CN207717877U - 一种可扩展模块的用电检查设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可扩展模块的用电检查设备，包括设备本体和扩展模块，所述设备本体包括第一载波单元、计量单元、负载调节单元、中央控制单元、存储模块、I/O单元和电源单元，所述扩展模块包括外部电流测量模块和第二载波单元。本实用新型采用至少2档以上的可变负载选项，通过对负荷的实时测量及数据的同期读取比对，显著提升对于某些新型的窃电手法的查处能力，基于可变负载的多组测量结果的准确性更高，出现误判的概率更小。此外本实用新型具备扩展功能，RS232接口和USB接口可接入照明模块、红外数据输入/输出模块等设备，以更好的满足现场工作要求。此外本实用新型设备还能对载波电能表进行初步校准，消除客户对新型载波电能表的使用疑虑，有助于树立诚信企业的良好形象。
Description
技术领域
本实用新型属于电力系统用电检查设备技术领域，具体涉及一种可扩展模块的用电检查设备。
背景技术
随着智能电表全覆盖工作的逐步深入，针对智能电表的窃电手法也日渐多样，在复杂环境下，如何在电检查过程中如何能在成百快表中准确快速找出窃电表计、发现线损点就成了提升工作效率的关键。常规的表后线核查方式需耗费大量人力和时间，常用的停电法对用电客户的也极易造成不便，影响用电客户的日常工作。那么如何通过一种简单的设备将上述两个问题能统一解决就成为了目前当务之急。此外，在新建楼房中安装智能电表时，也通常采取集中安装方式，一般集中安装在地下室或是配电间，如何识别用户对应的电表也是一项繁重的工作，目前通常需要至少两个人配合操作，其中一人在电表集中安放地监控电表，另一人带着用电设备逐户进行测试，工作效率低下。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够快速找出窃电表计、发现线损点的可扩展模块的用电检查设备。本实用新型要解决的另一个问题是快速定位用户电表。
本实用新型通过以下技术方案解决上述技术问题，
一种可扩展模块的用电检查设备，包括设备本体和扩展模块，其特征在于，
所述设备本体包括第一载波单元、计量单元、负载调节单元、中央控制单元、存储模块、I/O单元和电源单元；
所述第一载波单元以低压电力线为通信介质与扫查区域内载波电能表建立数据通信连接，并以半双工通信方式将扫查区域内载波电能表的实时负荷、实时电压、实时电流I0、掉电事件、开盖事件信息发送至所述中央控制单元和所述存储模块；以低压电力线为通信介质与第二载波单元建立数据通信连接，将第二载波单元传输的线路电流I2发送至所述中央控制单元和所述存储模块；
所述计量单元采集设备本体的工作电压及电流采样回路的负载电流I1，并完成负载调节单元对应的有功电量计算；将采集的工作电压、负载电流I1、有功电量发送至所述中央控制单元和所述存储模块；
所述负载调节单元为电流采样回路的负载，具备至少两档负载，并功率差值至少2倍以上；
所述中央控制单元将工作电压、负载电流I1、有功电量、线路电流I2、实时电流I0的模拟量转化为数字量，并进行计算和比较，获得处理电流和对应的比较指令；当I0 = I1 +I2时，发出正常指令，当I0＜ I1 +I2时，发出报警指令；当I0 ＞ I1 +I2时，发出异常指令；
所述存储模块记录扫查区域内载波电能表的实时负荷、实时电压、实时电流I0、掉电事件、开盖事件信息，记录计量单元获取的工作电压、负载电流I1、有功电量，记录外部电流测量模块获取的线路电流I2，记录中央控制单元获得的处理电流和获得的比较指令；
所述I/O单元包括LED显示屏和键盘，所述LED显示屏显示所述载波单元获取扫查区域内载波电能表的实时负荷、电压、电流、掉电事件、开盖事件信息，显示计量单元获取的电流信息，显示中央控制单元获得的处理电流信息；所述键盘应至少包括数字“0”-“9”、“上”、“下”、“左”、“右”、“确认”和“取消”“删除”17个按键；
所述电源单元为本实用新型各模块工作时提供可靠的电能保障；
所述扩展模块包括外部电流测量模块和第二载波单元，
所述外部电流测量模块用于测量线路电流；
所述第二载波单元将线路电流发送至第一载波单元。
