CN211043553U - 台区漏电信息反馈报警器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了台区漏电信息反馈报警器，报警器包括MCU主控单元、多路模数转换器、台区多路数据采样电路、通讯模块，MCU主控单元通过多路模数转换器连接台区多路数据采样电路，台区多路数据采样电路用于从配电变压器台区的采集异常电能数据发送给多路模数转换器，多路模数转换器将采集的异常电能数据经过模数转换后传送至MCU主控单元，MCU主控单元通过通讯模块将异常电能数据发送给终端设备。本实用新型通过对农低压配电网络进行各项数据的采集和监控，实现对于农村电网运行参数电流、电压、剩余电流数据的采集监控，同时采用通讯模块将数据实时上传输至手机端或电脑端等等，方便工作人员能实时进得到监控信息，随时掌握电网的运行情况，对于突发事件可以及时处理。

Description

台区漏电信息反馈报警器

技术领域

本实用新型涉及台区技术领域，尤其涉及台区漏电信息反馈报警器。

背景技术

为严格履行国网公司供电服务的承诺，满足客户的用电需求，有效解决漏保跳闸的问题，预防目前农电管理中存在的频繁停电、线路老化、隐藏故障问题，解决用户的投诉问题，进一步提升农网生产运维、应急抢修工作效率，缩短停电时间和提高优质服务水平。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有的问题的一个或多个，提出台区漏电信息反馈报警器。

根据本实用新型的一个方面，提供台区漏电信息反馈报警器，所述报警器安装在配电台区配电变压器的低压出线上，其具有485通信接口，用于三相四线中性点直接接地的低压电网，所述报警器包括MCU主控单元、多路模数转换器、台区多路数据采样电路、通讯模块，所述MCU主控单元通过多路模数转换器连接台区多路数据采样电路，所述台区多路数据采样电路用于从配电变压器台区的采集电能数据发送给所述多路模数转换器，所述多路模数转换器将采集的电能数据经过模数转换后传送至所述MCU主控单元，所述MCU主控单元将采集的电能数据进行计算分析并归类统计出异常电能数据以及配电网故障原因，所述MCU主控单元通过通讯模块将异常电能数据以及配电网故障原因发送给终端设备。

在一些实施方式中，所述MCU主控单元包括数据统计分析模块、信息报警模块，所述数据统计分析模块用于对台区多路数据采样电路采集到的电能数据进行归类统计和计算分析原因，并及时将归类分析获取的异常电能数据和配电网故障原因发送到信息报警模块；所述信息报警模块用于将接收到的异常电能数据和配电网故障原因发送给终端设备，为配电网故障及时提供报警服务。

在一些实施方式中，所述数据统计分析模块根据异常电能数据将配电网故障原因分为配变失电报警、分路失电报警、配变缺相报警、分路缺相报警、漏电信息超限报警；所述配变失电报警是指台区中采集的多路电路全部失电；所述分路失电报警是指该台区分路的两相失电；所述配变缺相报警是指台区中采集的多路电路都缺少同一相；所述分路缺相报警是指该台区分路所获取的电压低于0.7倍的额定电压；所述漏电信息超限报警是指台区分路检测到的剩余电流超过限定的预警剩余电流。

在一些实施方式中，所述台区多路数据采样电路包括三相电流采样电路、三相电压采样电路、三相剩余电流采样电路，所述三相电流采样电路用于采集该台区分路三相电源的三相电流，所述三相电压采样电路用于采集该台区分路三相电源的三相电压，所述三相剩余电流采样电路用于采集该台区分路三相电源的剩余电流。

在一些实施方式中，所述多路模数转换器具有多路采集通道，其中每路采集通道包括七个采集输入端，3个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的三相电压，其与该台区分路的三相电压采样电路输出端相连接，3个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的三相电流，其与该台区分路的三相电流采样电路输出端相连接，1个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的剩余电流，其与该台区分路的三相剩余电流采样电路的输出端相连接，所述多路模数转换器通过数据总线与所述MCU主控单元相连接。

在一些实施方式中，所述MCU主控单元是该报警器的核心单元，包括中央处理器、存储器以及输入输出设备，所述MCU主控单元用于控制所述多路模数转换器启动采集模拟量数据，读取采集的数据并进行数据归类和存取以及控制外部设备正常工作。

在一些实施方式中，所述电池供电单元包括电池充放电电路、升压输出电路、降压电路。

在一些实施方式中，还包括供电单元，所述供电单元与MCU主控单元相连接，所述供电单元为整个该报警器供电，所述供电单元包括电网检测电路，通过电网检测电路进行判断选择电池供电单元供电或电网供电。

