CN208902824U - 一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器 - Google Patents
一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器，包括核心ARM与电能计量DSP，所述核心ARM为主MCU，用于进行控制、数据传输、通信及数据存储，所述电能计量DSP为辅MCU；所述核心ARM通过高速SPI总线连接电能计量DSP并对其进行控制，且两者采用数字隔离模块进行通信，所述电能计量DSP前端输入经信号调理与滤波后的三相电压、电流；所述核心ARM输入端同时连接RS485模块、ZIGBEE模块及编码器，外置录波FLASH进行数据存储与上传，所述核心ARM与编码器之间设有隔离电路，所述隔离电路输入端连接开关量，输出端连接继电器。本实用新型的优点是，集成度高、性价比高，能够满足各项技术指标要求。
Description
技术领域
本实用新型属于供配电网故障诊断技术领域，具体涉及一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器。
背景技术
供配电网故障诊断系统需要在关键节点处加装具有实时数据传输功能的高精度电能参数采集装置，要求掉电时正常工作，应急处置时还具有简单的控制功能。电能参数主要是指三相电压、电流的瞬时值与有效值，三相总(基波和谐波)有功、无功、视在功率，三相总有功、无功、视在电能，三相基波有功、无功电能等。市面上的电能参数测量装置主要有电度表、电能质量分析仪、无功补偿控制器等，均无法直接用于供配电网故障诊断系统，二次改造则集成度差、性价比低，无法满足技术指标要求。本申请高精度电能参数实时采集控制器(后简称采集控制器)，旨在解决这一问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述问题，提供一种用于供配电网故障诊断系统的集成度高、性价比高，能够满足各项技术指标要求的电能参数采集控制器。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器，包括核心ARM与电能计量DSP，所述核心ARM为主MCU，用于进行控制、数据传输、通信及数据存储，所述电能计量DSP为辅MCU；所述核心ARM通过高速SPI总线连接电能计量DSP并对其进行控制，且两者采用数字隔离模块进行通信，所述电能计量DSP前端输入经信号调理与滤波后的三相电压、电流；所述核心ARM输入端同时连接RS485模块、ZIGBEE模块及编码器，所述RS485模块及ZIGBEE模块用于进行组网打包发送，外置录波FLASH进行数据存储与上传，所述核心ARM与编码器之间设有隔离电路，所述隔离电路输入端连接开关量，输出端连接继电器。
进一步的，所述采集控制器采用市电供电与锂电池供电复用的电源管理系统。
进一步的，所述供配电网故障诊断系统包括信息采集与传输系统、云端专家故障诊断系统及故障定位与快速恢复系统，所述信息采集与传输系统设有若干变电柜，所述变电柜包括若干变压器及若干配电盒，所述配电盒连接若干电表，在所述变电柜的高压进线、低压出线端及配电盒处均安装上述采集控制器。
进一步的，所述故障定位与快速恢复系统通过485总线连接信息采集与传输系统，通过无线网络连接云端专家故障诊断系统。
本实用新型的有益效果在于：
本实用新型采用主、辅MCU层次架构：电能计量DSP实现了前端信号高速采集、处理、计算，核心ARM实现了中控、协调、通信等功能；强电、弱电数字隔离设计，核心ARM系统与电能计量DSP系统完全进行数字隔离，提高了采集控制器的可靠性与抗干扰性；锂电池、市电复用供电的电源管理设计，系统掉电后可以正常工作，实现系统的应急处置功能；有线(RS485)、无线(ZIGBEE)通信结合的组网功能；开关量输入与继电器输出的控制功能。整体集成度高、性价比高，能够满足各项技术指标的要求。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型供配电网故障诊断系统架构图；
图2为本实用新型采集控制器基本结构示意图。
具体实施方式
如图2所示的一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器，包括核心ARM与电能计量DSP，所述核心ARM为主MCU，用于进行控制、数据传输、通信及数据存储，所述电能计量DSP为辅MCU，是一个集成谐波和基波信息的多相多功能高精度(0.1％)电能计量IC。
