关口表评估装置，这样在数据采集器采集其中关口表数据时，关口表评估装置便同时获得一份关口表数据，同时，关口表评估装置便可以同时采集除该关口表以及与之串联的关口表以外其它关口表的数据，这样关口表评估装置便可以获取更多的数据源，数据源越多，最后的分析结果就更加全面。适合在变电站在线监测技术领域推广应用。

Description

关口电能表监控装置

技术领域

本实用新型涉及变电站在线监测技术领域，具体的说是涉及关口电能表监控装置。

背景技术

随着电力体制改革的深入，电能计量已成为电力市场各利益主体方和社会关注的焦点，建立科学规范、集约高效的电能计量管理模式是顺应电网发展，保证电能计量准确可靠的必然趋势。电能计量管理工作是电力企业生产经营管理及电网安全运行的重要环节，其技术和管理水平不仅事关电力工业的发展和电力企业形象而且会影响贸易结算的准确、公正，涉及广大电力客户的利益。但是针对电能计量装置的管理还存在以下问题：首先，目前普遍采用的传统人工现场校验模式的工作效率低，不能够对装置进行实时监测和故障及时预警，难以有效控制计量故障的发生和减少；其次，缺少对全网损耗的在线差异化分析，无法及时找出损耗点采取有效措施进行控制和优化，从而造成电网经济效益流失严重；再者，采用传统手段无法及时了解电能计量装置的现场运行情况，从而导致了计量不准，供电可靠性得不到保证，无法为电网营销提供决策支持另外，电能计量装置的运维管理缺乏有效的技术管理手段，无法使电能计量装置按时轮换，按时检定等，从而使电网贸易结算无法做到准确、公正，严重影响了电网企业的形象。

基于以上问题，通过利用应用技术建设关口电能表监控系统可以直接提高关口计量监督管理技术人员的日常工作效率，节约大量检验成本；并且随着电网规模扩大和关口点数目的增加，在未来的关口电能计量装置的管理中，对电网电能质量分析中起着重要作用。

现有的关口电能表监控装置包括主站服务器、数据采集器，所述主站服务器上连接有多个工控机，每个工控机上连接有多个关口表评估装置，所述每个关口表评估装置上连接有关口表组件，所述关口表组件由多个关口表组成，所述关口表、关口表评估装置与电力网相连接，所述数据采集器实时采集关口表数据并上传至用户信息采集系统的服务器，所述关口表评估装置实时采集关口表数据并对采集的数据进行数据统计和对比，将统计数据和对比结果上传至对应的工控机，工控机将获取的统计数据和对比结果上传至主站服务器；所述主站服务器根据获取的统计数据和对比结果对关口表进行远程监控和状态评估，上述关口电能表监控系统在使用过程中存在以下问题：由于关口电能表监控系统是在原有的用电信息采集系统基础上设置的，数据采集器和关口表评估装置都要采集关口表数据，而关口表只有一个通讯端口，这样关口表评估装置就需要借用数据采集器的总线与数据采集器共用一个通讯端口，关口表评估装置只能在总线空闲时间借用总线采集数据，而采集器本身就是一对多设备，通常一个数据采集器要对应至少六个以上的关口表，数据采集器采集关口表数据时，依次向不同的关口表发送关口表地址指令从而进行不同关口表的数据抄收，只有当数据采集器将所有的关口表数据采集完成后，与数据采集器相连的总线才会空闲，这就导致数据采集器的总线上空闲时间非常有限，无法达到关口表评估装置借用数据采集器总线的要求，导致关口表评估装置只能获取有限的数据源，关口表评估装置获取的数据有限会导致最后的分析结果不够全面，无法对关口表进行全面的监控。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够使关口表评估装置获取较多数据源的关口电能表监控装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该关口电能表监控装置，关口电能表监控装置，包括主站服务器、数据采集器，所述主站服务器上连接有多个工控机，每个工控机上连接有多个关口表评估装置，所述每个关口表评估装置上连接有关口表组件，所述关口表组件由多个关口表组成，所述关口表、关口表评估装置与电力网相连接，所述关口表组件由六个关口表组成，分别为第一关口表、第二关口表、第三关口表、第四关口表、第五关口表、第六关口表，还包括分支器，所述分支器具有七个串口，其中三个串口与数据采集器相连，另外四个串口分别与关口表评估装置、第二关口表、第四关口表、第六关口表相连，所述第一关口表与第二关口表串联在一起，所述第三关口表与第四关口串联在一起，第五关口表与第六关口表串联在一起。

