CN205039618U - 一种配变监测终端 - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例公开了一种配变监测终端，解决了目前的配变监测终端工作电源取自安装地点的三相电源，当其工作现场停电时，数据和时钟可以依靠内部电池保存，但通讯模块无法工作，导致的整个数据采集系统的采集成功率降低，为及时高效的分析配电变压器运行情况带来困难的技术问题。本实用新型实施例包括：太阳能电池、主电源、电压监测及切换电路和主控单元；太阳能电池、主电源与电压监测及切换电路连接；电压监测及切换电路和主控单元连接；主控单元，用于控制电压监测及切换电路进行主电源和太阳能电源的供电。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种配变监测终端。
背景技术
在整个电力供配系统当中，配电变压器是一种能够将电压直接分配给低压用户的电气设备，其运行过程中的各项参数也就成为了配电网基础数据的重要内容，主要包括油温(湿)度、有功(无功)电量、频率、功率因数、三相有功(无功)功率、三相电流、三相电压等。这些数据是配电网运行状况的具体反映，所以，对配电变压器的运行参数进行实时监控，并对采集到的信息进行正确的分析和处理，以便及时发现和解决配电变压器运行过程中的问题就成为了确保电网安全、稳定运行的重要手段，而这些都是通过配变监测终端来完成的，因此可以将其称之为配电自动化的基础和核心。
除了可以用来对配电变压器进行检测外，配变监测终端还能用于低、高压计量用户、开关线路等方面的检测和控制，当其应用于低、高压计量用户时，可以与计量箱共同使用，从而实现远程抄表。配变监测终端还可以对电压合格率进行统计，能够提供最近一个月内低、高压累计运行时间和总运行时间。当其与相应的设备共同使用时，还可以实现对三相无功功率、三相功率因数、三相电压、三相电流的计量和检测，并提供遥测、遥信、遥控、多路开关量输入、多路控制输出等功能，因此被广泛的应用于电信、工业等各个领域。
配变监测终端的使用，提高了电力部门在进行配电变压器管理上的监测能力和分析能力，取代了手工查表等一些落后的方式，大大提高了配电管理在电力发展中的作用。同时也减少了工作上可能造成的很多失误，大幅度地降低了能源损耗。
应用配变监测终端对配电变压器的实时监测获得的第一手数据，可实时掌握配电变压器各种运行参数和各仪表的运行状态，及时发现用电异常情况，通知有关部门立即处理，防止事故发生。可以通过对获得的第一手数据的分析，形成统计分析报表和曲线，找出线损异常或较高的症结，最大限度的降低线损，降低运行成本；监视配电变压器的运行状况，跟踪变压器的负载变化，避免出现过载而造成设备损坏；跟踪三相负荷情况，对于三相严重不平衡进行及时的负荷调整，有效的避免因三相不平衡导致中线烧断而引起居民家用电器损坏等。
然而，目前的配变监测终端工作电源取自安装地点的三相电源，当其工作现场停电时，数据和时钟可以依靠内部电池保存，但通讯模块无法工作，将影响整个数据采集系统的采集成功率，为及时高效的分析配电变压器运行情况带来困难。
实用新型内容
本实用新型实施例公开了一种配变监测终端，解决了目前的配变监测终端工作电源取自安装地点的三相电源，当其工作现场停电时，数据和时钟可以依靠内部电池保存，但通讯模块无法工作，导致的整个数据采集系统的采集成功率降低，为及时高效的分析配电变压器运行情况带来困难的技术问题。
本实用新型实施例提供了一种配变监测终端，包括：
太阳能电池、主电源、电压监测及切换电路和主控单元；
所述太阳能电池、所述主电源与所述电压监测及切换电路连接；
所述电压监测及切换电路和所述主控单元连接；
所述主控单元，用于控制所述电压监测及切换电路进行主电源和太阳能电源的供电。
可选地，所述电压监测及切换电路包括：电压监测电路和切换电路。
可选地，切换电路包括：
电压监测模块，包括电压监测电路、第一电子开关，所述电压监测电路和所述第一电子开关相连接，所述第一电子开关与一反相器连接，所述反相器与第二电子开关连接。
可选地，电压监测电路包括：主电源监测电路和电池监测电路。
可选地，主电源监测电路为过压和欠压监控电路，与多个电阻连接组成。
可选地，电池监测电路包括：
第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端连接；
所述第一电阻和所述第二电阻的连接点还与另一电阻的一端连接；
另一所述电阻的另一端与所述主控单元连接。
可选地，所述第一电子开关与所述第二电子开关均与一单掷开关连接。
可选地，切换电路包括：
所述第一电子开关并联有一二极管，所述第二电子开关并联有另一二极管；
所述第一电子开关与一三极管集电极连接，所述第二电子开关与第三电阻的一端连接；