作为优化，所述计量单元为ADE7878测量IC；
作为优化，所述中央控制单元为MSP430F169单片机；
作为优化，所述存储模块为K9F2G08U0B存储芯片，拥有256M Byte Nand Flash存储空间；
作为优化，所述存储模块通过所述I/O单元进行数据读、写操作；
作为优化，所述电源单元由AMS1117稳压器芯片和EEMBLP55100100锂电池组成；
作为优化，所述LED显示屏和键盘采用带触摸输入的触摸显示屏；
作为优化，所述I/O单元还包括与PC通讯的RS232接口和USB接口；
作为优化，所述I/O单元还包括报警提示灯，接收报警指令发出灯光报警信号；
作为优化，所述设备本体还包括时钟单元，所述时钟单元标记收到扫查区域内载波电能表、所述计量单元和所述外部电流测量模块信息的时间，为本装置提供标准的参考时间；
作为优化，所述时钟单元为RTC时钟模块,采用为MAXIM公司生产的DS3231SN高精度I2C总线实时时钟；
作为优化，所述第一载波单元和第二载波单元为PLCi38-III低压电力线载波通信发送芯片；
作为优化，所述扩展模块还包括红外数据输入/输出模块，与载波电能表进行红外通讯，读/写电能表地址信息；
作为优化，所述红外数据输入模块为红外发射管和hx-1738A塑封红外接收头构成的红外通信装置；
作为优化，所述扩展模块还包括照明模块，所述照明模块提供工作照明，采用USB接口为8W LED灯珠供电，防爆标志Exd II CT6。
本实用新型采用至少2档以上的可变负载选项，通过对负荷的实时测量及数据的同期读取比对，显著提升对于某些新型的窃电手法的查处能力，基于可变负载的多组测量结果的准确性更高，出现误判的概率更小。此外本实用新型具备扩展功能，RS232接口和USB接口可接入照明模块、红外数据输入/输出模块等设备，以更好的满足现场工作要求。此外本实用新型设备还能对载波电能表进行初步校准，消除客户对新型载波电能表的使用疑虑，有助于树立诚信企业的良好形象。
附图说明
图1为本实用新型实施例结构示意图。
图2为本实用新型实施例应用1安装示意图；
图3为本实用新型实施例应用2安装示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，进一步详细说明本实用新型的内容。
一种可扩展模块的用电检查设备，包括设备本体和扩展模块，见图1；
所述设备本体包括第一载波单元、计量单元、负载调节单元、中央控制单元、存储模块、I/O单元、电源单元和时钟单元；
所述第一载波单元以低压电力线为通信介质与扫查区域内载波电能表建立数据通信连接，并以半双工通信方式将扫查区域内载波电能表的实时负荷、实时电压、实时电流I0、掉电事件、开盖事件信息发送至所述中央控制单元和所述存储模块；以低压电力线为通信介质与第二载波单元建立数据通信连接，将第二载波单元传输的线路电流I2发送至所述中央控制单元和所述存储模块；
所述计量单元采集设备本体的工作电压及电流采样回路的负载电流I1，并完成负载调节单元对应的有功电量计算；将采集的工作电压、负载电流I1、有功电量发送至所述中央控制单元和所述存储模块；所述计量单元为ADE7878测量IC；
所述负载调节单元为电流采样回路的负载，具备至少两档负载，并功率差值至少2倍以上；一档为50Ω，二档为25Ω；
所述中央控制单元将工作电压、负载电流I1、有功电量、线路电流I2、实时电流I0的模拟量转化为数字量，并进行计算和比较，获得处理电流和对应的比较指令；当I0 = I1 +I2时，发出正常指令，当I0＜ I1 +I2时，发出报警指令；当I0 ＞ I1 +I2时，发出异常指令；所述中央控制单元为MSP430F169单片机；
所述存储模块记录扫查区域内载波电能表的实时负荷、实时电压、实时电流I0、掉电事件、开盖事件信息，记录计量单元获取的工作电压、负载电流I1、有功电量，记录外部电流测量模块获取的线路电流I2，记录中央控制单元获得的处理电流和获得的比较指令；所述存储模块为K9F2G08U0B存储芯片，拥有256M Byte Nand Flash存储空间；
所述存储模块通过所述I/O单元进行数据读、写操作；
