CN210923852U - 一种面向5g基站的精密配电监测管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型面向5G基站的精密配电监测管理系统：包括进线监测模块、馈线监测模块、开关量监测模块、电流互感器、霍尔传感器、电源模块和人机界面，馈线监测模块包括直流馈线监测模块和交流馈线监测模块；三相进线回路通过电流互感器后连接至进线监测模块，直流馈线回路通过霍尔传感器后连接至直流馈线监测模块，交流馈线回路通过电流互感器后连接至交流馈线监测模块，每一馈线回路均分别连接至开关量监测模块，每个馈线监测模块和开关量监测模块通过连接线与进线监测模块通信，电源模块分别与人机界面和进线检测模块电连接，人机界面与进线检测模块电连接。

Description

一种面向5G基站的精密配电监测管理系统

技术领域

本实用新型涉及电力仪表技术领域，特别是涉及一种面向5G基站的精密配电监测管理系统。

背景技术

随着5G通信技术的日益成熟，商用的5G网络建设也已经逐步展开。相对于4G通信技术而言，5G网络采用了不同的技术标准，无线设备使用更高频段的3.5GHz中频，信号范围覆盖减小，因而需要建设的站点数增加，每个站点的无线主设备功率也相应增加。一个典型的5G单站设备组包括基带处理单元(BBU)、射频拉远单元(RRU)、天线、IPRAN产品和刀片电源等设备，基于不同性能、需要、兼容性和使用要求考虑，上述各设备在不同基站所需的数量都各不相同。5G基站的供电相比4G基站而言主要存在如下几个方面的问题：一是功率需求大增，一个承载了三大运营商全部设备基站的典型功率不会小于18kW；二是散热问题突出，设备的工作温度不能超过55℃；三是为避免雷击和导电，RRU须采用直流供电。有鉴于5G基站复杂的精密配电需求，一个稳定可靠的供电环境才能使设备良好运行，因此对于精密配电的监测和管理必不可少，有利于及时发现每个设备供电存在的问题，有效避免因配电问题带来的安全问题和财产损失。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的面向5G基站的精密配电监测管理系统。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种面向5G基站的精密配电监测管理系统，其特点在于，其包括进线监测模块、馈线监测模块、开关量监测模块、电流互感器、霍尔传感器、电源模块和人机界面，馈线监测模块包括直流馈线监测模块和交流馈线监测模块；

三相进线回路通过电流互感器后连接至进线监测模块，直流馈线回路通过霍尔传感器后连接至直流馈线监测模块，交流馈线回路通过电流互感器后连接至交流馈线监测模块，每一馈线回路均分别连接至开关量监测模块，每个馈线监测模块和开关量监测模块通过连接线与进线监测模块通信，电源模块分别与人机界面和进线检测模块电连接，人机界面与进线检测模块电连接。

较佳地，进线监测模块包括：MCU芯片、三相电压电流模拟量输入电路、计量芯片、开关量输入电路、继电器输出电路、时钟芯片、HMI通信接口、PC通信接口和两个总线接口；

三相电压电流模拟量输入电路与计量芯片电连接，计量芯片、开关量输入电路、继电器输出电路、时钟芯片、HMI通信接口、PC通信接口和两个总线接口均与MCU芯片电连接。

较佳地，馈线监测模块包括MCU芯片、电压电流模拟量输入电路、计量芯片、时钟芯片和两个总线接口，三相电压电流模拟量输入电路与计量芯片电连接，计量芯片、时钟芯片和两个总线接口均与MCU芯片电连接。

较佳地，开关量监测模块包括MCU芯片、时钟芯片、两个总线接口和开关量输入电路，时钟芯片、两个总线接口和开关量输入电路均与MCU芯片电连接。

较佳地，电流互感器选用闭合式电流互感器，闭合式电流互感器选用SHI-BCT100Ⅱ。

较佳地，霍尔传感器选用闭合式霍尔传感器，闭合式霍尔传感器选用WHK100BSU15D4。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型对精密配电进行监测和管理，有利于及时发现每个设备供电存在的问题，有效避免因配电问题带来的安全问题和财产损失。

