CN211790957U - 一种电源感知装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电源感知装置。一种电源感知装置，包括：控制器、下行多路通信器、多路强电感知器、上行通信器；所述强电感知器，包括依次连接的感知接口、过压保护单元、限流驱动单元、反向保护单元、隔离器；所述隔离器与所述控制器连接；所述感知接口与电采集终端的进线电源连接；所述控制器，存储多路所述通信单元与多路所述强电感知器之间的对应关系数据，并通过所述上行通信器与上位机连接。本装置通过与电采集终端的通信连接，自动获取电采集终端档案数据，并根据所述电源感知装置上多路所述通信单元与多路所述强电感知器之间的对应关系，自动将电采集终端档案数据与电采集终端进线电源进行匹配，无需人工参与，极大的提高了工作效率。

Description

一种电源感知装置

技术领域

本实用新型涉及配电网运维领域，尤其涉及一种电源感知装置。

背景技术

2017年国家电网公司为充分挖掘智能电能表数据资产价值，发挥其对配电网运维管理工作的支撑作用，有效提升配电网运维管理和优质服务水平，制定了智能电能表支撑配电网运维管理工作方法，同时印发了《国家电网运检〔2017〕624号国家电网公司关于印发智能电能表支撑配电网运维管理工作方案的通知，其中一项重点应用工作内容是典型低压用户停复电上报，目的是实现低压户表(指电能表)停复电事件信息实时主动上送采集终端，并经采集终端通过无线或有线方式上报用电信息采集系统主站，经过用电信息采集系统主站分析判断后经统一接口服务平台将停复电事件信息与供电服务指挥系统实时集成共享，结合低压拓扑关系，实现停电后快速(力争5分钟内)定位用户范围，支撑低压故障的快速抢修和低压供电可靠性分析。

根据低压用户电能表上行通信方式的不同，现有电能表主要可分为载波电能表和RS485电能表，上行通信为载波方式的电能表叫载波电能表，上行通信为RS485总线方式的电能表叫485电能表。

载波电能表通过电能表本身带法拉电容的载波或无线模块实现电能表停复电信息上报。

RS485电能表停复电状态监测目前主要有两种方式，一种是RS485轮训方式，即采集终端通过轮训抄读电能表数据方式，来判断电能表是否停复电；另一种方式是通过加装电源感知装置直接检测表箱进线电源电压来判断电能表是否停复电。

其中采集终端轮训抄读RS485电能表数据方式依赖于采集终端抄表成功率，而目前RS485电能表抄表成功率普遍不能达到100％，因此这种方式可靠性不高，用户停复电存在误判和漏判问题。

而加装电源感知装置直接检测表箱进线电源电压进线方式，现有市场产品电能表停复电事件与用户电能表档案一一对应关系是通过人工接线和人工设置用户电能表档案来完成的，由于需要人工参与接线和设档，该方法效率低下，操作繁琐，增加了设备运维人员的工作量，而且容易出错。另一方面，客户如果增删用户电能表，电源感知装置还需要重新设置匹配档案，适应兼容性差，无法满足智能电网自动化的需求。

专利号为ZL200810205084.7的专利文献公开了电源感知管理系统及其方法，包括：一个程序封装单元，其用于运行一应用程序且检测其所用的电子设备，并关闭该应用程序且检测其不用的电子设备，同时将检测到设备的结果信息传送给控制单元；一个控制单元，其根据上述的结果信息来检测该电子设备需要开启供电或闭合供电，同时将检测到的供电信息传送给嵌入式控制器；一个嵌入式控制器,其用于控制开启上述已运行应用程序时所用的电子设备的供电，并控制闭合上述已关闭应用程序时不用的电子设备的供电。本实用新型解决了在系统运行时根据运行的应用程序，来决定哪些设备需要供电,并对其供电，同时对未提供电源管理的设备提供断电的功能，以更加省电的问题。能够自动检测电子设备的供电状态，但是对于电子设备的档案参数的录入没有提供技术方案。

因而现有的电子感知领域存在不足，还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种电源感知装置，能够自动接收接入电采集终端的档案参数，并与相应电采集终端进线电源线路进行自动匹配，提高兼容性。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种电源感知装置，包括：控制器、下行多路通信器、多路强电感知器、上行通信器；

