CN211606114U - 一种可计量的换相装置 - Google Patents

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金庆忍
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Abstract

本实用新型涉及低压供电线路功率平衡技术及电力计量领域，具体涉及一种可计量的换相装置，包括电压检测模块、计量模块、ARM处理器、换相执行模块、蓝牙模块、存储模块。本实用新型创新性的引入计量模块、存储模块，使装置在提供台区负载三相不平衡治理的功能前提下，存储用户负载用电量信息，并做日度、月度、年度统计信息，并响应台区其他智能化仪表数据请求。蓝牙模块的加入，使得在施工现场就地使用手持终端或手机蓝牙直接连接安装在电杆顶部或高墙之上的换相装置，实时对其进行控制、调试、维护和数据采集，无需爬杆或借助电工梯就能方便的监测设备运行状态。

Description

一种可计量的换相装置
技术领域
本实用新型涉及低压供电线路功率平衡技术及电力计量技术领域，具体涉及一种可计量的换相装置。
背景技术
随着低压配电网的三相不平衡治理工作的不断开展，目前该类工程已经引起电力部门越来越多的关注和重视，目前市场上也出现了大量的三相不平衡治理厂家，在所有的治理方案中尤其以换相开关式的治理方案最受推崇。
该类方案治理台区三相不平衡的原理不尽相同，均以分散式安装可控负载为基础，即当台变总输出不平衡时，通过调整系统内一个或多个换相装置的工作相位来实现台变三相负载的平衡输出。随着智能化台区建设的不断开展，台区首末端仪器仪表智能化程度逐步提升，换相开关作为分布在台区支路上的节点，其角色应该从单一的换相控制节点逐步向智能化节点发展，即在提供带负载自动切换工作相位，治理台区三相负载不平衡的同时，也响应台区首端其他智能化仪表的台区电参感知需求，计量模块及存储模块的加入，使得本实用新型具备了这种能力，其所提供的用户负载电量统计信息直接用于台区线损计算，用户电量采集等项目中。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供一种可计量的换相装置，在治理台区三相负载不平衡的同时，响应台区智能仪表的数据需求，为智能化台区建设增力。
实用新型内容
为了解决上述设计目的，本实用新型提供了一种可计量的换相装置，具体技术方案如下：
一种可计量的换相装置，包括电压检测模块、计量模块、蓝牙模块、存储模块、ARM处理器、换相执行模块；
所述电压检测模块用于测量换相装置的实时三相输入电压数据，并将测量得到的实时三相输入电压数据传输至ARM处理器；所述计量模块用于实时采集、统计换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据，并将采集到的换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据传输至ARM处理器；所述蓝牙模块用于接收手持终端信号或手机的信号，并连接换相装置，对换相装置进行实时调控并采集工作参数，采集的工作参数传输至ARM处理器；所述存储模块在ARM处理器控制下，存储换相装置的运行数据；所述ARM处理器用于接收并处理电压测量模块传输的实时三相输入电压数据、计量模块传输的实时采集、统计换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据、蓝牙模块采集的工作参数，并控制存储模块进行数据存储，控制蓝牙模块进行工作参数采集以及控制换相执行模块进行换相动作，所述换相执行模块用于在ARM处理器的控制下执行具体换相动作；
所述计量模块、电压检测模块、换相执行模块、蓝牙模块、存储模块分别与ARM处理器连接，所述ARM处理器根据采集所得数据调度蓝牙模块、存储模块、换相执行模块的运行。
进一步地，所述电压检测模块包括三个电压传感器，所述三个电压传感器用于测量换相装置的实时三相输入电压数据，每个电压传感器对应测量每一相输入电压。
进一步地，所述计量模块与ARM处理器工作电源一致，且接口连接为直连模式。
进一步地，所述换相执行模块包括三个复合开关单元；每个复合开关单元包括并联的磁保持继电器和晶闸管；所述磁保持继电器和晶闸管各一只。