所述核心ARM通过高速SPI总线连接电能计量DSP并对其进行控制，且两者采用数字隔离模块进行通信，所述电能计量DSP前端输入经信号调理与滤波后的三相电压、电流；所述核心ARM输入端同时连接RS485模块、ZIGBEE模块及编码器，所述RS485模块及ZIGBEE模块用于进行组网打包发送，外置录波FLASH进行数据存储与上传，所述核心ARM与编码器之间设有隔离电路，所述隔离电路输入端连接开关量，输出端连接继电器。三相电压、电流经信号调理与滤波后输入至电能计量DSP前端，电能计量DSP负责完成采样、模数转换、数字滤波与计算处理，核心ARM同时还隔离采样开关量数据并根据需要将所有实时数据通过RS485模块(采集控制器可通过编码器设置唯一地址)或ZIGBEE模块进行组网打包发送，并同步存储数据至大容量外置录波FLASH实现录波功能，若电网故障，根据指令可将录波数据上传，或控制继电器信号输出，完成应急处置。
全系统采用市电供电与锂电池供电复用的电源管理系统，电网正常时由220V交流供电，锂电池自动充电，电网故障时由锂电池供电，两种供电模式实现功能完全一致，满足了供配电网故障诊断的技术需求。
如图1所示，所述供配电网故障诊断系统包括信息采集与传输系统、云端专家故障诊断系统及故障定位与快速恢复系统，所述信息采集与传输系统设有若干变电柜，所述变电柜包括若干变压器及若干配电盒，所述配电盒连接若干电表。在所述变电柜的高压进线、低压出线端及配电盒处均安装上述采集控制器，一是对关键节点的电能参数进行实时监测与录波，用于电网故障分析；二是对电缆沟水位、储能、消防跳闸、欠费跳闸4路开关量进行监测，对合闸、分闸、报警3路继电器控制输出，实现故障的应急处置功能；三是采集控制器掉电后仍能正常工作，通过有线或无线组网完成录波回放、故障定位与恢复控制。所述故障定位与快速恢复系统通过485总线连接信息采集与传输系统，通过无线网络连接云端专家故障诊断系统。
本实用新型采用主、辅MCU层次架构：电能计量DSP实现了前端信号高速采集、处理、计算，核心ARM实现了中控、协调、通信等功能；强电、弱电数字隔离设计，核心ARM系统与电能计量DSP系统完全进行数字隔离，提高了采集控制器的可靠性与抗干扰性；锂电池、市电复用供电的电源管理设计，系统掉电后可以正常工作，实现系统的应急处置功能；有线(RS485)、无线(ZIGBEE)通信结合的组网功能；开关量输入与继电器输出的控制功能。整体集成度高、性价比高，能够满足各项技术指标的要求。
本实用新型中未做详细描述的内容均为现有技术。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器，其特征在于，包括核心ARM与电能计量DSP，所述核心ARM为主MCU，用于进行控制、数据传输、通信及数据存储，所述电能计量DSP为辅MCU；所述核心ARM通过高速SPI总线连接电能计量DSP并对其进行控制，且两者采用数字隔离模块进行通信，所述电能计量DSP前端输入经信号调理与滤波后的三相电压、电流；所述核心ARM输入端同时连接RS485模块、ZIGBEE模块及编码器，所述RS485模块及ZIGBEE模块用于进行组网打包发送，外置录波FLASH进行数据存储与上传，所述核心ARM与编码器之间设有隔离电路，所述隔离电路输入端连接开关量，输出端连接继电器。
2.根据权利要求1所述的一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器，其特征在于，所述采集控制器采用市电供电与锂电池供电复用的电源管理系统。
3.根据权利要求1所述的一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器，其特征在于，所述供配电网故障诊断系统包括信息采集与传输系统、云端专家故障诊断系统及故障定位与快速恢复系统，所述信息采集与传输系统设有若干变电柜，所述变电柜包括若干变压器及若干配电盒，所述配电盒连接若干电表，在所述变电柜的高压进线、低压出线端及配电盒处均安装上述采集控制器。
4.根据权利要求3所述的一种用于供配电网故障诊断系统的电能参数采集控制器，其特征在于，所述故障定位与快速恢复系统通过485总线连接信息采集与传输系统，通过无线网络连接云端专家故障诊断系统。
Priority Applications (1)
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| CN112834819A (zh) * | 2021-01-04 | 2021-05-25 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置及方法 |
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2018
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| CN112834819B (zh) * | 2021-01-04 | 2024-04-02 | 杭州万高科技股份有限公司 | 一种用于电能计量芯片的数字信号处理装置及方法 |
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