所述I/O单元包括LED显示屏和键盘，所述LED显示屏显示所述载波单元获取扫查区域内载波电能表的实时负荷、电压、电流、掉电事件、开盖事件信息，显示计量单元获取的电流信息，显示中央控制单元获得的处理电流信息；所述键盘应至少包括数字“0”-“9”、“上”、“下”、“左”、“右”、“确认”和“取消”“删除”17个按键；所述LED显示屏和键盘采用带触摸输入的触摸显示屏；
所述I/O单元还包括与PC通讯的RS232接口和USB接口；
所述I/O单元还包括报警提示灯，接收报警指令发出灯光报警信号；
所述电源单元为本实用新型各模块工作时提供电能保障；所述电源单元由AMS1117稳压器芯片和EEMBLP55100100锂电池组成；
所述设备本体还包括时钟单元，所述时钟单元标记收到扫查区域内载波电能表、所述计量单元和所述外部电流测量模块信息的时间，为本装置提供标准的参考时间；
所述时钟单元为RTC时钟模块,采用为MAXIM公司生产的DS3231SN高精度I2C总线实时时钟；
所述扩展模块包括外部电流测量模块和第二载波单元，
所述外部电流测量模块用于测量线路电流I2；
所述第二载波单元将线路电流发送至第一载波单元；
所述第一载波单元和第二载波单元为PLCi38-III低压电力线载波通信发送芯片。
所述扩展模块还包括红外数据输入/输出模块，与载波电能表进行红外通讯，读/写电能表地址信息；
所述红外数据输入模块为红外发射管和hx-1738A塑封红外接收头构成的红外通信装置；
所述扩展模块还包括照明模块，所述照明模块提供工作照明，采用USB接口为8WLED灯珠供电，防爆标志Exd II CT6。
本实用新型的基本原理：
（1）正常情况下，同一时刻某计量装置上计量到的电流I0应与实际流过该计量装置上的电流（用户设备消耗的电流I1及本设备消耗的电流I2）相等，即I0 = I1 +I2 ；
（2）如果出现窃电或表计计量不正常的情况下，则会出现I0 ＜ I1 +I2的现象。
应用1：窃电表计排查
本应用安装见图2，使用时，首先将本实用新型设备的电流采样回路的两端通过鳄鱼夹分别固定在低压计量装置产权分界点（一般是扫查区域内载波电能表1的输出端或表后的第一个空气开关2的上桩头进线处）处的零线和火线上，采集设备本体3的工作电压及电流采样回路的负载电流I1；再将外部电流测量模块4置于产权分界点之后（一般是扫查区域内载波电能表后的第一个空气开关2的下桩头出线处）的火线或零线上，根据现场实际需要增加扩展模块。
之后启动本实用新型设备，输入待查表计的表地址，第一载波单元索引表计后实时读取表内电流数值I0，同时中央控制单元将外部电流测量模块测量的线路电流I2与计量单元获取的负载电流I1进行加权后与表内电流数值I0进行比对，分别进行三次对比：1、用户负荷与设备本体（未带负载单元），2、用户负荷与设备本体（一档负载），3、用户负荷与设备本体（二档负载），如三次负载测试均为I0=I1+I2，那么则认为该表计量正常；若任意一档出现I0＜I1+I2，则说明该表存在少计电量的情况，所述中央控制单元发出报警指令，若在降档进行复核测量仍有上述现象，则可判定该计量装置存在窃电情况。
应用2：表户关系核查
本应用安装见图3，扫查区域内载波电能表5通过入户线7连接到用户家中的进线空开6，使用时，首先将本实用新型设备本体8的电流采样回路的两端通过鳄鱼夹分别固定在用户家中的进线空开6上桩头进线处的零线和火线上，再将外部电流测量模块9固定在用户家中的进线空开6下桩头出线处的火线或零线上，根据现场实际需要增加外部扩展模块。
之后启动本实用新型设备，输入待查表计的表地址，第一载波单元索引表计后实时读取表内电流数值I0，同时中央控制单元将外部电流测量模块测量的线路电流I2与计量单元获取的负载电流I1进行加权后与表内电流数值I0进行比对，在一个负荷的变化周期内进行三次对比：1、用户负荷与设备本体（未带负载单元），2、用户负荷与设备本体（1档负载），3、用户负荷与设备本体（2档负载），如三档负载测试均为I0=I1+I2，那么则认为该用户表-户关系无误，若任意一档出现I0＞I1+I2或I0＜I1+I2则说明该表-户关系存在对应错误的可能，再次复现测量结果后仍然出现I0＞I1+I2或I0＜I1+I2可以确定表-户关系有误。
Claims (10)
