CN210742383U - 一种电能预警及节能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能预警及节能装置，包括接于国网电表输出端的测控装置Ⅰ和接于基站用电输入端的测控装置Ⅱ，所述测控装置Ⅰ包括控制器Ⅰ、三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ及断相执行模块，控制器Ⅰ分别与三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ、断相执行模块相连，所述测控装置Ⅱ包括控制器Ⅱ、三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块，控制器Ⅱ分别与三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块连接。本实用新型能有效消除窃电漏电对基站产生的电力传输隐患，减少运营商经济损失,达到节能目的。

Description

一种电能预警及节能装置

技术领域

本实用新型涉及一种电能预警及节能装置。

背景技术

通讯基站长期存在私自窃电漏电行为，这对基站的电力传输产生安全隐患，也给基站造成电能浪费，给运行商带来巨大经济损失；同时运营商不能实时对基站用电量进行读取，从而基站达不到有效电能预警。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、安全可靠的电能预警及节能装置。

本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种电能预警及节能装置，包括接于国网电表输出端的测控装置Ⅰ和接于基站用电输入端的测控装置Ⅱ，所述测控装置Ⅰ包括控制器Ⅰ、三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ及断相执行模块，控制器Ⅰ分别与三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ、断相执行模块相连，所述测控装置Ⅱ包括控制器Ⅱ、三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块，控制器Ⅱ分别与三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块连接。

上述电能预警及节能装置，所述测控装置Ⅰ通过三相功率采集模块Ⅰ对电表输出端的每相功率进行实时采集；所述的测控装置Ⅱ通过三相功率采集模块Ⅱ对基站进线端的三相功率进行实时采集，再通过通讯模块Ⅱ发送给测控装置Ⅰ，测控装置Ⅰ读取同相两组用电功率进行差值运算后得到漏电功率，当漏电功率超过设定阀值，就定为检测到的该相电表到基站之间具有漏电行为，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块对漏电相进行分闸，当检测到单相或两相具有漏电行为，断相执行模块则对该单相或两相进行分闸，当检测到三相都有漏电，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块控制三相定时且轮流断两相保留一相合闸。

上述电能预警及节能装置，所述测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ对判有漏电的相定时合闸检测窃电设备是否撤除，如已撤除则恢复该相的正常供电。

上述电能预警及节能装置，所述测控装置Ⅱ预留通讯接口，便于测控装置Ⅱ来读取测控装置Ⅰ采集得到的基站用电数据。

上述电能预警及节能装置，所述断相执行模块由三个单相交流接触器Ⅰ组成，选择常开触点，得电吸合。

上述电能预警及节能装置，所述空调缺相保护模块，在缺相的情况下，控制器Ⅱ给空调缺相保护模块发送分闸信号，以保护空调免受缺相导致损坏的影响。

上述电能预警及节能装置，所述照明持续供电模块由三个单相交流接触器Ⅱ组成，三相都有电，优选A相供电；A相断电，优选B相供电；AB两相都断电，选C相供电，由控制器Ⅱ控制三个单相交流接触器Ⅱ的仅其中一个交流接触器Ⅱ供电。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的测控装置Ⅰ通过三相功率采集模块Ⅰ对电表输出端的每相功率进行实时采集；所述的测控装置Ⅱ通过三相功率采集模块Ⅱ对基站进线端的三相功率进行实时采集，再通过通讯模块Ⅱ发送给测控装置Ⅰ，测控装置Ⅰ读取同相两组用电功率进行差值运算后得到漏电功率，当漏电功率超过设定阀值，就定为检测到的该相电表到基站之间具有漏电行为，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块对漏电相进行分闸，能有效消除窃电漏电对基站产生的电力传输隐患，减少运营商经济损失，达到节能目的，并且结构简单、安全可靠、适用性强。

2、本实用新型的测控装置Ⅱ给通讯基站预留通讯接口，便于通过测控装置Ⅱ来读取测控装置Ⅰ采集得到的基站用电数据，便于运营商片区管理，达到基站电能预警目的。

3、本实用新型的测控装置Ⅱ包括空调缺相保护和照明持续供电模块，保证了通讯基站辅助设备能更加良好运行，更加人性化。

附图说明

图1为本实用新型的结构框图。

图2为本实用新型的电路图。

图3为本实用新型的通讯模块WXM的电路图。

图4为本实用新型的通讯模块的详细原理图。

图5为本实用新型的控制器MCU的详细原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示，一种电能预警及节能装置，包括接于国网电表输出端的测控装置Ⅰ和接于基站用电输入端的测控装置Ⅱ，所述测控装置Ⅰ包括控制器Ⅰ、三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ及断相执行模块，控制器Ⅰ分别与三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ、断相执行模块相连，所述测控装置Ⅱ包括控制器Ⅱ、三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块，控制器Ⅱ分别与三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块连接。

