CN211089232U - 一种支持停电上报的i型采集器 - Google Patents

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李传玺
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Abstract

本实用新型公开了一种支持停电上报的I型采集器，新型I型采集器是配置在电能表与集中器之间的，用于采集多块电能表电量数据及停电上报等事件，并上传集中器。主要由主控功能模块、电源组件、通信组件、对外供电模块等组成，可实现采集多块电能表电量数据及停电上报等事件，并通过电力载波、微功率无线等通信方式与集中器进行数据交换。该专利以进一步提升智能电表资产效益，充分发挥其对配电网故障快速抢修工作的支撑作用，扩展采集系统高级应用功能，减少电网运营成本，提高供电可靠性和用户满意度。

Description

一种支持停电上报的I型采集器
技术领域
本实用新型涉及一种支持停电上报的I型采集器，属于电力自动化及通信技术领域。
背景技术
截至目前，采集系统基于现场安装运行的智能电能表达到4.24亿只，在支撑配网运营管理方面，随着面向对象数据交换协议、低压电力线宽带载波、智能诊断模型等相关技术的不断发展，用电信息采集系统在配变异常运行状态监测与评估管控、停电事件实时研判与主动服务、户变连接关系自动识别与精准校验等研究中逐渐起到越来越重要的作用。但是，由于设备自身能力及通信技术发展等限制，使得采集系统在支撑配网新兴业务过程中略显吃力。为进一步提升智能电能表资产效益，充分发挥其对配电网故障快速抢修工作的支撑作用，扩展采集系统高级应用功能，减少电网运营成本，提高供电可靠性和用户满意度，应加快推进基于大数据的用电信息采集系统停电上报工作，有效提升配电网运维管理和优质服务水平，为国网公司进一步提升客户服务响应速度和用电服务水平提供有力的技术支撑。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种支持停电上报的I型采集器。
一种支持停电上报的I型采集器，包括主控电路、电源组件、通信模块，所述电源组件的输出端与主电路的电源输入端连接，所述主控电路输出端连接有RS485接口、CAN接口电路、超级电容备用电源，所述RS485接口与CAN接口对外引出输入针脚，所述输入针脚连接有多组电能表，所述超级电容备用电源用于为主控电路及对外接口电路提供电源；所述主控电路的输出端连接有通信接口，所述通信接口用于插装通信模块以实现与集中器连接。
优选地，所述CAN接口电路包括驱动芯片，所述驱动芯片的VCC1端口连接有电容C41，并接入地线，所述VCC1端口输出有VCC3.3V，驱动芯片的TXD端输出有CAN_TXD_MCU端口，所述CAN_TXD_MCU端口与CAN接口的发送端TXD管脚连接，驱动芯片的RXD端连接有电阻R41并输出CAN_RXD_MCU端口，所述CAN_RXD_MCU端口与CA N口的接收端RXD管脚连接，所述驱动芯片的VCC2端口分别连接电压VCC5V和电容C42、电容C43的一端，电容C42、电容C43的另一端GND2接地，所述驱动芯片的CANH端口连接有电感L11并与对外端子相连接，所述驱动芯片的CANL连接有电感L12并与对外端子相连接。
优选地，所述CAN接口电路还包括保护匹配电路，所述保护匹配电路包括瞬态抑制二极管阵列和排针，所述瞬态抑制二极管阵列的3号针脚接地，所述瞬态抑制二极管阵列的1号针脚依次串联有电容C45、电容C46，所述电容C46与瞬态抑制二极管阵列的2号针脚连接，所述排针的1号针脚连接有电阻R42，所述电阻R42与瞬态抑制二极管阵列的1号针脚连接，所述排针的2号针脚与瞬态抑制二极管阵列的2号针脚连接。
优选地，所述超级电容备用电源包括超级电容BAT，所述BAT的1号引脚分别连接电阻R14和电阻R15，电阻R14的另一端连接有二极管SS14，所述二极管SS14与VCC5V3连接并输出VTX端口；所述电阻R15的另一端连接有电阻R20，所述电阻R20的另一端接地，所述述电池BAT的2号引脚接地。
优选地，还包括外供电源模块，所述外供电源包括电源模块，所述电源模块的1号引脚连接有电感L8，所述电感L8的一端与VTX端口连接，所述电源模块的2号引脚接地，所述1号引脚与2号引脚依次并联有电容C32和电容C31，所述电源模块的7号引脚连接VCC5V_OUT输出端，所述电源模块的5号引脚接地，所述7号引脚与5号引脚依次并联有电容C33、电容C34、电阻R33。