所述强电感知器，包括依次连接的感知接口、过压保护单元、限流驱动单元、反向保护单元、隔离器；所述隔离器与所述控制器连接；所述感知接口与电采集终端的进线电源连接；

所述下行多路通信器，包括多路通信单元和切换单元，多路所述通信单元分别与所述切换单元连接，所述切换单元与所述控制器连接；所述通信单元包括通信接口和通信器，所述通信接口分别与所述通信器、电采集终端的通信装置连接，所述通信器与所述切换单元连接；所述通信接口与所述感知接口一一对应关联；所述通信单元与电采集终端连接；多路所述通信单元分别还与所述控制器电连接；

所述控制器，存储多路所述通信单元与多路所述强电感知器之间的对应关系数据，并通过所述上行通信器与上位机连接。

优选的所述的电源感知装置，所述切换单元包括线路选择器和线路分配器；所述线路选择器和线路分配器分别与所述控制器连接；所述线路选择器和线路分配器分别与多路所述通信单元连接。

优选的所述的电源感知装置，所述通信器为RS485通信器。

优选的所述的电源感知装置，所述通信单元与所述强电感知器的数量相同，均为6-12路。

优选的所述的电源感知装置，还包括设备电源，所述设备电源包括直流电源和后备电源；所述直流电源为DC-DC电源；所述后备电源为法拉电容。

优选的所述的电源感知装置，还包括显示单元；所述显示单元，包括分别对应多路所述通信单元和多路所述强电感知器的状态指示灯。

相较于现有技术，本实用新型提供的一种电源感知装置，本装置通过与电采集终端的通信连接，自动获取电采集终端档案数据，并根据所述电源感知装置上多路所述通信单元与多路所述强电感知器之间的对应关系，自动将电采集终端档案数据与电采集终端进线电源进行匹配，无需人工参与，极大的提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的电源感知装置结构框图；

图2是本实用新型提供的下行多路通信器的结构框图；

图3是本实用新型提供的强电感知器的机构框图；

图4是本实用新型提供的实施例2中控制器的电路图；

图5是本实用新型提供的实施例2中下行多路通信器和强电感知器的电路图；

图6是本实用新型提供的实施例2中线路选择器的电路图；

图7是本实用新型提供的实施例2中线路分配器的电路图。

DC-DC(Direct current-Direct current，直流电)

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

请一并参阅图1-图7，本实用新型提供一种电源感知装置，包括：控制器1、下行多路通信器2、多路强电感知器3、上行通信器4；所述控制器1具有控制芯片U1，所述控制芯片U1的选用为本领域的通常标准即可，只要能够实现本实用新型所需的功能即可，所述控制芯片U1可以选择的型号为瑞萨电子的R5F51138处理器芯片；所述下行多路通信器2用于所述电源感知装置与电采集终端进行通信的通信装置，所述电采集终端是与所述电源感知装置连接的电采集终端；所述强电感知器3，用于与电采集终端的进线电源连接，感知是否有电源存在；所述电采集终端优选为电能表，为本领域常用电能表，具有通信功能的电能表；

所述强电感知器3，包括依次连接的感知接口31、过压保护单元32、限流驱动单元33、反向保护单元34、隔离器35；所述隔离器35与所述控制器1连接；所述感知接口31与电采集终端的进线电源连接；具体的，所述感知接口31为本领域中的常用线路接口，不做具体设定，优选型号为HDR1x4的插拔式接线端子；所述过压保护单元32优选型号为S14K680E2的压敏电阻；所述限流驱动单元33优选为多个串联的大阻值电阻；所述反向保护单元34优选为二极管；所述隔离器35优选型号为LTV-816S的光耦；

所述下行多路通信器2，包括多路通信单元21和切换单元，多路所述通信单元21分别与所述切换单元连接，所述切换单元与所述控制器1连接；所述通信单元21包括通信接口和通信器，所述通信接口分别与所述通信器、电采集终端的通信装置连接，所述通信器与所述切换单元连接；所述通信接口与所述感知接口31一一对应关联；所述通信单元21与电采集终端连接；多路所述通信单元21分别还与所述控制器1电连接，用于通过所述控制器1对所述通信单元21进行使能控制；所述通信器优选为RS485通信器；应当说明的是，在本领域的公知技术中，多路所述通信单元21不仅需要与所述控制器1进行电连接，还要都进行通信连接，本实用新型线路连接精简了，使用所述切换单元进行控制，将多路通信单元21分别与所述控制器1进行通信的情况改善为通过所述切换单元择一的控制多路所述通信单元21分别与所述控制器1连接；