进一步地，所述每个复合开关单元中的磁保持继电器和晶闸管的输入端分别对应换相装置的三相输入；所述磁保持继电器和晶闸管的输入端彼此连接后作为单相负载火线；所述换相装置与单相负载共用零线。
进一步地，所述存储模块包括可插拔卡槽，所述可插拔卡槽内安装TF卡作为存储介质。
进一步地，所述蓝牙模块响应手持终端查询指令及控制指令。
本实用新型的有益效果为：
1、本实用新型创新性的引入计量模块、存储模块，使装置在提供台区负载三相不平衡治理的功能前提下，存储用户负载用电量信息，并做日度、月度、年度统计信息，并响应台区其他智能化仪表数据请求。
2、本实用新型加入的蓝牙模块，使得在施工现场就地使用蓝牙手持终端或手机蓝牙直接连接安装在电杆顶部或高墙之上的换相装置，实时对其进行控制、调试、维护和数据采集，无需爬杆或借助电工梯就能方便的监测设备运行状态。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的换相执行模块的结构示意图。
图3为本实用新型的计量芯片与ARM处理连接电路图。
图4为本实用新型的蓝牙模块指令查询流程。
图5为本实用新型的蓝牙模块指令控制流程。
图6为本实用新型换相示意图。
图7为本实用新型换相过程波形图。
具体实施方式
为了更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，为本实用新型结构框图，一种可计量的换相装置，包括电压检测模块、计量模块、蓝牙模块、存储模块、ARM处理器、换相执行模块；
电压检测模块用于测量换相装置的实时三相输入电压数据，并将测量得到的实时三相输入电压数据传输至ARM处理器；计量模块用于实时采集、统计换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据，并将采集到的换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据传输至ARM处理器；蓝牙模块用于接收手持终端信号或手机的信号，并连接换相装置，对换相装置进行实时调控并采集工作参数，采集的工作参数传输至ARM处理器；存储模块在ARM处理器控制下，存储换相装置的运行数据；ARM处理器用于接收并处理电压测量模块传输的实时三相输入电压数据、计量模块传输的实时采集、统计换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据、蓝牙模块采集的工作参数，并控制存储模块进行数据存储，控制蓝牙模块进行工作参数采集以及控制换相执行模块进行换相动作，换相执行模块用于在ARM处理器的控制下执行具体换相动作；
计量模块、电压检测模块、换相执行模块、蓝牙模块、存储模块分别与ARM处理器连接，ARM处理器根据采集所得数据调度蓝牙模块、存储模块、换相执行模块的运行。
本实用新型的电压检测模块包括三个电压传感器，三个电压传感器用于测量换相装置的实时三相输入电压数据，每个电压传感器对应测量每一相输入电压。
如图2所示，本实用新型的换相执行模块包括三个复合开关单元，分别为A相复合开关单元、B相复合开关单元、C相复合开关单元，每个复合开关单元包括并联的磁保持继电器和晶闸管；磁保持继电器和晶闸管各一只，每个复合开关单元中的磁保持继电器和晶闸管的输入端分别对应换相装置的三相输入；磁保持继电器和晶闸管的输入端彼此连接后作为单相负载火线；换相装置与单相负载共用零线。
本实用新型的计量模块为HLW8012型计量模块。
本实用新型的存储模块包括可插拔卡槽，可插拔卡槽内安装TF卡作为存储介质，存储模块在ARM处理器控制下存储负载日度、月度、年度消耗电量数据。
本实用新型的蓝牙模块用于接收手持蓝牙终端或手机连接换相开关，响应手持终端查询指令及控制指令。
如图3所示，本实用新型的计量模块与ARM处理器工作电源一致，且接口连接为直连模式，计量模块高频脉冲引脚与ARM处理器的外部终端接口连接，SEL连接普通IO口。
如图4所示，蓝牙模块用于接收手持终端信号或手机的信号，并连接换相装置，经过身份认证之后，响应手持终端或手机的查询指令及控制指令；