在一些实施方式中，所述电池供电单元包括电池充放电电路、升压输出电路、降压电路。

本实用新型的有益效果是：本实用新型通过对农网等低压配电网络进行各项数据的采集和监控，实现目前对于农村电网运行参数，尤其是电流、电压、剩余电流数据的采集监控，同时采用通讯模块将数据实时上传输至手机端或电脑端等等，方便工作人员能实时进得到监控信息，随时掌握电网的运行情况，对于突发事件可以及时处理。

附图说明

图1为台区漏电信息反馈报警器结构的模块示意图；

图2为台区漏电信息反馈报警器一实施例的结构的模块示意图；

图3为台区漏电信息反馈报警器一实施例的结构的模块示意图；

图4为台区漏电信息反馈报警器的三相中A相电流采样电路图；

图5为台区漏电信息反馈报警器的三相中B相电流采样电路图；

图6为台区漏电信息反馈报警器的三相中C相电流采样电路图；

图7为台区漏电信息反馈报警器的三相中A相电压采样电路图；

图8为台区漏电信息反馈报警器的三相中B相电压采样电路图；

图9为台区漏电信息反馈报警器的三相中C相电压采样电路图；

图10为台区漏电信息反馈报警器的三相中每相漏电采样电路图；

图11为台区漏电信息反馈报警器的单片机电路图；

图12为台区漏电信息反馈报警器的单片机的启动模式单元电路图；

图13为台区漏电信息反馈报警器的单片机的复位单元电路图；

图14为台区漏电信息反馈报警器的单片机的旁路电容单元电路图；

图15为台区漏电信息反馈报警器的单片机的下载口单元电路图；

图16为台区漏电信息反馈报警器的电池充放电电路图；

图17为台区漏电信息反馈报警器的电池升压输出电路图；

图18为台区漏电信息反馈报警器的电池降压电路图；

图19为台区漏电信息反馈报警器的电网电压检测电路图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图1-19对本技术方案进行详细的阐述。

如图1-19所示，提供台区漏电信息反馈报警器，报警器安装在配电台区配电变压器的低压出线上，其具有485通信接口，用于三相四线中性点直接接地的低压电网，报警器包括MCU主控单元、多路模数转换器、台区多路数据采样电路、通讯模块，MCU主控单元通过多路模数转换器连接台区多路数据采样电路，台区多路数据采样电路用于从配电变压器台区的采集电能数据发送给多路模数转换器，多路模数转换器将采集的电能数据经过模数转换后传送至MCU主控单元，MCU主控单元将采集的电能数据进行计算分析并归类统计出异常电能数据以及配电网故障原因，MCU主控单元通过通讯模块将异常电能数据以及配电网故障原因发送给终端设备。其中，MCU主控单元采用单片机STM320F103，通讯模块采用全网4G通信。

在本实施例中，MCU主控单元包括数据统计分析模块、信息报警模块，数据统计分析模块用于对台区多路数据采样电路采集到的电能数据进行归类统计和计算分析原因，并及时将归类分析获取的异常电能数据和配电网故障原因发送到信息报警模块；信息报警模块用于将接收到的异常电能数据和配电网故障原因发送给终端设备，为配电网故障及时提供报警服务。

在本实施例中，数据统计分析模块根据异常电能数据将配电网故障原因分为配变失电报警、分路失电报警、配变缺相报警、分路缺相报警、漏电信息超限报警；配变失电报警是指台区中采集的多路电路全部失电；分路失电报警是指该台区分路的两相失电；配变缺相报警是指台区中采集的多路电路都缺少同一相；分路缺相报警是指该台区分路所获取的电压低于0.7倍的额定电压；漏电信息超限报警是指台区分路检测到的剩余电流超过限定的预警剩余电流。

在本实施例中，失电是指获取的电压低于0.7倍的额定电压，额定电压220V，限定的预警剩余电流为100MA，台区分路检测到的剩余电流超过100MA,就需要进行该台区分路的漏电信息超限报警。信息报警模块通过获取到异常电能数据以及配电网故障原因，分类进行配电网故障原因的报警事件编辑、地点编辑。本实施例，可采用SIM800C模块，MCU主控单元采用单片机STM320F103，单片机STM320F103和SIM800C模块通过串口通信连接，设置SIM800C为发送短信状态，就可发送短信到终端设备，完成报警，终端设备可以为手机、电脑等。