所述控制器1，存储多路所述通信单元21与多路所述强电感知器3之间的对应关系数据，并通过所述上行通信器4与上位机连接。所述对应关系数据的来源为根据多路所述通信单元21分别与多路所述强电感知器3之间的电路对应关系匹配得到，这是硬件的关联匹配，为本领域的常用技术，不做具体限定，能够实现对应关系匹配结构就好；所述上行通信器4，用于上行通信，即与所述上位机进行通信，所述上位机可以是服务器，也可以是配电站总机等。

作为优选方案，本实施例中，所述切换单元包括线路选择器221和线路分配器222；所述线路选择器221和线路分配器222分别与所述控制器1连接；所述线路选择器221和线路分配器222分别与多路所述通信单元21连接。所述线路选择器221，用于根据所述控制器1的接收指令选择其中一个线路进行数据接收，具有选择器芯片D2，所述选择器芯片D2的型号优选为TI公司型号为SN74LV4051ADR，其具有8路模拟选择输出器，且具有3个地址控制信号；所述线路分配器222，用于根据所述控制器1的发送指令选择同时向多路线路中某一路线路进行数据发送，具有分配器芯片D7，所述分配器芯片D7的型号优选为TI公司型号为SN74HC138DR，其具有3线-8线译码器，可以把一个数据信号按照一定顺序分时的分配到8个不同的通道上去。

相应的，本实用新型还提供一种使用所述电源感知装置的电采集终端档案匹配方法，包括步骤：

S1、电源感知装置上电，所述控制器1通过所述切换单元分别获取多路所述通信单元21接收的多份电采集终端档案数据；

S2、所述控制器1分别通过多路所述强电感知器3检测多份电采集终端进线电源数据；

S3、所述控制器1根据多路所述通信单元21与多路所述强电感知器3之间的对应关系数据，将多份所述电采集终端档案数据与多份所述电采集终端进行电源数据进行对应匹配档案与电源对应表，存储并发送所述档案与电源对应表到上位机中。即所述档案与电源对应表先存储在所述控制器1中，然后所述控制器1通过所述上行通信器4将所述档案与电源对应表发送到所述上位机中进行备份。

作为优选方案，本实施例中，还包括步骤：

S4、所述控制器1实时接收多路所述强电感知器3检测的多份所述电采集终端进线电源数据；所述实时为间隔一定的时间执行一次，所述一定的时间视具体情况设定，可以是几毫秒、几秒、几分钟都可以，不做具体限定；

S5、所述控制器1判断多份所述电采集终端进线电源数据中是否存在停电信息或复电信息，若是，则所述控制执行电采集终端档案数据上报操作；若否，则执行步骤S4。所述停电信息，为所述控制器1通过所述强电感知器3检测到用户进线电源线路没有电；所述复电信息，即在出现所述停电信息之后，所述控制器1通过所述强电感知器3检测到用户进线电源有电；

作为优选方案，本实施例中，所述电采集终端档案数据上报操作包括：

所述控制器1在所述档案与电源对应表中进行匹配，若未匹配到没有相应的电采集终端档案信息，则不上报任何信息，执行步骤S4；若匹配到相应的电采集终端档案信息，则将所述电采集终端档案信息上报到上位机中，并执行步骤S4。

具体的，此处用于避免误报情况发生，即当所述控制器1通过所述强电感知器3检测到右停复电信息，则此时去查询所述档案与电源对应表中是否有相应的电采集终端信息，若查到了相应的电采集终端信息，则将所述电采集终端档案信息上传到上位机中。

作为优选方案，本实施例中，所述电采集终端档案数据包括电采集终端档案通讯地址、、通讯规约和波特率。

作为优选方案，本实施例中，所述步骤S3中，还包括：

S31、所述控制器1间隔预定时间通过所述切换单元分别获取一次多路所述通信单元21接收的多份电采集终端档案数据，与所述档案与电源对应表中的电采集终端档案数据进行比对；

S32、所述控制器1判断档案数量是否有增加或减少，若是，则执行步骤S2；若否，则执行步骤S33；

S33、所述控制器1判断多个电采集终端档案数据与所述档案与电源对应表中的电采集终端档案数据是否完全一致，若是，则执行步骤S31；若否，则执行步骤S2。

作为优选方案，本实施例中，还包括设备电源，所述设备电源包括直流电源和后备电源；所述直流电源为DC-DC电源；所述后备电源为法拉电容电池。优选的，所述设备电源采用12V直流电源供电，所述DC-DC电源由12V转5V电源电路和5V转3.3V电源电路组成，所述DC-DC电源用于将12V直流电源转换为所述电源感知装置所需要的5V和3.3V电源；所述法拉电容作为后备电源，当电源感知装置掉电后可为其提供后备电能，具有与其相适配的充放电单元，所述充放电单元为本领域的常规使用，不做具体限定。

