CN206114810U - 一种直流配电系统的智能监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种直流配电系统的智能监测装置，包括集成设置有母线数据采集单元的主控模块、支路电量监测模块以及支路开关量监测模块，所述主控模块与所述支路电量监测模块、所述支路开关量监测模块电性连接；所述支路电量监测模块和所述支路开关量监测模块分别对配出支路的电量参数和开关状态参数进行实时监测采集，所述主控模块接收并处理所述电量参数和所述开关状态参数，并对所述支路电量监测模块、所述支路开关量监测模块的运行状态进行控制。本实用新型采用模块化分离设置，能够实现进线或支路电参量监测、开关状态监测等功能灵活配置。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电监测技术领域，特别涉及一种直流配电系统的智能监测装置。
背景技术
直流配电系统的智能监测装置主要用于数据中心机房或其他直流配电设备电量监测，可以对直流配电设备的主、备进线、配出支路电参数测量与电能计量，还可以对各回路的电流、功率、电能、最大电流、电流需量、最大电流需量、功率需量、最大功率需量以及负载率进行统计分析。
现有直流配电系统的监测单元大多数采用进线电量监测与输出支路电量监测、支路电参量监测与支路状态监测等功能综合集成设计，无法实现进线或支路电参量监测、开关状态监测等功能灵活配置，造成不必要的功能浪费，难以满足多样化系统配置的需求。同时由于受到本地存储容量的限制，系统对历史配电参数仅仅存储单一历史电能值，存储数据用时较长，存储数量少，难以满足为大数据中心精密配电实现节能减排提供有效数据依据。另外，大多数直流配电系统的监测单元采用RS232或RS485通信方式，通信距离短，可监测模块数量有限。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种直流配电系统的智能监测装置，采用模块化分离设置，能够实现进线或支路电参量监测、开关状态监测等功能灵活配置。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：
一种直流配电系统的智能监测装置，包括集成设置有母线数据采集单元的主控模块、支路电量监测模块以及支路开关量监测模块，所述主控模块与所述支路电量监测模块、所述支路开关量监测模块电性连接；所述支路电量监测模块和所述支路开关量监测模块分别对配出支路的电量参数和开关状态参数进行实时监测采集，所述主控模块接收并处理所述电量参数和所述开关状态参数，并对所述支路电量监测模块、所述支路开关量监测模块的运行状态进行监测。
进一步的，所述智能监测装置还包括与所述主控模块连接的人机交互模块，用于实时显示主控模块接收的所述参数，并存储所述参数。
进一步的，所述主控模块、支路电量监测模块、支路开关量监测模块分别设置有通信单元，所述通信单元采用RS485通信方式实现所述主控模块与所述支路电量监测模块和所述支路开关量监测模块连接。
进一步的，所述主控模块、支路电量监测模块、支路开关量监测模块分别设置有稳压电源单元，对所述主控模块、支路电量监测模块、支路开关量监测模块提供工作电压。
进一步的，所述智能监测装置中的所述支路电量监测模块和所述支路开关量监测模块分别为多个，且多个所述支路电量监测模块分别与所述主控模块连接，多个所述支路开关量监测模块分别与所述主控模块连接。
进一步的，所述主控模块包括单片机、存储单元、主板通信单元、TCP网口通信接口以及RS485通信接口，所述单片机与所述存储单元、主板通信单元、TCP网口通信接口以及RS485通信接口连接；所述主板通信单元与一触摸屏连接；所述TCP网口通信接口以及RS485通信接口与上位机连接。其中触摸屏是人机交换模块。
进一步的，所述母线数据采集单元通过霍尔传感器实时分别获得每一条配电母线的电量参数；所述母线数据采集单元包括主路母线数据采集单元和备路母线数据采集单元。直流配电系统的配电母线设置方式一般有三种模式：独立单路母线、双路母线互锁、独立双路母线。
其中，主控模块是核心模块，集成了母线电量、开关状态、防雷状态等实时监测功能，主备进线和配出支路的电能、最大电流、电流需量、最大电流需量、功率需量、最大功率需量、负载率分析和统计功能，以及各回路欠压、过压、欠流、过流、开关故障和防雷故障告警等功能于一体；并可通过TCP/IP网络接口或RS485接口发送到集中监控中心的上位机。
进一步的， 所述支路开关量监测模块包括相互连接的第一单片机和支路状态采集单元，所述支路状态采集单元用于采集配电支路上开关量的状态信号，并传送至所述第一单片机，形成配电支路上开关量的状态数据；所述支路电量监测模块包括相互连接的第二单片机和支路电量采集单元，所述支路电量采集单元与霍尔传感器连接，实时采集配电支路的电量信号，并传送至所述第二单片机，形成配电支路上的电量参数。
进一步的，所述智能监测装置还包括欠压保护单元、过压保护单元、欠流保护单元、过流保护单元、防雷故障报警单元和开关故障报警单元，所述欠压保护单元、所述过压保护单元、所述欠流保护单元、所述过流保护单元、所述防雷故障报警单元和所述开关故障报警单元集成设置在所述主控模块内。