本实施例中，如图11所示，单片机STM320F103C8T6,单片机的SWDIO、SWCLK引脚连接有如图15所示的下载口单元，单片机的XTAL-IN、XTALOUT引脚连接有如图11所示的启动晶振单元，单片机的NRST引脚连接有如图13所示复位按键单元，单片机的BOOT1、BOOT0引脚连接如图12所示的启动模式单元，如图14所示，单片机还连接有旁路电容单元，单片机连接旁路电容单元能起到滤波作用，减少对单片机干扰。旁路电容单元包括四个并联组成的电容组C12、C13、C14、C15,C12、C13、C14、C15的一端接3.3V电源，另一端接地。其中，如图11所示，C12接3.3V电源一端是连接单片机的VBAT引脚，C12接3.3V电源一端是连接单片机的VBAT引脚，C13接3.3V电源一端是连接单片机的VDD_1引脚，C14接3.3V电源一端是连接单片机的VDD_2引脚，C15接3.3V电源一端是连接单片机的VDD_3引脚。

在本实施例中，台区多路数据采样电路包括在台区各个分路进行采集数据的三相电流采样电路、三相电压采样电路、三相剩余电流采样电路，三相电流采样电路用于采集该台区分路三相电源的三相电流，三相电压采样电路用于采集该台区分路三相电源的三相电压，三相剩余电流采样电路用于采集该台区分路三相电源的剩余电流。

三相电压采样电路包括3路电压采样电路：分别为A相电压采样电路、B相电压采样电路、C相电压采样电路，其中A相电压采样电路的输入端连接三相交流电的A相电压，输出端连接多路模数转换器一路采集通道的一个信号输入接口；B相电压采样电路的输入端连接三相交流电的B相电压，输出端连接多路模数转换器一路采集通道的一个信号输入接口；C相电压采样电路的输入端连接三相交流电的C相电压，输出端连接多路模数转换器一路采集通道的一个信号输入接口。其中，A相电压采样电路、B相电压采样电路、C相电压采样电路的电路均相同。

三相电流采样电路包括3路电流采样电路：分别为A相电流采样电路、B相电流采样电路、C相电流采样电路，其中，交流三相电的A相穿过一个电流互感器，电流互感器的输出端接A相电流采样电路的输入端，A相电流采样电路的输出端接多路模数转换器的信号输入接口；交流三相电的B相穿过一个电流互感器，电流互感器的输出端接B相电流采样电路的输入端，B相电流采样电路的输出端接多路模数转换器的信号输入接口；交流三相电的C相穿过一个电流互感器，电流互感器的输出端接C相电流采样电路的输入端，C相电流采样电路的输出端接多路模数转换器的信号输入接口。本实施例中，A相电流采样电路、B相电流采样电路、C相电流采样电路的电路均相同。

在本实施例中，所述多路模数转换器具有多路采集通道，其中每路采集通道包括七个采集输入端，3个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的三相电压，其与该台区分路的三相电压采样电路输出端相连接，3个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的三相电流，其与该台区分路的三相电流采样电路输出端相连接，1个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的剩余电流，通过零序互感器连接到三相剩余电流采样电路，所述多路模数转换器通过数据总线与所述MCU主控单元相连接。本实施例中，采用的数据总线为SPI总线。

在本实施例中，所述MCU主控单元是该报警器的核心单元，包括中央处理器、存储器以及输入输出设备，所述MCU主控单元用于控制所述多路模数转换器启动采集模拟量数据，读取采集的数据并进行数据归类和存取以及控制外部设备正常工作。

在本实施例中，还包括供电单元，供电单元与MCU主控单元相连接，供电单元为整个报警器供电，所述供电单元包括电池供电电路和电网检测电路。电池供电电路包括电池充放电电路、升压输出电路、降压电路，电池供电电路依次经过电池充放电电路、升压输出电路、降压电路给单片机进行供电，升压输出电路将电池电压升压到5V并进行切换；降压电路如图18所示，将5V电压降压到3.3V，供单片机使用。电网检测电路如图19所示，单片机电路如图11所示，电网检测电路的POWER_UP引出端与单片机中对应引脚19的POWER_UP连接，电网检测电路检测到无失电的时候会立即通知单片机处理器，并及时控制使能端EN升压输出，POWER_UP连接单片机的引脚19电网检测电路的使能端EN与升压输出电路中的芯片FP6293的使能端相连，进行检测高低电平来选择电池供电还是电网供电，如图16所示的电池充放电电路，电池充放电电路的输入端是外接的220v接的适配器转换成的5V电压，电池充放电电路BAT+端连接到升压输出电路中对应的BAT+端，升压输出电路如图17所示，升压输出电路中的5V电压输出端对应连接到降压电路中的5V输入端，通过AMS1117-3.3芯片降压输出3.3V电压，3.3V电压为单片机电路进行供电。