作为优选方案，本实施例中，所述通信单元21为RS485通信单元。所述RS485通信单元为本领域的常用技术使用，不做具体限定，请参阅图5，图中为两路所述RS485通信单元的电路。相应的，电采集终端上的通信装置也为RS485通信单元。

作为优选方案，本实施例中，所述通信单元21与所述强电感知器3的数量相同，都为6-12路。

作为优选方案，本实施例中，还包括维护单元和显示单元；

所述维护单元，用于模块本身的参数设置、参数查询和调试测试；所述维护单元，用于所述电源感知装置本身的参数设置和查询、程序升级和调试测试等维护功能。

所述显示单元，包括分别对应多路所述通信单元21和多路所述强电感知器3的状态指示灯，所述状态指示灯为LED灯。所述显示单元，用于根据所述控制器1的指令指示所述电源感知装置的运行和通信状态，主要由设备运行指示灯、上行通信指示灯、多个通信单元21的指示灯和多个强电感知器3状态指示灯组成。

作为优选方案，本实施例中，还包括外部接口装置，分别与所述下行多路通信器2、多路所述强电感知器3、所述上行通信器4、所述设备电源通过不同的接口连接，用于分别为上述器件配置适应性接口或标准接口，为本领域的通用技术，本实用新型不做限定。

实施例2

请一并参阅图4-图7，图中>>和<<为电流或电信号在此端点的输入或输出方向，且相互标号相同的连接在一起；其中所述控制芯片U1的型号为R5F51138、所述通信单元21为RS485通信单元、所述选择器芯片D2是TI公司型号为SN74LV4051ADR的选择器芯片D2、所述分配器芯片D7的型号为TI公司型号为SN74HC138DR的分配器芯片D7、型号是HDR1x4的插拔式接线端子、所述过压保护单元32为型号是S14K680E2的压敏电阻、所述限流驱动单元33为多个串联的大阻值电阻(阻值分别为100KΩ)、所述反向保护单元34为二极管；所述隔离器35为型号是LTV-816S的光耦为例进行详细说明，此处所述下行多路通信器2具有两路所述通信单元21，且所述强电感知器3为两路。

所述感知接口31与所述通信接口通过所述插拔式接线端子相互一一配对，例如可以是与所述插拔式接线端子的单数端口相接入的配对，双数端口的相接入的配对。在所述选择器芯片D2和所述分配器芯片D7中没有相同标号进行接线的端口为备用端口，例如所述选择器芯片D2上的端口RXD_4853-RXD_4858。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种电源感知装置，其特征在于，包括：控制器、下行多路通信器、多路强电感知器、上行通信器；

所述强电感知器，包括依次连接的感知接口、过压保护单元、限流驱动单元、反向保护单元、隔离器；所述隔离器与所述控制器连接；所述感知接口与电采集终端的进线电源连接；

所述下行多路通信器，包括多路通信单元和切换单元，多路所述通信单元分别与所述切换单元连接，所述切换单元与所述控制器连接；所述通信单元包括通信接口和通信器，所述通信接口分别与所述通信器、电采集终端的通信装置连接，所述通信器与所述切换单元连接；所述通信接口与所述感知接口一一对应关联；所述通信单元与电采集终端连接；多路所述通信单元分别还与所述控制器电连接；

所述控制器，存储多路所述通信单元与多路所述强电感知器之间的对应关系数据，并通过所述上行通信器与上位机连接。

2.根据权利要求1所述的电源感知装置，其特征在于，所述切换单元包括线路选择器和线路分配器；所述线路选择器和线路分配器分别与所述控制器连接；所述线路选择器和线路分配器分别与多路所述通信单元连接。

3.根据权利要求1所述的电源感知装置，其特征在于，所述通信器为RS485通信器。

4.根据权利要求1所述的电源感知装置，其特征在于，所述通信单元与所述强电感知器的数量相同，均为6-12路。

5.根据权利要求1所述的电源感知装置，其特征在于，还包括设备电源，所述设备电源包括直流电源和后备电源；所述直流电源为DC-DC电源；所述后备电源为法拉电容。

6.根据权利要求1所述的电源感知装置，其特征在于，还包括显示单元；所述显示单元，包括分别对应多路所述通信单元和多路所述强电感知器的状态指示灯。

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