采用上述技术方案，本实用新型的直流配电系统的智能监测装置具有主备双路进线以及多路配出支路的电压、电流、功率、电能等电参数测量和进线状态、配出支路状态、防雷状态的实时监测显示功能外，具有实时统计分析主、备进线和配出支路的负载率、最大电流、电流需量、最大电流需量、功率需量和最大功率需量功能。智能监测装置集欠压、过压、欠流、过流、防雷故障和开关故障告警等功能于一体，可以设置配出支路路数、母线额定电流、支路负载名称、支路输出额定电流、支路电流一级告警阈值、支路电流二级告警阈值、配出支路霍尔传感器变比、母线霍尔传感器变比及通信地址等参数，具有电能清零和最值清除功能，可将历史电能和历史告警数据导入到优盘，提供RS485、TCP/IP通信接口可供用户选择与上位机通信方式，人机交互模块采用触摸屏，极大的方便了查询和显示。
附图说明
图1为本实用新型的第一种智能监测装置结构框图；
图2为本实用新型的第二种智能监测装置结构框图；
图中，10-主控模块，20-支路开关量监测模块，30-支路电量监测模块，40-上位机，50-触摸屏。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示， 一种直流配电系统的智能监测装置，包括集成设置有母线数据采集单元的主控模块10、支路电量监测模块30以及支路开关量监测模块20，所述主控模块10与所述支路电量监测模块30、所述支路开关量监测模块20电性连接；所述支路电量监测模块30和所述支路开关量监测模块20分别对配出支路的电量参数和开关状态参数进行实时监测采集，所述主控模块10接收并处理所述电量参数和所述开关状态参数，并对所述支路电量监测模块30、所述支路开关量监测模块20的运行状态进行控制。
其中，所述智能监测装置还包括与所述主控模块10连接的人机交互模块，用于实时显示主控模块接收的所述参数，并存储所述参数。
其中，所述主控模块10包括单片机、存储单元、主板通信单元、TCP网口通信接口以及RS485通信接口，所述单片机与所述存储单元、主板通信单元、TCP网口通信接口以及RS485通信接口连接；所述主板通信单元与一触摸屏50连接；所述TCP网口通信接口以及RS485通信接口与上位机40连接。其中触摸屏50是人机交换模块。
其中，所述母线数据采集单元通过霍尔传感器实时获得配电母线的电量参数；所述母线数据采集单元包括主路母线数据采集单元和备路母线数据采集单元。
其中，主控模块10是核心模块，集成了母线电量、开关状态、防雷状态等实时监测功能，主备进线和配出支路的电能、最大电流、电流需量、最大电流需量、功率需量、最大功率需量、负载率分析和统计功能，以及各回路欠压、过压、欠流、过流、开关故障和防雷故障告警等功能于一体；并可通过TCP/IP网络接口或RS485接口发送到集中监控中心的上位机40。
优选地，所述智能监测装置将本地存储分为触摸屏50长期存储单元和主控模块10短期的存储单元两部分，扩展了装置的存储容量。触摸屏50长期存储单元存储的数据包括母线历史电能数据和详细历史告警数据如告警发生时间、告警阈值、实时告警参数、告警内容描述以及告警解除时间等；支持USB数据下载，可将触摸屏50中的存储的历史电能和历史告警数据导入到U盘中。主控模块10的短期存储单元采用25Q64FV 64M flash闪存芯片与FM24W256 512k铁电存储芯片相结合的方式，扩展了模块存储容量及芯片擦写次数。主控模块10短期存储单元存储包括512条历史告警数据，5000条进线每15min电流、功率、电能参数，1000条进线每日电流、功率、电能参数以及24条每月电流、功率、电能参数。主控模块10短期存储参数可通过TCP网络端口或RS485通信端口上传到集中监控系统，为大数据中心精密配电实现节能减排提供有效数据依据。
优选地，主控模块10采用的STM32F103VET6作为主控CPU进行数据处理，采用STM32F103VET6内部ADC对进线电压、电流进行模数转换，降低了模块的功耗。
优选地，TCP网口通信接口的通信方式采用ZLS2000 嵌入式TCP/IP协议转化模块，将在CPU串口上收到的数据将透明地传送给网络服务器；网络服务器发送给模块的数据也将透明地在模块串口上输出传送给CPU。ZLS2000模块通过FODM611光耦隔离方式与CPU的串口连接，降低了ZLS2000对CPU的干扰，实现了通信的多样化。
其中，所述支路开关量监测模块20包括相互连接的第一单片机和支路状态采集单元，所述支路状态采集单元用于采集配电支路上开关量的状态信号，并传送至所述第一单片机，形成配电支路上开关量的状态数据；所述支路电量监测模块30包括相互连接的第二单片机和支路电量采集单元，所述支路电量采集单元与霍尔传感器连接，实时采集配电支路的电量信号，并传送至所述第二单片机，形成配电支路上的电量参数。
优选地，支路电量监测模块30采用ADG738多通道选择芯片与AD7888 ADC转换芯片相结合，减少AD模数转换芯片，降低了设备的成本与能耗，增加了电路监测回路数。
其中，所述主控模块10、支路电量监测模块30、支路开关量监测模块20分别设置有通信单元，所述通信单元采用RS485通信方式实现所述主控模块10与所述支路电量监测模块30和所述支路开关量监测模块20连接。
其中，所述主控模块10、支路电量监测模块30、支路开关量监测模块20分别设置有稳压电源单元，对所述主控模块10、支路电量监测模块30、支路开关量监测模块20提供工作电压。
如图2所示，所述智能监测装置中的所述支路电量监测模块30和所述支路开关量监测模块20分别为多个，且多个所述支路电量监测模块30分别与所述主控模块10连接，多个所述支路开关量监测模块20分别与所述主控模块10连接。