查询指令响应当前换相装置实时三相输入电压、输出相工作相位、输出相电压信息，ARM处理器收到查询指令后，ARM处理器自动调用电压检测模块采集的三相输入电压数据，并通过蓝牙模块回传给手持终端或手机。
如图5所示，本换相装置实现响应手持终端控制换相、断开输出两种功能，换相过程达到0ms，换相过程快速准确，ARM处理器在收到控制指令后实时分析控制指令的目标相位，然后调用电压检测模块获取当前输出相所在相位。确定好当前工作相和控制目标相之后，持续跟踪当前工作相和控制目标相准确的相位信息，如果两相位同相，则结束本次控制任务，如果两相为不同相，则进行换相流程；如果控制指令为断开输出指令，则在当前相电压过零点时断开工作相电压。
如图6、图7所示，以A相切换到B相为例其流程具体如下：
（1）导通A相复合开关单元中的晶闸管，断开A相复合开关单元中的磁保持继电器；
（2）在A相电压过零点时截止A相复合开关单元中的晶闸管；
（3）在B相电压过零点导通B相复合开关单元中的晶闸管；
（4）闭合B相复合开关单元中的磁保持继电器，截止B相复合开关单元中的晶闸管，本次换相任务结束。
本实用新型不局限于以上的具体实施方式，以上仅为本实用新型的较佳实施案例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可计量的换相装置，其特征在于：包括电压检测模块、计量模块、蓝牙模块、存储模块、ARM处理器、换相执行模块；
所述电压检测模块用于测量换相装置的实时三相输入电压数据，并将测量得到的实时三相输入电压数据传输至ARM处理器；所述计量模块用于实时采集、统计换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据，并将采集到的换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据传输至ARM处理器；所述蓝牙模块用于接收手持终端信号或手机的信号，并连接换相装置，对换相装置进行实时调控并采集工作参数，采集的工作参数传输至ARM处理器；所述存储模块在ARM处理器控制下，存储换相装置的运行数据；所述ARM处理器用于接收并处理电压测量模块传输的实时三相输入电压数据、计量模块传输的实时采集、统计换相装置有功功率、电量、电压有效值、电流有效值数据、蓝牙模块采集的工作参数，并控制存储模块进行数据存储，控制蓝牙模块进行工作参数采集以及控制换相执行模块进行换相动作，所述换相执行模块用于在ARM处理器的控制下执行具体换相动作；
所述计量模块、电压检测模块、换相执行模块、蓝牙模块、存储模块分别与ARM处理器连接，所述ARM处理器根据采集所得数据调度蓝牙模块、存储模块、换相执行模块的运行。
2.根据权利要求1所述的一种可计量的换相装置，其特征在于：所述电压检测模块包括三个电压传感器，所述三个电压传感器用于测量换相装置的实时三相输入电压数据，每个电压传感器对应测量每一相输入电压。
3.根据权利要求1所述的一种可计量的换相装置，其特征在于：所述计量模块与ARM处理器工作电源一致，且接口连接为直连模式。
4.根据权利要求1所述的一种可计量的换相装置，其特征在于：所述换相执行模块包括三个复合开关单元；每个复合开关单元包括并联的磁保持继电器和晶闸管；所述磁保持继电器和晶闸管各一只。
5.根据权利要求4所述的一种可计量的换相装置，其特征在于：所述每个复合开关单元中的磁保持继电器和晶闸管的输入端分别对应换相装置的三相输入；所述磁保持继电器和晶闸管的输入端彼此连接后作为单相负载火线；所述换相装置与单相负载共用零线。
6.根据权利要求1所述的一种可计量的换相装置，其特征在于：所述存储模块包括可插拔卡槽，所述可插拔卡槽内安装TF卡作为存储介质。
7.根据权利要求1所述的一种可计量的换相装置，其特征在于：所述蓝牙模块响应手持终端查询指令及控制指令。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113433452A (zh) * 2021-06-23 2021-09-24 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种气候实验室测试三相不一致时间继电器自动换相装置

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