所述第三电阻的另一端连接有一三极管。
可选地，所述第一电子开关与所述第二电子开关为MOSFET管。
可选地，电池监测电路还包括充电电路，所述充电电路由两个电阻和组成。
从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：
本实用新型实施例提供了一种配变监测终端，包括：太阳能电池、主电源、电压监测及切换电路和主控单元；太阳能电池、主电源与电压监测及切换电路连接；电压监测及切换电路和主控单元连接；主控单元，用于控制电压监测及切换电路进行主电源和太阳能电源的供电。本实施例中，通过太阳能电池、主电源与电压监测及切换电路连接；电压监测及切换电路和主控单元连接；主控单元，用于控制电压监测及切换电路进行主电源和太阳能电源的供电，实现了配变监测终端在主电源缺失情况下，依旧供电，解决了目前的配变监测终端工作电源取自安装地点的三相电源，当其工作现场停电时，数据和时钟可以依靠内部电池保存，但通讯模块无法工作，导致的整个数据采集系统的采集成功率降低，为及时高效的分析配电变压器运行情况带来困难的技术问题。
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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例中提供的一种配变监测终端的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提供的一种配变监测终端的工作电源配置结构示意图；
图3为本实用新型实施例中提供的一种配变监测终端的主电源监测电路结构示意图；
图4为本实用新型实施例中提供的一种配变监测终端的电池监测电路结构示意图；
图5为本实用新型实施例中提供的一种配变监测终端的切换电路结构示意图；
图6为本实用新型实施例中提供的一种配变监测终端的充电电路结构示意图。
具体实施方式
本实用新型实施例公开了一种配变监测终端，解决了目前的配变监测终端工作电源取自安装地点的三相电源，当其工作现场停电时，数据和时钟可以依靠内部电池保存，但通讯模块无法工作，导致的整个数据采集系统的采集成功率降低，为及时高效的分析配电变压器运行情况带来困难的技术问题。
请参阅图1至图6，本实用新型实施例中提供的一种配变监测终端的一个实施例包括：
太阳能电池1、主电源2、电压监测及切换电路3和主控单元4；
太阳能电池1、主电源2与电压监测及切换电路3连接；
电压监测及切换电路3和主控单元4连接；
主控单元4，用于控制电压监测及切换电路3进行主电源2和太阳能电源的供电。
进一步地，电压监测及切换电路3包括：电压监测电路31和切换电路32。
进一步地，切换电路32包括：
电压监测模块，包括电压监测电路31、第一电子开关，电压监测电路31和第一电子开关相连接，第一电子开关与一反相器连接，反相器与第二电子开关连接。
进一步地，电压监测电路31包括：主电源2监测电路和电池监测电路。
进一步地，主电源2监测电路为过压和欠压监控电路，与多个电阻连接组成。
进一步地，电池监测电路31包括：
第一电阻R48和第二电阻R47，第一电阻R48的一端和第二电阻R47的一端连接；
第一电阻R48和第二电阻R47的连接点还与另一电阻R46的一端连接；
另一电阻R46的另一端与主控单元4连接。
进一步地，第一电子开关与第二电子开关均与一单掷开关S1连接。
进一步地，切换电路32包括：
第一电子开关Q1并联有一二极管D1，第二电子开关Q2并联有另一二极管D2；
第一电子开Q1关与一三极管Q3集电极连接，第二电子开关Q2与第三电阻R4的一端连接；
第三电阻R4的另一端连接有一三极管Q4。
进一步地，第一电子开关与第二电子开关为MOSFET管。
进一步地，电池监测电路还包括充电电路，充电电路由两个电阻R44和R45组成。
本实用新型实施例提供了一种配变监测终端的工作原理：通过电压监测电路实时地对主电源经AC-DC变换后的12v电压和由太阳能电池充电的12v电池电压进行监测，通过MCU对与电路相连的电子开关发出动作指令，从而实现主电源与备用电池的切换。
工作状态：根据外部电源状态，共有两种工作状态-正常工作状态和断线工作状态。
工作状态切换方式：
状态1：外部电源正常情况下，默认使用主供电电源。
状态2：外部电源无电而备用太阳能充电电池工作正常的情况下，保证通讯模块的正常工作，这是本实用新型的第二个创新点。
状态1和状态2之间通过MCU发出控制信号，输出到自动切换电路的电子开关实现，具体过程见图2。
电池电压检测与充电电路原理：电池的标称电压为+12V，而A/D转换的基准电压为+5V，所以采用两个电阻对电池电压分压后再送到MCU的A/D模块进行A/D转换，判断电池电压的高低，进而控制充电电路的起停状态。