优选地，所述智能监测装置可监测配出支路数总96路（主备双路各48路）、进线回路数2路的电参数。每个支路电量监测模块30最大监测48路单路或主备各24路输出回路，可扩展到单路96 或主备双路各48路，即两个模块级联。每个支路开关状态监测模块最大可监测24路单路或主备各回路配出支路开关状态，最大可扩展到48路主备各回路或96路单路配出支路状态，即四个模块级联。另外，可根据不同的系统配置要求加减各模块的使用数量。
以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但本实用新型不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：包括集成设置有母线数据采集单元的主控模块、支路电量监测模块以及支路开关量监测模块，所述主控模块与所述支路电量监测模块、所述支路开关量监测模块电性连接；所述支路电量监测模块和所述支路开关量监测模块分别对配出支路的电量参数和开关状态参数进行实时监测采集，所述主控模块接收并处理所述电量参数和所述开关状态参数，并对所述支路电量监测模块、所述支路开关量监测模块的运行状态进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：还包括与所述主控模块连接的人机交互模块，用于实时显示主控模块接收并处理的所述参数，并存储所述参数。
3.根据权利要求2所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：所述主控模块、支路电量监测模块、支路开关量监测模块分别设置有通信单元，所述通信单元采用RS485通信方式实现所述主控模块与所述支路电量监测模块和所述支路开关量监测模块连接。
4.根据权利要求3所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：所述主控模块、支路电量监测模块、支路开关量监测模块分别设置有稳压电源单元，对所述主控模块、支路电量监测模块、支路开关量监测模块提供工作电压。
5.根据权利要求2所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：所述智能监测装置中的所述支路电量监测模块和所述支路开关量监测模块分别为多个，且多个所述支路电量监测模块分别与所述主控模块连接，多个所述支路开关量监测模块分别与所述主控模块连接。
6.根据权利要求5所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：所述主控模块包括单片机、存储单元、主板通信单元、TCP网口通信接口以及RS485通信接口，所述单片机与所述存储单元、主板通信单元、TCP网口通信接口以及RS485通信接口连接；所述主板通信单元与一触摸屏连接；所述TCP网口通信接口以及RS485通信接口与上位机连接；
其中触摸屏是人机交换模块。
7.根据权利要求1所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：所述母线数据采集单元通过霍尔传感器实时分别获得每一条配电母线的电量参数；所述母线数据采集单元包括主路母线数据采集单元和备路母线数据采集单元。
8.根据权利要求2所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：所述支路开关量监测模块包括相互连接的第一单片机和支路状态采集单元，所述支路状态采集单元用于采集配电支路上开关量的状态信号，并传送至所述第一单片机，形成配电支路上开关量的状态数据；所述支路电量监测模块包括相互连接的第二单片机和支路电量采集单元，所述支路电量采集单元与霍尔传感器连接，实时采集配电支路的电量信号，并传送至所述第二单片机，形成配电支路上的电量参数。
9.根据权利要求2所述的一种直流配电系统的智能监测装置，其特征在于：还包括欠压保护单元、过压保护单元、欠流保护单元、过流保护单元、防雷故障报警单元和开关故障报警单元，所述欠压保护单元、所述过压保护单元、所述欠流保护单元、所述过流保护单元、所述防雷故障报警单元和所述开关故障报警单元集成设置在所述主控模块内。
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| CN201621161980.4U CN206114810U (zh) | 2016-10-25 | 2016-10-25 | 一种直流配电系统的智能监测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110556812A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-12-10 | 广东电网有限责任公司珠海供电局 | 一种直流配电系统能量管理系统 |
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2016
- 2016-10-25 CN CN201621161980.4U patent/CN206114810U/zh active Active
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| CN110556812A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-12-10 | 广东电网有限责任公司珠海供电局 | 一种直流配电系统能量管理系统 |
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