附图说明

图1(a)为本实用新型的精密配电监测管理系统的接线示意图，图1(b)为本实用新型的精密配电监测管理系统的典型接线图。

图2(a)为本实用新型的进线监测模块组成图，图2(b)为本实用新型的进线监测模块的接线图。

图3(a)为本实用新型的馈线监测模块组成图，图3(b)为本实用新型的直流馈线监测模块的接线图，图3(c)为本实用新型的交流馈线监测模块的接线图。

图4(a)为本实用新型的开关量监测模块组成图，图4(b)为本实用新型的开关量监测模块的接线图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1(a)和图1(b)所示，本实施例提供一种面向5G基站的精密配电监测管理系统，其包括进线监测模块、馈线监测模块、开关量监测模块、电流互感器、霍尔传感器、电源模块和人机界面，馈线监测模块包括直流馈线监测模块和交流馈线监测模块。

三相进线回路通过闭合式电流互感器后连接至进线监测模块，48V的直流馈线回路通过闭合式霍尔传感器后连接至直流馈线监测模块，220V的交流馈线回路通过闭合式电流互感器后连接至交流馈线监测模块，每一馈线回路均分别连接至开关量监测模块，每个馈线监测模块和开关量监测模块通过连接线与进线监测模块通信。

进线监测模块用于测量2个三相进线回路的电网参数，并通过对每个单相进线回路的电压的测量判断该单相进线回路的开关断路器的分合闸。

直流馈线监测模块用于测量直流馈线回路的电网参数，并通过对每个直流馈线回路的电压的测量来判断该直流馈线回路的开关断路器的分合闸。

交流馈线监测模块用于测量多个(例如30个)单相馈线回路的电网参数，并通过对每个单相馈线回路的电压的测量来判断该单相馈线回路的开关断路器的分合闸。

开关量监测模块用于监测直流馈线回路和交流馈线回路的开关状态。

闭合式电流互感器SHI-BCT100Ⅱ，测量电流最大120A，用于测量进线回路和交流馈线回路的电流。

闭合式霍尔传感器WHK100BSU15D4，额定输入信号100A，用于测量直流馈线回路的电流。

电源模块用于为人机界面和进线检测模块提供DC24V工作电源，也可以为开关量监测模块的开关量输入提供外部电源。

人机界面用于显示三相进线回路的电网参数、直流和交流馈线回路的电网参数、以及开关断路器状态。

其中，如图2(a)和图2(b)所示，进线监测模块包括：MCU芯片、三相电压电流模拟量输入电路、计量芯片RN7302、开关量输入电路、继电器输出电路、时钟芯片RTC、HMI通信接口、PC通信接口和两个总线接口(RS485接口)，MCU芯片选用STM32F103RC芯片。

三相电压电流模拟量输入电路与计量芯片RN7302电连接，计量芯片RN7302、开关量输入电路、继电器输出电路、时钟芯片RTC、HMI通信接口、PC通信接口和两个总线接口均与MCU芯片电连接。

计量芯片RN7302用于对三相电压电流模拟量输入电路的电压、电流进行采样，并传输给MCU芯片；MCU芯片用于对收到的电量数据进行电能累计和电能质量分析；两个总线接口用于扩展馈线监测模块和开关量监测模块；开关量输入电路为4路无源干接点，内置直流电源，用于监测进线断路器开关和防雷器状态；继电器输出电路用于报警输出；HMI通信接口连接人机界面以将数据传输给后台系统，PC通信接口连接至PC以将数据传输给后台系统。进线监测模块实时监测进线回路的相电压、线电压、零地电压、相电流、电压/电流不平衡度、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、双向有功无功电能、电压/电流总谐波畸变率及分次谐波含有率(2～63次)、温度等参数。具有复费率电能记录，存储最近10年电能。具有1024条SOE事件记录，1024条实时报警记录，12800条报警记录。进线监测模块的接线图如图2(b)所示。

如图3(a)、图3(b)和图3(c)所示，馈线监测模块包括MCU芯片、电压电流模拟量输入电路、计量芯片RN7302、时钟芯片RTC和两个总线接口(即RS485接口)，三相电压电流模拟量输入电路与计量芯片电连接，计量芯片、时钟芯片和两个总线接口均与MCU芯片电连接。测量15/30个单相回路的电网参数，包括电压、电流、功率、电能、需量、极值、谐波等参数，通过总线接口可扩展监测模块。按照测量的馈线电压的不同分为直流馈线监测模块和交流馈线监测模块，分别测量直流馈线和交流馈线。