优选地，所述主控电路的输出端还连接有遥信和红外电路。
与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：提供一种以电能表电量数据及停电上报等事件为对象的采集设备，本设备可以采集能表数据并支持停电上报功能，提升智能电能表资产效益，充分发挥其对配电网故障快速抢修工作的支撑作用，扩展采集系统高级应用功能，减少电网运营成本，提高供电可靠性和用户满意度。
附图说明
图1为本实用新型的示意图；
图2为本实用新型的CAN接口电路图；
图3为为本实用新型的CAN接口的保护电路；
图4为本实用新型的超级电容备用电源电路图；
图5为本实用新型的外供电源电路图；
图6为本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图6所示，公开了一种支持停电上报的I型采集器，包括主控电路、电源组件、通信模块，所述电源组件的输出端与主电路的电源输入端连接，所述主控电路输出端连接有RS485接口、CAN接口电路、超级电容备用电源，所述RS485接口与CAN接口对外引出输入针脚，所述输入针脚连接有多组电能表，所述超级电容备用电源用于为主控电路及对外接口电路提供电源；所述主控电路的输出端连接有通信接口，所述通信接口用于插装通信模块以实现与集中器连接。
在本实施例中，如图2所示，所述CAN接口电路包括驱动芯片，所述驱动芯片的VCC1端口连接有电容C41，并接入地线，所述VCC1端口输出有VCC3.3V，驱动芯片的TXD端输出有CAN_TXD_MCU端口，所述CAN_TXD_MCU端口与CAN接口的发送端TXD管脚连接，驱动芯片的RXD端连接有电阻R41并输出CAN_RXD_MCU端口，所述CAN_RXD_MCU端口与CA N口的接收端RXD管脚连接，所述驱动芯片的VCC2端口分别连接电压VCC5V和电容C42、电容C43的一端，电容C42、电容C43的另一端GND2接地，所述驱动芯片的CANH端口连接有电感L11并与对外端子相连接，所述驱动芯片的CANL连接有电感L12并与对外端子相连接。如图3所示，所述CAN接口电路还包括保护匹配电路，所述保护匹配电路包括瞬态抑制二极管阵列和排针，所述瞬态抑制二极管阵列的3号针脚接地，所述瞬态抑制二极管阵列的1号针脚依次串联有电容C45、电容C46，所述电容C46与瞬态抑制二极管阵列的2号针脚连接，所述跳线（排针）的1号针脚连接有电阻R42，所述电阻R42与瞬态抑制二极管阵列的1号针脚连接，所述跳线（排针）的2号针脚与瞬态抑制二极管阵列的2号针脚连接。所述超级电容备用电源包括超级电容BAT，所述超级电容BAT的1号引脚分别连接电阻R14和电阻R15，电阻R14的另一端连接有二极管SS14，所述二极管SS14与VCC5V3连接并输出VTX端口；所述电阻R15的另一端连接有电阻R20，所述电阻R20的另一端接地，所述超级电容BAT的2号引脚接地。如图5所示，还包括外供电源模块，所述外供电源包括电源模块，所述电源模块的1号引脚连接有电感L8，所述电感L8的一端与VTX端口连接，所述电源模块的2号引脚接地，所述1号引脚与2号引脚依次并联有电容C32和电容C31，所述电源模块的7号引脚连接VCC5V_OUT输出端，所述电源模块的5号引脚接地，所述7号引脚与5号引脚依次并联有电容C33、电容C34、电阻R33。如图1所示，所述主控电路的输出端还连接有遥信和红外电路。电源模块采用DC/DC设计方案，将市电220V转换成12V直流电源，供整个系统使用。同时采用两节15PF超级电容作为备用电源，在市电供电时，利用12V产生的5.3V给超级电容充电，在停电时超级电容放电，给整个系统供电。对外电源输出接口，设计成隔离电源，对外输出5V（1W）电源，可以给电能表外扩RS485转CAN口供电。
工作原理：支持停电上报的新型I型采集器以电能表电量数据及停电上报等事件为采集对象，通过隔离CAN接口采集电能表数据及停电上报等事件，并上传至集中器，是用电数据的重要来源。位置处于集中器和电能表直接，现场安装在电能表侧，与电能表并联；I型采集器通过CAN总线接口与多块电能表相连接，采集电能表数据，并通过载波/微功率无线方式，将这些数据上传至集中器；在市电停电的时候，由于I型采集器有备用电源，故仍可以工作一段时间，通过CAN总线采集电能表停电主动上报数据，并通过载波/微功率无线方式将这些数据上传至集中器。