如图3所示，配变监测终端正常工作时，外部主供电源经AC-DC变换后，输出在12V～13V之间。这里使用了TI(德州仪器)公司的具有18V高电源(Vcc时)的过压和欠压监控电路TPS3700用于欠压检测，其输入大小可通过R3,R4,R5的大小配置进行调整，当输入过低时，将会向MCU的GPIO输入一低电平。从而提供MCU控制电源切换电路工作的判断依据。
如图4所示，电池的标称电压为+12V，而A/D转换的基准电压为+5V，所以采用两个电阻R48和R47对电池电压分压后再送到MCU的AN2进行A/D转换，R48为3K，R47为1K，所以送到A/D转换的电压为电池电压的1/4，满足了A/D转换对输入电压的要求。当系统处于闲置状态时，电池电压低于11V；当系统处于充电状态时，电池电压低于10V；当系统处于应急启动状态且电池电压低于7.8V时，系统进行低电压告警。
如图5所示，当主供电压正常时，电压监测输出高电平，第一电子开关导通，此高电平经反相后输出低电平，则第二电子开关断开，终端工作由主电源供电。当主电池电压掉电时，电压监测输出低电平，第一电子开关断开，第二电子开关导通，则终端工作由备用电池供电，实现自动切换。
第一电子开关和第二电子开关由P沟道功率MOSFET来担任，采用双P沟道功率MOSFET代替图5中的电子开关1及2。由三极管D1及D2来控制电子开关的通断。具体工作原理如下：双刀单掷开关S1合上后,若主电源电压正常，电压监测输出高电平。此高电平使Q3导通，使D1的栅极G接近地电平，D1有一个合适的–Vgs，D1导通，向终端供电；与此同时，此高电平使Q4导通，R4上的电压接近备用电池电压，使Q3的–Vgs≈0V，Q3截止，当主电掉电时时，则电压监测输出低电平。此低电平使Q3及Q4截止，Q3截止则使D1的-Vgs＝OV，D1截止，Q4截止使R4接地-Vgs＝备用电池电压，Q3导通，则由备用电池向终端供电。这种切换是自动的，切换时间小于100μs。为防止在切换瞬间影响负载工作，此时由C1向负载供电。
如图6所示，当太阳能电池要对电池充电时，其正极经过R44和R45分压后送到MCU的RA4，MCU检测RA4由低变高时，就开始对电池进行充电。充电采用MCU的PWMl控制，电池小于13.5V为一个阶段，大于13.5V为一个阶段，当大于等于14V时，停止对电池充电。
本实用新型实施例提供了一种配变监测终端，包括：太阳能电池1、主电源2、电压监测及切换电路3和主控单元4；太阳能电池1、主电源2与电压监测及切换电路3连接；电压监测及切换电路3和主控单元4连接；主控单元4，用于控制电压监测及切换电路3进行主电源2和太阳能电源的供电。本实施例中，通过太阳能电池1、主电源2与电压监测及切换电路3连接；电压监测及切换电路3和主控单元4连接；主控单元4，用于控制电压监测及切换电路3进行主电源2和太阳能电源的供电，实现了配变监测终端在主电源2缺失情况下，依旧供电，解决了目前的配变监测终端工作电源取自安装地点的三相电源，当其工作现场停电时，数据和时钟可以依靠内部电池保存，但通讯模块无法工作，导致的整个数据采集系统的采集成功率降低，为及时高效的分析配电变压器运行情况带来困难的技术问题。在外部电源掉电的情况下，保证配变监测终端正常的工作电源，避免因停电而导致终端无法进行远程通信、采集数据的情况。减少检修人员工作量。由于停电，配变监测终端无法上传数据，影响正常采集系统工作，采集系统主站判断配变监测终端出现“与主站联系不上”的故障，检修人员必须到现场查明原因，采用太阳能辅助供电后，配变监测终端通讯模块仍能正常工作。检修人员无需到达现场。主电源与备用电源自动切换装置体积小，功耗低，成本低。
以上对本实用新型所提供的一种配变监测终端进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
Claims (10)
1.一种配变监测终端，其特征在于，包括：
太阳能电池、主电源、电压监测及切换电路和主控单元；
所述太阳能电池、所述主电源与所述电压监测及切换电路连接；
所述电压监测及切换电路和所述主控单元连接；
所述主控单元，用于控制所述电压监测及切换电路进行主电源和太阳能电源的供电。
2.根据权利要求1所述的配变监测终端，其特征在于，所述电压监测及切换电路包括：电压监测电路和切换电路。
3.根据权利要求2所述的配变监测终端，其特征在于，切换电路包括：
电压监测模块，包括电压监测电路、第一电子开关，所述电压监测电路和所述第一电子开关相连接，所述第一电子开关与一反相器连接，所述反相器与第二电子开关连接。
4.根据权利要求2所述的配变监测终端，其特征在于，电压监测电路包括：主电源监测电路和电池监测电路。