可通过对每个回路电压的测量判断该回路开关断路器分合闸，直流馈线监测模块测量的馈线电压大于40V时为合闸，小于30V为断开；交流馈线监测模块测量的馈线电压大于120V时为合闸，小于110V为断开。馈线监测模块的接线图如图3(b)和图3(c)所示。

如图4(a)和图4(b)所示，开关量监测模块组成包括：MCU芯片、时钟芯片、两个总线接口(即RS485接口)和开关量输入电路。监测60路开关状态，有源湿接点接入，通过总线接口可扩展监测模块，时钟芯片、两个总线接口和开关量输入电路均与MCU芯片电连接。开关量监测模块的端子300-305接线示意图如图4(b)所示，其它回路与此类似。

电流互感器选用闭合式电流互感器，闭合式电流互感器选用SHI-BCT100Ⅱ。

霍尔传感器选用闭合式霍尔传感器，闭合式霍尔传感器选用WHK100BSU15D4。

本实用新型支持扩展模块的热插拔，在工作状态下，可以进行模块安装或更换工作。

进线监测模块还用于三相进线回路的实时报警以及对三相进线回路的报警阈值进行设置，包括相电压、线电压、电流、分相有功功率、总有功功率、总无功功率、总功率因数、频率、零地电压、零序电流、电流不平衡度和温度的上上限、上限、下限和下下限的报警使能和报警阈值设置。

馈线监测模块用于馈线回路的实时报警以及对馈线回路的每一支路进行报警阈值设置，包括电流和有功功率的上上限、上限、下限和下下限的报警使能和报警阈值设置。

开关量模块用于对馈线回路的每一支路进行报警使能设置和分合闸报警设置。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种面向5G基站的精密配电监测管理系统，其特征在于，其包括进线监测模块、馈线监测模块、开关量监测模块、电流互感器、霍尔传感器、电源模块和人机界面，馈线监测模块包括直流馈线监测模块和交流馈线监测模块；

三相进线回路通过电流互感器后连接至进线监测模块，直流馈线回路通过霍尔传感器后连接至直流馈线监测模块，交流馈线回路通过电流互感器后连接至交流馈线监测模块，每一馈线回路均分别连接至开关量监测模块，每个馈线监测模块和开关量监测模块通过连接线与进线监测模块通信，电源模块分别与人机界面和进线检测模块电连接，人机界面与进线检测模块电连接。

2.如权利要求1所述的面向5G基站的精密配电监测管理系统，其特征在于，进线监测模块包括：MCU芯片、三相电压电流模拟量输入电路、计量芯片、开关量输入电路、继电器输出电路、时钟芯片、HMI通信接口、P C通信接口和两个总线接口；

三相电压电流模拟量输入电路与计量芯片电连接，计量芯片、开关量输入电路、继电器输出电路、时钟芯片、HMI通信接口、PC通信接口和两个总线接口均与MCU芯片电连接。

3.如权利要求1所述的面向5G基站的精密配电监测管理系统，其特征在于，馈线监测模块包括MCU芯片、电压电流模拟量输入电路、计量芯片、时钟芯片和两个总线接口，三相电压电流模拟量输入电路与计量芯片电连接，计量芯片、时钟芯片和两个总线接口均与MCU芯片电连接。

4.如权利要求1所述的面向5G基站的精密配电监测管理系统，其特征在于，开关量监测模块包括MCU芯片、时钟芯片、两个总线接口和开关量输入电路，时钟芯片、两个总线接口和开关量输入电路均与MCU芯片电连接。

5.如权利要求1所述的面向5G基站的精密配电监测管理系统，其特征在于，电流互感器选用闭合式电流互感器，闭合式电流互感器选用SHI-BCT100Ⅱ。

6.如权利要求1所述的面向5G基站的精密配电监测管理系统，其特征在于，霍尔传感器选用闭合式霍尔传感器，闭合式霍尔传感器选用WHK100BSU15D4。

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