CN210380379U - 一种供电系统停电故障自动监测装置 - Google Patents

Abstract

一种供电系统停电故障自动监测装置，包括DC/DC降压电路、单片机、限流电阻、超级电容、防倒流二极管和停电检测电路，所述防倒流二极管的正极接智能电能表开关电源的输出端，负极接DC/DC降压电路的输入端并依次经限流电阻和超级电容接地；所述DC/DC降压电路的输出端接单片机的供电端子；所述停电检测电路的输入端接智能电能表开关电源的输出端，输出端接单片机的输入端。本实用新型设置了停电检测电路和超级电容储能电路，出现停电故障时，单片机利用超级电容储存的电能自动将故障信息发送到供电服务指挥平台，保证了故障上报的及时性和准确性，缩短了故障抢修时间，提高了供电服务水平。

Description

一种供电系统停电故障自动监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种能够在智能电能表用户出现停电故障时自动上报故障信息的装置，属于供电技术领域。

背景技术

长期以来，供电公司主要依据用户报修电话确定低压配网故障，停电地点、规模等故障信息不准确，而且信息上报不及时，甚至存在用户长时间未发现家中停电而导致停电故障延续，对用户财产和设备造成更大损害的情况，进而引发用户投诉、要求供电公司赔偿等问题。

有的智能电能表虽然设有双模通信单元(微功率高速无线通信+窄带载波通信)，具有信息上传功能，但现有的智能电能表不具备维持通信的后备电源，更没有停电检测电路，停电后无法将故障信息及时发送到供电服务指挥平台，无法实现供电故障的主动抢修，从而制约了供电服务水平的提升。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种供电系统停电故障自动监测装置，以便及时、准确地上报停电故障，提高供电服务水平。

本实用新型所述问题是以下述技术方案解决的：

一种供电系统停电故障自动监测装置，构成中包括DC/DC降压电路、单片机、限流电阻、超级电容、防倒流二极管和停电检测电路，所述防倒流二极管的正极接智能电能表开关电源的输出端，负极接DC/DC降压电路的输入端并依次经限流电阻和超级电容接地；所述DC/DC降压电路的输出端接单片机的供电端子；所述停电检测电路的输入端接智能电能表开关电源的输出端，输出端接单片机的输入端。

上述供电系统停电故障自动监测装置，所述停电检测电路包括第一分压电阻和第二分压电阻，二者串联连接后接智能电能表开关电源的输出电压，第一分压电阻和第二分压电阻的串接点输出的分压信号接单片机的输入端。

上述供电系统停电故障自动监测装置，构成中还包括放电二极管，所述放电二极管与限流电阻并联连接。

上述供电系统停电故障自动监测装置，所述第一分压电阻和第二分压电阻的串接点接有抗干扰电容。

上述供电系统停电故障自动监测装置，所述DC/DC降压电路的输入端接有滤波电容。

上述供电系统停电故障自动监测装置，所述单片机U2有两路输出，一路输出连接无线通信模块U3，并通过无线通信模块传输至监控中心；一路输出连接GSM短信通信模块，并经过GSM短信通信模块向用户手机以文字或图片形式发送短信报警信号。

本实用新型设置了停电检测电路和超级电容储能电路，出现停电故障时，单片机利用超级电容储存的电能自动将故障信息发送到供电服务指挥平台，保证了故障上报的及时性和准确性，从而缩短了故障抢修时间，有效提高了供电服务水平。本实用新型还设有短信报警电路，可以迅速通知用户手机及时采取相应措施，避免引发后继损失。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

图1为本实用新型的电原理图。

图中各标号为：U1、DC/DC降压电路，U2、单片机，U3、无线通信模块，U4、GSM模块，R1、第一分压电阻，R2、第二分压电阻，R3、限流电阻，C1、抗干扰电容，C2、超级电容，C3、滤波电容，D1、防倒流二极管，D2、放电二极管。

具体实施方式

参看图1，本实用新型主要包括DC/DC降压电路U1、单片机U2、第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、限流电阻R3、抗干扰电容C1、超级电容C2、滤波电容C3、防倒流二极管D1和放电二极管D2。

DC/DC降压电路U1用于将智能电能表开关电源输出的12V直流电压转换为单片机U2所需的5V电压。DC/DC降压电路U1可选用BL9341DC-DC降压芯片或ACE721DC-DC降压芯片,其输出为3.7-40V,电流在0.6-0.8A。