5.根据权利要求4所述的配变监测终端，其特征在于，主电源监测电路为过压和欠压监控电路，与多个电阻连接组成。
6.根据权利要求4所述的配变监测终端，其特征在于，电池监测电路包括：
第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的一端和所述第二电阻的一端连接；
所述第一电阻和所述第二电阻的连接点还与另一电阻的一端连接；
另一所述电阻的另一端与所述主控单元连接。
7.根据权利要求3所述的配变监测终端，其特征在于，所述第一电子开关与所述第二电子开关均与一单掷开关连接。
8.根据权利要求7所述的配变监测终端，其特征在于，切换电路包括：
所述第一电子开关并联有一二极管，所述第二电子开关并联有另一二极管；
所述第一电子开关与一三极管集电极连接，所述第二电子开关与第三电阻的一端连接；
所述第三电阻的另一端连接有一三极管。
9.根据权利要求8所述的配变监测终端，其特征在于，所述第一电子开关与所述第二电子开关为MOSFET管。
10.根据权利要求6所述的配变监测终端，其特征在于，电池监测电路还包括充电电路，所述充电电路由两个电阻和组成。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520666850.5U CN205039618U (zh) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 一种配变监测终端 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN201520666850.5U CN205039618U (zh) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 一种配变监测终端 |
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|---|---|
| CN205039618U true CN205039618U (zh) | 2016-02-17 |
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ID=55298488
Family Applications (1)
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| CN201520666850.5U Active CN205039618U (zh) | 2015-08-31 | 2015-08-31 | 一种配变监测终端 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN205039618U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111337871A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-06-26 | 贵州电网有限责任公司 | 一种电能表及终端通讯模块io口电平可调节电路 |
| CN112531877A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 贵州电网有限责任公司 | 一种停电时自动切换备用电源的配变监测计量终端 |
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2015
- 2015-08-31 CN CN201520666850.5U patent/CN205039618U/zh active Active
Cited By (3)
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| CN111337871A (zh) * | 2020-02-29 | 2020-06-26 | 贵州电网有限责任公司 | 一种电能表及终端通讯模块io口电平可调节电路 |
| CN112531877A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-19 | 贵州电网有限责任公司 | 一种停电时自动切换备用电源的配变监测计量终端 |
| CN112531877B (zh) * | 2020-11-26 | 2022-12-09 | 贵州电网有限责任公司 | 一种停电时自动切换备用电源的配变监测计量终端 |
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