进一步的是，还包括PT采集装置，所述PT采集装置和关口表评估装置相连，所述PT采集装置采集电压互感器PT的电压数据并回传给关口表评估装置。

进一步的是，还包括CT采集装置，所述CT采集装置和关口表评估装置相连，所述CT采集装置采集电流互感器CT的电流数据并回传给关口表评估装置。

进一步的是，所述关口表评估装置包括开关量监控模块、PT/CT通讯模块、以太网主站通讯模块、实时时钟模块、RS232现场调试模块、本地存储模块、供电模块、核心管理模块以及多个关口表评估单元，所述开关量监控模块、PT/CT通讯模块、以太网主站通讯模块、实时时钟模块、RS232现场调试模块、本地存储模块、供电模块分别于核心管理模块相连，每个关口表评估单元对应一个关口表，所述每个关口表评估单元包括RS485关口表通信模块、脉冲量采集模块、AC采样模块、计量模块，所述RS485关口表通信模块、脉冲量采集模块、AC采样模块分别与计量模块相连，所述每个评估单元的计量模块与核心管理模块相连。

进一步的是，所述关口表评估装置还包括以太网PT/CT透传模块，所述以太网PT/CT透传模块与核心管理模块相连。

本实用新型的有益效果：通过设置使关口电能表监控装置的第一关口表与第二关口表共用一根RS485线，用分支器把该路关口表数据分为两路，一路连接数据采集器，另一路连接关口表评估装置，第三关口表与第四关口表共用一根RS485线，用分支器把该路关口表数据分为两路，一路连接数据采集器，另一路连接关口表评估装置，第五关口表与第六关口表共用一根RS485线，采用分支器把该路关口表数据分为两路，一路连接数据采集器，另一路连接关口表评估装置，这样关口表评估装置只需要1个串口来实现关口表的数据采集，分支器需要7个串口，可以大大节省关口表评估装置的串口资源，通过设置分支器使得第一关口表或第二关口表与数据采集器之间的采集通道、第三关口表或第四关口表与数据采集器之间的采集通道、第五关口表或第六关口表与数据采集器之间的采集通道互相独立，互不影响，由于数据采集器是依次向六个关口表发送地址指令进行关口表的数据采集，即在同一时刻，数据采集器只采集其中一个关口表的数据，如果当前数据采集器采集的是第一关口表或第二关口表的数据，则数据采集器只占用与第一关口表、第二关口表相连的总线，与第三关口表或第四关口表相连的总线、与第五关口表或第六关口表相连的总线都是处于空闲状态，这样关口表评估装置便可以借用处于空闲状态的关口表总线采集第三关口表、第四关口表、第五关口表、第六关口表的数据，同时，数据采集器采集的第一关口表或第二关口表数据经过分支器时，所述分支器将第一关口表数据或第二关口表数据分为两路，一路传递给数据采集器，另一路传递给关口表评估装置，这样在数据采集器采集第一关口表数据或第二关口表数据时，关口表评估装置便同时获得一份第一关口表数据或第二关口表数据，而在数据采集器采集第一关口表数据或第二关口表数据时，关口表评估装置便可以同时采集除第一关口表、第二关口表以外其它关口表的数据，这样关口表评估装置便可以获取更多的数据源，数据源越多，最后的分析结果就更加全面，进而可以对关口表进行全面的监控，可以提高设备检验效率，实现计量装置检验的全面覆盖。

附图说明

图1是本实用新型关口电能表监控装置的结构框图；

图2是本实用新型关口电能表监控装置的关口表评估装置结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述。