单片机U2采用高性能、低功耗的STM32F103作为主处理器，它能够识别处理停电信号，并经无线通信模块U3，将此信息上报给监控中心，以便通知职能部门赶赴现场迅速予以维修。无线通信模块可选用SX1278射频芯片的LoRa无线串口模块，超低功耗，传输距离可达3000米，还支持地址传输和AES加密传输；GSM模块U4可选用型号SIM808。

超级电容C2用于存储电能，以便停电后单片机U2能够将故障信息发送到供电服务指挥平台。

第一分压电阻R1和第二分压电阻R2构成停电检测电路，用于监测智能电能表开关电源输出端的电压。

工作原理：本实用新型和智能电能表智能电能表开关电源输出的12V直流电压经防倒流二极管D1送入DC/DC降压电路U1的输入端，由DC/DC降压电路U1降压为+5V后送入单片机U2的电源输入端，12V直流电压还经防倒流二极管D1、限流电阻R3接到超级电容C2正端，充电电流限制为330mA。第一分压电阻R1和第二分压电阻R2将12V直流电压分压至3.1V接到单片机U2内部单片机的I/O口进行判断，当智能电能表断电后，3.1V电压变为0V，单片机I/O口检测到低电平后立即上报。上报过程中DC/DC降压电路U1和单片机U2由超级电容C2供电，电流经限流电阻R3和放电二极管D2流入DC/DC降压电路U1。防倒流二极管D1可以防止超级电容C2通过智能电能表开关电源和停电检测电路放电。抗干扰电容C1可以滤除杂波干扰，提高故障检测准确性。滤波电容C3可减少电压的波动，提高供电质量。

设单片机U2的正常工作电压为4.7V，最小工作电压为2.95V，平均电流为40mA(发射电流100mA、接收电流30mA，收发占空比为10:1)，DC/DC降压芯片U1的转换效率为85％。根据电容的尺寸及成本，选择1.0F容值、耐压12V的超级电容，其尺寸规格为18.75*5mm，可放入国网型号规范的电能表模块中，实际可维持微功率无线模块工作60-70秒时间。

本实用新型的单片机还可以启动GSM短信通信系统工作，使GSM短信通信模块自动向用户手机以文字或图片等形式发送短信报警信号，通知用户电路出现断电故障，若是因为电费问题应迅速缴费，防止断电带来后继损失；若是线路故障，可联系相关部门予以维修。

Claims (6)

1.一种供电系统停电故障自动监测装置，其特征是，构成中包括DC/DC降压电路(U1)、单片机(U2)、限流电阻(R3)、超级电容(C2)、防倒流二极管(D1)和停电检测电路，所述防倒流二极管(D1)的正极接智能电能表开关电源的输出端，负极接DC/DC降压电路(U1)的输入端并依次经限流电阻(R3)和超级电容(C2)接地；所述DC/DC降压电路(U1)的输出端接单片机(U2)的供电端子；所述停电检测电路的输入端接智能电能表开关电源的输出端，输出端接单片机(U2)的输入端。

2.根据权利要求1所述的供电系统停电故障自动监测装置，其特征是，所述停电检测电路包括第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)，二者串联连接后接智能电能表开关电源的输出电压，第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)的串接点输出的分压信号接单片机(U2)的输入端。

3.根据权利要求1所述的供电系统停电故障自动监测装置，其特征是，所述单片机(U2)有两路输出，一路输出连接无线通信模块（U3），并通过无线通信模块传输至监控中心；一路输出连接GSM短信通信模块，并经过GSM短信通信模块向用户手机以文字或图片形式发送短信报警信号。

4.根据权利要求1所述的供电系统停电故障自动监测装置，其特征是，构成中还包括放电二极管(D2)，所述放电二极管(D2)与限流电阻(R3)并联连接。

5.根据权利要求2所述的一种供电系统停电故障自动监测装置，其特征是，所述第一分压电阻(R1)和第二分压电阻(R2)的串接点接有抗干扰电容(C1)。

6.根据权利要求1所述的一种供电系统停电故障自动监测装置，其特征是，所述DC/DC降压电路(U1)的输入端接有滤波电容(C3)。

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