本设备驱动芯片采用ATMEL公司的ATXMEGA64A3，具备数据存储、红外通信、RS485通信、CAN通信及本地载波\微功率无线通信及停电上报等功能。数据存储功能采用AT45DB041D,该芯片可以存储4Mb数据。CAN通信接口采用隔离设计，取代以前采集器的RS485接口，采集具有CAN口的电能表，实现电能表停电上报功能，本地通信接口采用标准国网本地通信接口设计，通过串口方式与主控芯片通信，将设备各类信息上送给集中器。该功能接口采用标准化设计，兼容所有厂家的载波\微功率无线模块。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种支持停电上报的I型采集器，其特征在于，包括主控电路、电源组件、通信模块，所述电源组件的输出端与主电路的电源输入端连接，所述主控电路输出端连接有RS485接口、CAN接口电路、超级电容备用电源，所述RS485接口与CAN接口对外引出输入针脚，所述输入针脚连接有多组电能表，所述超级电容备用电源用于为主控电路及对外接口电路提供电源；所述主控电路的输出端连接有通信接口，所述通信接口用于插装通信模块以实现与集中器连接。
2.根据权利要求1所述的支持停电上报的I型采集器，其特征在于，所述CAN接口电路包括驱动芯片，所述驱动芯片的VCC1端口连接有电容C41，并接入地线，所述VCC1端口输入有VCC3.3V，驱动芯片的TXD端输出CAN_TXD_MCU端口，所述CAN_TXD_MCU端口与CAN接口的发送端TXD管脚连接，驱动芯片的RXD端连接有电阻R41并输出CAN_RXD_MCU端口，所述CAN_RXD_MCU端口与CA N口的接收端RXD管脚连接，所述驱动芯片的VCC2端口分别连接电压VCC5V和电容C42、电容C43的一端，电容C42、电容C43的另一端GND2接地，所述驱动芯片的CANH端口连接有电感L11并与对外端子相连接，所述驱动芯片的CANL连接有电感L12并与对外端子相连接。
3.根据权利要求2所述的支持停电上报的I型采集器，其特征在于，所述CAN接口电路还包括保护匹配电路，所述保护匹配电路包括瞬态抑制二极管阵列和排针，所述瞬态抑制二极管阵列的3号针脚接地，所述瞬态抑制二极管阵列的1号针脚依次串联有电容C45、电容C46，所述电容C46与瞬态抑制二极管阵列的2号针脚连接，所述排针的1号针脚连接有电阻R42，所述电阻R42与瞬态抑制二极管阵列的1号针脚连接，所述排针的2号针脚与瞬态抑制二极管阵列的2号针脚连接。
4.根据权利要求1所述的支持停电上报的I型采集器，其特征在于，所述超级电容备用电源包括超级电容BAT，所述超级电容BAT的1号引脚分别连接电阻R14和电阻R15，电阻R14的另一端连接有二极管SS14，所述二极管SS14与VCC5V3连接并输出VTX端口；所述电阻R15的另一端连接有电阻R20，所述电阻R20的另一端接地，所述超级电容BAT的2号引脚接地。
5.根据权利要求1所述的支持停电上报的I型采集器，其特征在于，还包括外供电源模块，所述外供电源包括电源模块，所述电源模块的1号引脚连接有电感L8，所述电感L8的一端与VTX端口连接，所述电源模块的2号引脚接地，所述1号引脚与2号引脚依次并联有电容C32和电容C31，所述电源模块的7号引脚连接VCC5V_OUT输出端，所述电源模块的5号引脚接地，所述7号引脚与5号引脚依次并联有电容C33、电容C34、电阻R33。
6.根据权利要求1所述的支持停电上报的I型采集器，其特征在于，所述主控电路的输出端还连接有遥信和红外电路。
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CN113012414A (zh) * 2021-01-28 2021-06-22 国电南瑞南京控制系统有限公司 一种支持户表停电信息实时上报的模组化能源采控终端

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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