如图1所示，该关口电能表监控装置，关口电能表监控装置，包括主站服务器、数据采集器，所述主站服务器上连接有多个工控机，每个工控机上连接有多个关口表评估装置，所述每个关口表评估装置上连接有关口表组件，所述关口表组件由多个关口表组成，所述关口表、关口表评估装置与电力网相连接，所述关口表组件由六个关口表组成，分别为第一关口表、第二关口表、第三关口表、第四关口表、第五关口表、第六关口表，还包括分支器，所述分支器具有七个串口，其中三个串口与数据采集器相连，另外四个串口分别与关口表评估装置、第二关口表、第四关口表、第六关口表相连，所述第一关口表与第二关口表串联在一起，所述第三关口表与第四关口串联在一起，第五关口表与第六关口表串联在一起。通过设置使关口电能表监控装置的第一关口表与第二关口表共用一根RS485线，用分支器把该路关口表数据分为两路，一路连接数据采集器，另一路连接关口表评估装置，第三关口表与第四关口表共用一根RS485线，用分支器把该路关口表数据分为两路，一路连接数据采集器，另一路连接关口表评估装置，第五关口表与第六关口表共用一根RS485线，采用分支器把该路关口表数据分为两路，一路连接数据采集器，另一路连接关口表评估装置，这样关口表评估装置只需要1个串口来实现关口表的数据采集，分支器需要7个串口，可以大大节省关口表评估装置的串口资源，通过设置分支器使得第一关口表或第二关口表与数据采集器之间的采集通道、第三关口表或第四关口表与数据采集器之间的采集通道、第五关口表或第六关口表与数据采集器之间的采集通道互相独立，互不影响，由于数据采集器是依次向六个关口表发送地址指令进行关口表的数据采集，即在同一时刻，数据采集器只采集其中一个关口表的数据，如果当前数据采集器采集的是第一关口表或第二关口表的数据，则数据采集器只占用与第一关口表、第二关口表相连的总线，与第三关口表或第四关口表相连的总线、与第五关口表或第六关口表相连的总线都是处于空闲状态，这样关口表评估装置便可以借用处于空闲状态的关口表总线采集第三关口表、第四关口表、第五关口表、第六关口表的数据，同时，数据采集器采集的第一关口表或第二关口表数据经过分支器时，所述分支器将第一关口表数据或第二关口表数据分为两路，一路传递给数据采集器，另一路传递给关口表评估装置，这样在数据采集器采集第一关口表数据或第二关口表数据时关口表评估装置便同时获得一份第一关口表数据或第二关口表数据，而在数据采集器采集第一关口表数据或第二关口表数据时，关口表评估装置便可以同时采集除第一关口表、第二关口表以外其它关口表的数据，这样关口表评估装置便可以获取更多的数据源，数据源越多，最后的分析结果就更加全面，进而可以对关口表进行全面的监控，可以提高设备检验效率，实现计量装置检验的全面覆盖。

系统需要监测PT、CT的时候可以安装PT采集装置和CT采集装置，不需要监测PT、CT则可单独安装关口表评估装置。所述PT采集装置和关口表评估装置相连，所述PT采集装置采集电压互感器PT的电压数据并回传给关口表评估装置，关口表评估装置根据所述PT电压数据和采集的关口表侧电压数据对二次回路压降进行监测，所述CT采集装置和关口表评估装置相连，所述CT采集装置采集电流互感器CT的电流数据并回传给关口表评估装置，所述关口表评估装置根据所述PT采集装置和CT采集装置采集的电压电流数据对二次回路的PT负荷、CT负荷进行监测。

如图2所示，所述关口表评估装置包括开关量监控模块、PT/CT通讯模块、以太网主站通讯模块、实时时钟模块、RS232现场调试模块、本地存储模块、供电模块、核心管理模块以及多个关口表评估单元，所述开关量监控模块、PT/CT通讯模块、以太网主站通讯模块、实时时钟模块、RS232现场调试模块、本地存储模块、供电模块分别于核心管理模块相连，每个关口表评估单元对应一个关口表，所述每个关口表评估单元包括RS485关口表通信模块、脉冲量采集模块、AC采样模块、计量模块，所述RS485关口表通信模块、脉冲量采集模块、AC采样模块分别与计量模块相连，所述每个评估单元的计量模块与核心管理模块相连。该关口表评估装置通过设置多个关口表评估单元，每个关口表评估单元单独对应一个关口表，实现1对1方式处理，各个关口表评估单元之间互不干涉，哪一个关口表评估单元出问题，只需将直接出厂模块校准配置，现场替换对应的关口表评估单元即可，对其它关口表评估单元不影响，其它关口表评估单元还是可以继续使用，设备的使用率较高，同时每个关口表评估单元都有一个计量模块，计量模块采用计量芯片实现，计量模块对本关口表评估单元的数据进行统计和对比，并将统计和对比后的数据结果发送给核心管理模块，这样就减小了核心管理模块的运算量，提高了整个关口表评估装置的处理效率。

核心管理模块采用MCU，MCU通过片选CS选择当前要通信的计量模块芯片，完成数据的交互，然后再和下一个计量模块芯片通信，由于核心管理模块的MCU芯片的主频比较高，其与不同计量模块的芯片通信的转换速度比较快，因此可以实现数据的实时通信。