所述测控装置Ⅰ通过三相功率采集模块Ⅰ对电表输出端的每相功率进行实时采集；所述的测控装置Ⅱ通过三相功率采集模块Ⅱ对基站进线端的三相功率进行实时采集，再通过通讯模块Ⅱ发送给测控装置Ⅰ，测控装置Ⅰ读取同相两组用电功率进行差值运算后得到漏电功率，当漏电功率超过设定阀值，就定为检测到的该相电表到基站之间具有漏电行为，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块对漏电相进行分闸，当检测到单相或两相具有漏电行为，断相执行模块则对该单相或两相进行分闸，当检测到三相都有漏电，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块控制三相定时且轮流断两相保留一相合闸。此外，所述测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ对判有漏电的相定时合闸检测窃电设备是否撤除，如已撤除则恢复该相的正常供电。测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ向断相执行模块发送断相信号被执行后，测控装置Ⅰ和测控装置Ⅱ会定时复位合闸重新检测漏电行为，当窃电行为消失，则持续保持复位后的状态，恢复供电，当实时检测到某相漏电行为依然存在，则继续执行防漏电功能。

所述测控装置Ⅱ预留通讯接口，便于运营商通过测控装置Ⅱ来读取测控装置Ⅰ采集得到的基站用电数据，达到基站电能预警及节能目的。

AC/DC模块Ⅰ能在缺相的情况下持续给测控装置Ⅰ供电；AC/DC模块Ⅱ能在缺相的情况下持续给测控装置Ⅱ供电；通讯模块Ⅰ比普通通讯更抗干扰，传输距离更远；通讯模块Ⅱ比普通通讯更抗干扰，传输距离更远。

所述断相执行模块由三个单相交流接触器Ⅰ组成，受控于控制器Ⅰ的KJA,KJB,KJC信号输出口，选择常开触点，得电吸合。

所述空调缺相保护模块由一个三相交流接触器组成，受控于控制器Ⅱ的KJD信号输出口，在缺相的情况下，控制器Ⅱ给空调缺相保护模块发送分闸信号，以保护空调免受缺相导致损坏的影响。

传统基站照明供电只固定接在A相，B相或是C相上，当某相发生漏电行为而导致分闸后，照明用电将会受影响；本实用新型的单相照明切换模块由三个单相交流接触器Ⅱ组成，受控于控制器Ⅱ的KJA,KJB,KJC信号输出口，当三相都有电，优选A相供电；A相断电，优选B相供电；AB两相都断电，选C相供电，由控制器Ⅱ控制三个单相交流接触器Ⅱ的仅其中一个交流接触器Ⅱ供电，这样不仅避免了多个交流接触器Ⅱ供电造成的断路，同时也保证了基站照明的持续供电。

如图2所示，对于测控装置Ⅰ来说，顶端四根线为三相四线电网进线，KJA、KJB、KJC为ABC三相的断相执行器的分闸信号输入端，选择常开触点，得电吸合。HK-A,HK-B,HK-C为中间继电器，用于隔离低压高压，实现弱电控制强电。CTA,CTB,CTC为三相电流互感器，用于采集三相功率数据，下面对应的是各相供电指示灯。KF128为供电及分闸执行器的线圈端接线端子。AC/DC模块Ⅰ和Ⅱ的D10A,D10B,D10C实现三相电的半波整流，再由ACDC转成装置需要的12V直流电，当任一相断电，由其它相为本装置供电，能保证持续给测控装置Ⅰ和Ⅱ供电；MH10为抗干扰滤波器，ACDC为将三相交流电转成装置需要的12V直流电，其它电容均为平幅滤波器。R21,R22,R23,R24为装置异常时产生大电流的自恢复保险丝，以适应某种异常时的自恢复保护。RV为防雷压敏电阻，为雷击的高能量提供泄放回路，保护装置安全。对于测控装置Ⅱ来说，KJA,KJB,KJC为单相照明供电的分闸切换信号，KJD为空调的三相缺相保护分闸信号输入端。

如图3为模块化的通讯模块WXM，AD采集数据计算及逻辑控制驱动单元CUM。各端子功能定义如下：GO,NO为接至电网端的功率脉冲接线端，GND,5VC,12V,为向模块的供电端，RX，TX，MOD,RST为WXM与CUM的通信接口，IOA,IOB则为备用接口。C2D,C2K,C2V,VDG为CUM的编程仿真口。CTA,CTB,CTC,CTM为交流互感器AD口，KJA,KJB,KJC,KJD对应ABC三相分闸的逻辑控制端，而KJE,KJF,KJG,KJH为漏电指示驱动口。