1.一种可扩展模块的用电检查设备，包括设备本体和扩展模块，其特征在于，
所述设备本体包括第一载波单元、计量单元、负载调节单元、中央控制单元、存储模块、I/O单元和电源单元；
所述第一载波单元以低压电力线为通信介质与扫查区域内载波电能表建立数据通信连接，并以半双工通信方式将扫查区域内载波电能表的实时负荷、实时电压、实时电流I0、掉电事件、开盖事件信息发送至所述中央控制单元和所述存储模块；以低压电力线为通信介质与第二载波单元建立数据通信连接，将第二载波单元传输的线路电流I2发送至所述中央控制单元和所述存储模块；
所述计量单元采集设备本体的工作电压及电流采样回路的负载电流I1，并完成负载调节单元对应的有功电量计算；将采集的工作电压、负载电流I1、有功电量发送至所述中央控制单元和所述存储模块；
所述负载调节单元为电流采样回路的负载，具备至少两档负载，并功率差值至少2倍以上；
所述中央控制单元将工作电压、负载电流I1、有功电量、线路电流I2、实时电流I0的模拟量转化为数字量，并进行计算和比较，获得处理电流和对应的比较指令；当I0 = I1 +I2时，发出正常指令，当I0＜ I1 +I2时，发出报警指令；当I0 ＞ I1 +I2时，发出异常指令；
所述存储模块记录扫查区域内载波电能表的实时负荷、实时电压、实时电流I0、掉电事件、开盖事件信息，记录计量单元获取的工作电压、负载电流I1、有功电量，记录外部电流测量模块获取的线路电流I2，记录中央控制单元获得的处理电流和获得的比较指令；
所述I/O单元包括LED显示屏和键盘，所述LED显示屏显示所述载波单元获取扫查区域内载波电能表的实时负荷、电压、电流、掉电事件、开盖事件信息，显示计量单元获取的电流信息，显示中央控制单元获得的处理电流信息；所述键盘应至少包括数字“0”-“9”、“上”、“下”、“左”、“右”、“确认”和“取消”“删除”17个按键；
所述电源单元为本实用新型各模块工作时提供可靠的电能保障；
所述扩展模块包括外部电流测量模块和第二载波单元，
所述外部电流测量模块用于测量线路电流；
所述第二载波单元将线路电流发送至第一载波单元。
2.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述计量单元为ADE7878测量IC。
3.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述中央控制单元为MSP430F169单片机。
4.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述存储模块为K9F2G08U0B存储芯片，拥有256M Byte Nand Flash存储空间。
5.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述电源单元由AMS1117稳压器芯片和EEMBLP55100100锂电池组成。
6.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述LED显示屏和键盘采用带触摸输入的触摸显示屏。
7.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述I/O单元还包括与PC通讯的RS232接口和USB接口。
8.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述I/O单元还包括报警提示灯，接收报警指令发出灯光报警信号。
9.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述设备本体还包括时钟单元，所述时钟单元标记收到扫查区域内载波电能表、所述计量单元和所述外部电流测量模块信息的时间，为本装置提供标准的参考时间；所述时钟单元为RTC时钟模块,采用为MAXIM公司生产的DS3231SN高精度I2C总线实时时钟。
10.如权利要求1所述可扩展模块的用电检查设备，其特征在于，所述第一载波单元和第二载波单元为PLCi38-III低压电力线载波通信发送芯片。
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