AC采样模块负责一回路的交流模拟量采集，其中一回路为1电压1电流。

RS485关口表通信模块负责6块关口表的数据获取，获取每块关口表的电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能、频率、相角等电力参数，通过RS485总线通讯获取数据。

脉冲量采集模块实现脉冲量采集，主要用于电能量统计及对比。通过设置各通道号与关口表的对应关系，统计和对比脉冲电量(关口表)与采集电量(线路电量)的差异及误差。

PT/CT通讯模块实现与CT设备和PT设备进行通信，实现数据传输。通讯采用RS485或者ZIGBEE无线通讯来实现。通过同步时钟进行分时管理，在独自的时间片内依次进行数据交互。

以太网主站通讯模块实现与主站服务器进行数据交互。主站服务器通过此模块对设备进行参数设置，状态监测，采样数据以及评估原始数据获取。使用RJ45接口。设计为TCP/IP服务，在C/S结构中作为客户端，指定连接主站服务器。

实时时钟模块实现设备时钟时间的运行，掉电时间的保留。是系统时间管理的基础单元。实时时钟模块包括GPS模块和RTC芯片，其中GPS用于时钟同步，RTC芯片可以获取日历、时钟等。

RS232现场调试模块主要负责通过指示灯完成现场状态指示，通过串口实现PC机现场维护操作，包括设置参数，读取数据等。

本地存储模块主要用于设备配置参数的保存，采样数据、校准参数的保存，历史前10次冻结数据的保存，事件发生保存。

开关量监控模块实现6路开关量采集。主要用于线路开关信号的采样。

另外，所述关口表评估装置还包括以太网PT/CT透传模块，所述以太网PT/CT透传模块与核心管理模块相连。此模块主要用于不同关口表评估装置之间的数据交互，电能表向主站发送数据时，先把数据传输到关口表评估装置，然后再由关口表评估装置发送给工控机，工控机对所有的关口表评估装置和电能表进行管理，同时对报文进行判断，如果需要发送给指定的关口表评估装置，则由以太网PT/CT透传模块进行发送。关口表发送给关口表评估装置的报文中带有电表地址，同时关口表评估装置发送给工控机的报文中带有关口表评估装置的地址，工控机需要对关口表地址和关口表评估装置地址进行判断，确定哪个地址的关口表需要转发给其他的关口表评估装置。

Claims (5)

1.关口电能表监控装置，包括主站服务器、数据采集器，所述主站服务器上连接有多个工控机，每个工控机上连接有多个关口表评估装置，所述每个关口表评估装置上连接有关口表组件，所述关口表组件由多个关口表组成，所述关口表、关口表评估装置与电力网相连接，其特征在于：所述关口表组件由六个关口表组成，分别为第一关口表、第二关口表、第三关口表、第四关口表、第五关口表、第六关口表，还包括分支器，所述分支器具有七个串口，其中三个串口与数据采集器相连，另外四个串口分别与关口表评估装置、第二关口表、第四关口表、第六关口表相连，所述第一关口表与第二关口表串联在一起，所述第三关口表与第四关口串联在一起，第五关口表与第六关口表串联在一起。

2.根据权利要求1所述的关口电能表监控装置，其特征在于：还包括PT采集装置，所述PT采集装置和关口表评估装置相连，所述PT采集装置采集电压互感器PT的电压数据并回传给关口表评估装置。

3.根据权利要求2所述的关口电能表监控装置，其特征在于：还包括CT采集装置，所述CT采集装置和关口表评估装置相连，所述CT采集装置采集电流互感器CT的电流数据并回传给关口表评估装置。

4.根据权利要求3所述的关口电能表监控装置，其特征在于：所述关口表评估装置包括开关量监控模块、PT/CT通讯模块、以太网主站通讯模块、实时时钟模块、RS232现场调试模块、本地存储模块、供电模块、核心管理模块以及多个关口表评估单元，所述开关量监控模块、PT/CT通讯模块、以太网主站通讯模块、实时时钟模块、RS232现场调试模块、本地存储模块、供电模块分别于核心管理模块相连，每个关口表评估单元对应一个关口表，所述每个关口表评估单元包括RS485关口表通信模块、脉冲量采集模块、AC采样模块、计量模块，所述RS485关口表通信模块、脉冲量采集模块、AC采样模块分别与计量模块相连，所述每个评估单元的计量模块与核心管理模块相连。

5.根据权利要求4所述的关口电能表监控装置，其特征在于：所述关口表评估装置还包括以太网PT/CT透传模块，所述以太网PT/CT透传模块与核心管理模块相连。