如图4为通讯模块WXM的详细原理图，通讯模块WXM由S001和S002完成脉冲通讯，当其中一路脉冲通讯发送失败，自动切换到S002进行通讯，保证通讯不被干扰；RX，TX，MOD,RST为WXM与CUM的通信接口，78L05为12V转5V芯片，为S001和S002供电。

如图5为控制器MCU的详细原理图，MCU主要采用单片机C8051F410为主控芯片，其中P1.3、P1.4、P1.5、P1.6引脚主要读取由交流互感器采集到的电流数据，并由单片机处理得到用电功率；P2引脚主要用于发送控制信号，再通过ULN2803A芯片处理后到达可执行器件。控制器MCU的电源供电采用MC78M05BDTRKG芯片，先将12V转为5V电源，再采用两块MIC520YM5稳压芯片并通过分压后转为4V的数字电源和模拟电源，保证不存在电源干扰。

本实用新型的工作原理如下：

所述测控装置Ⅰ通过三相功率采集模块Ⅰ对电表输出端的每相功率进行实时采集；所述的测控装置Ⅱ通过三相功率采集模块Ⅱ对基站进线端的三相功率进行实时采集，再通过通讯模块Ⅱ发送给测控装置Ⅰ，测控装置Ⅰ读取同相两组用电功率相减后得到漏电功率，当漏电功率超过设定阀值，就定为检测到的该相电表到基站之间具有漏电行为，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块对漏电相进行分闸，当检测到单相或两相具有漏电行为，断相执行模块则对该单相或两相进行分闸，当检测到三相都有漏电，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块控制三相定时且轮流断两相保留一相合闸。此外，所述测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ对判有漏电的相定时合闸检测窃电设备是否撤除，如已撤除则恢复该相的正常供电。测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ向断相执行模块发送断相信号被执行后，测控装置Ⅰ和测控装置Ⅱ会定时复位合闸重新检测漏电行为，当窃电行为消失，则持续保持复位后的状态，恢复供电，当实时检测到某相漏电行为依然存在，则继续执行防漏电功能。

Claims (7)

1.一种电能预警及节能装置，其特征在于：包括接于国网电表输出端的测控装置Ⅰ和接于基站用电输入端的测控装置Ⅱ，所述测控装置Ⅰ包括控制器Ⅰ、三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ及断相执行模块，控制器Ⅰ分别与三相功率采集模块Ⅰ、通讯模块Ⅰ、AC/DC模块Ⅰ、断相执行模块相连，所述测控装置Ⅱ包括控制器Ⅱ、三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块，控制器Ⅱ分别与三相功率采集模块Ⅱ、通讯模块Ⅱ、AC/DC模块Ⅱ、空调缺相保护模块、单相照明切换模块连接。

2.根据权利要求1所述的电能预警及节能装置，其特征在于：所述测控装置Ⅰ通过三相功率采集模块Ⅰ对电表输出端的每相功率进行实时采集；所述的测控装置Ⅱ通过三相功率采集模块Ⅱ对基站进线端的三相功率进行实时采集，再通过通讯模块Ⅱ发送给测控装置Ⅰ，测控装置Ⅰ读取同相两组用电功率进行差值运算后得到漏电功率，当漏电功率超过设定阀值，就定为检测到的该相电表到基站之间具有漏电行为，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块对漏电相进行分闸，当检测到单相或两相具有漏电行为，断相执行模块则对该单相或两相进行分闸，当检测到三相都有漏电，测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ则发送控制信号给断相执行模块控制三相定时且轮流断两相保留一相合闸。

3.根据权利要求2所述的电能预警及节能装置，其特征在于：所述测控装置Ⅰ的控制器Ⅰ对判有漏电的相定时合闸检测窃电设备是否撤除，如已撤除则恢复该相的正常供电。

4.根据权利要求1所述的电能预警及节能装置，其特征在于：所述测控装置Ⅱ预留通讯接口，便于测控装置Ⅱ来读取测控装置Ⅰ采集得到的基站用电数据。

5.根据权利要求2所述的电能预警及节能装置，其特征在于：所述断相执行模块由三个单相交流接触器Ⅰ组成，选择常开触点，得电吸合。

6.根据权利要求2所述的电能预警及节能装置，其特征在于：所述空调缺相保护模块，在缺相的情况下，控制器Ⅱ给空调缺相保护模块发送分闸信号，以保护空调免受缺相导致损坏的影响。

7.根据权利要求2所述的电能预警及节能装置，其特征在于：所述照明持续供电模块由三个单相交流接触器Ⅱ组成，三相都有电，首先选择A相供电；A相断电，则选择B相供电；AB两相都断电，选C相供电，由控制器Ⅱ控制三个单相交流接触器Ⅱ的仅其中一个交流接触器Ⅱ供电。

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