具体的流程是：1.有外接电源的情况下，电网检测电路的EN引脚为低电平，POWER_UP引脚为高电平，POWER_UP引脚直接和单片机的POWER_UP引脚相连接；由于EN引脚为低电平，此时升压输出电路的使能端无效；升压输出电路的电压小于外接的5V电源电压；外接的5V电源电压通过电池充放电电路中的芯片TC4056给电池充电，并通过D14二极管直接给电路供电；2.失电的情况下，电网检测电路的EN引脚为高电平，POWER_UP引脚为低电平，EN引脚端为高电平，电池充放电电路通过XB5353A放电保护电路，给升压输出电路中的FP6293进行供电，进行升压后的5V电压大于D14二极管的阳极端电压，可以通过D16供给电路供电。其中，采用的芯片TC4056的电路可以起到防止过冲，限流、过温保护、浮充等作用；采用的芯片XB5353A电路起到防止过放，限流、过温保护等保护作用。

在一些实施方式中，还包括供电单元，供电单元与MCU主控单元相连接，供电单元为整个该报警器供电，供电单元包括电网检测电路，通过电网检测电路进行判断选择电池供电单元供电或电网供电。

在一些实施方式中，电池供电单元包括电池充放电电路、升压输出电路、降压电路。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，所述报警器安装在配电台区配电变压器的低压出线上，其具有485通信接口，用于三相四线中性点直接接地的低压电网，所述报警器包括MCU主控单元、多路模数转换器、台区多路数据采样电路、通讯模块，所述MCU主控单元通过多路模数转换器连接台区多路数据采样电路，所述台区多路数据采样电路用于从配电变压器台区的各个分路采集电能数据发送给所述多路模数转换器，所述多路模数转换器将采集的电能数据经过模数转换后传送至所述MCU主控单元，所述MCU主控单元将采集的电能数据进行计算分析并归类统计出异常电能数据以及配电网故障原因，所述MCU主控单元通过通讯模块将异常电能数据以及配电网故障原因发送给终端设备。

2.根据权利要求1所述的台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，所述MCU主控单元包括数据统计分析模块、信息报警模块，所述数据统计分析模块用于对台区多路数据采样电路采集到的电能数据进行归类统计和计算分析原因，并及时将归类分析获取的异常电能数据和配电网故障原因发送到信息报警模块；

所述信息报警模块用于将接收到的异常电能数据和配电网故障原因发送给终端设备，为配电网故障及时提供报警服务。

3.根据权利要求2所述的台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，所述数据统计分析模块根据异常电能数据将配电网故障原因分为配变失电报警、分路失电报警、配变缺相报警、分路缺相报警、漏电信息超限报警；

所述配变失电报警是指台区中采集的多路电路全部失电；

所述分路失电报警是指该台区分路的两相失电；

所述配变缺相报警是指台区中采集的多路电路都缺少同一相；

所述分路缺相报警是指该台区分路所获取的电压低于0.7倍的额定电压；

所述漏电信息超限报警是指台区分路检测到的剩余电流超过限定的预警剩余电流。

4.根据权利要求1所述的台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，所述台区多路数据采样电路包括在台区各分路进行采集数据的三相电流采样电路、三相电压采样电路、三相剩余电流采样电路，所述三相电流采样电路用于采集该台区分路三相电源的三相电流，所述三相电压采样电路用于采集该台区分路三相电源的三相电压，所述三相剩余电流采样电路用于采集该台区分路三相电源的剩余电流。

5.根据权利要求4所述的台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，所述多路模数转换器具有多路采集通道，其中每路采集通道包括七个采集输入端，3个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的三相电压，其与该台区分路的三相电压采样电路输出端相连接，3个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的三相电流，其与该台区分路的三相电流采样电路输出端相连接，1个采集输入端用于采集该台区分路三相电源的剩余电流，其与该台区分路的三相剩余电流采样电路的输出端相连接，所述多路模数转换器通过数据总线与所述MCU主控单元相连接。

6.根据权利要求1所述的台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，所述MCU主控单元包括中央处理器、存储器以及输入输出设备，所述MCU主控单元用于控制所述多路模数转换器启动采集模拟量数据，读取采集的数据并进行数据归类和存取以及控制外部设备正常工作。

7.根据权利要求1所述的台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，还包括供电单元，所述供电单元与MCU主控单元相连接，所述供电单元为整个该报警器供电，所述供电单元包括电网检测电路，通过电网检测电路进行判断选择电池供电单元供电或电网供电。

8.根据权利要求7所述的台区漏电信息反馈报警器，其特征在于，所述电池供电单元包括电池充放电电路、升压输出电路、降压电路。

Images