CN212231168U - 用于配电柜的数据采集网关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了用于配电柜的数据采集网关，包括微处理器模块、电源模块、RS485接口、小无线通信模块、输入供电交流220V掉电侦测模块，所述小无线通信模块是指433MHz的无线通信模块，微处理器模块与RS485接口之间通过光电耦合器进行连接，RS485接口用于配电柜内部仪表或保护装置的数据采集；微处理器模块与输入供电交流220V掉电侦测模块之间通过光电耦合器进行连接，微处理器模块与小无线通信模块之间电路连接；电源模块与输入供电交流220V电源连接。本实用新型实现了配电变压器低压总出线全电参量监测；通过小无线通信模块，上行提供433MHz的无线通信，与配电房内的其它数据网关连接，避免了大部分的RS485布线，同时企业可以随时随地通过手机APP掌握企业用电情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电房设备的技术领域，具体涉及一种用于配电柜的数据采集网关的技术。
背景技术
配电房是电网系统中与用户连接的最后环节，配电房正常可靠的运行，直接关系到用户的电能质量及用电安全。在我国的电网系统建设过程中，因为种种历史原因，造成配电房的配电设备种类繁多，各种设备之间相互独立自成一个小系统，各种设备的通信总线、及通信规约繁杂，数据无法共享，各自形成信息孤岛。
当前的配电房用电数据及工况状态的采集，主要依靠现场RS485总线，存在布线繁琐、费时、费力、安装需断电等问题，极大地增加了现场施工的难度和周期；同时，对于低压380V 断路器分合闸状态的在线监测需要更换智能断路器，成本高，安装实施难度大。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种用于配电柜的数据采集网关，采集配电柜内部仪表或保护装置的数据，实现配电变压器低压总出线的参量监测。
进一步的目的是监测断路器的分合闸状态，降低成本。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于配电柜的数据采集网关，其特征在于：所述用于配电柜的数据采集网关包括微处理器模块、电源模块、RS485接口、小无线通信模块、输入供电交流220V掉电侦测模块，所述小无线通信模块是指433MHz的无线通信模块，所述微处理器模块与RS485接口之间通过光电耦合器进行连接，RS485接口用于配电柜内部仪表或保护装置的数据采集；所述微处理器模块与输入供电交流220V掉电侦测模块之间通过光电耦合器进行连接，光电耦合器输出端输出脉冲方波或低电平，微处理器模块一直侦测，由没有低电平到有低电平是上电，有低电平到没有低电平是掉电；所述微处理器模块与小无线通信模块之间电路连接；电源模块与输入供电交流220V电源连接，电源模块输出两路隔离5V，一路5V转3.3V供给微处理器模块、小无线通信模块以及输入供电交流220V掉电侦测模块使用，另一路5V转3.3V供给RS485接口使用。
所述用于配电柜的数据采集网关还包括断路器开合闸监测模块以及输出开关量模块，微处理器模块与断路器开合闸监测模块之间通过光电耦合器进行连接，所述断路器开合闸监测模块实时检测外置接口开闸、合闸，以及自身上电、下电状态检测，微处理器模块与输出开关量模块连接，微处理器模块侦测到断路器开合闸事件，断电器输出开合闸变位信息开关量状态给微处理器，微处理器提供开合闸前后电参量数据；所述断路器开合闸监测模块以及输出开关量模块由电源模块5V转3.3V供给。RS485为电缆线名称。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型由于包括微处理器模块、电源模块、RS485接口、小无线通信模块、输入供电交流220V掉电侦测模块，通过RS485接口，采集配电柜内部仪表或保护装置的数据，通过 RS485接口采集配电柜内部仪表或保护装置的数据，从而实现配电变压器低压总出线全电参量监测，如监测配电变压器低压侧电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、正向有功总电能量、U/I谐波含有率、有功需量，提供各监测量的历史曲线，并监测断路器的分合闸状态。本实用新型通过小无线通信模块，上行提供433MHz的无线通信，与配电房内的其它数据网关连接，避免了大部分的RS485布线，同时企业可以随时随地通过手机APP掌握企业用电情况。
本实用新型可适用于智能电网、智能用电信息采集技术和能源管理领域，具体来说，本实用新型主要应用于采集配电系统电能数据，对配电变压器380V低压母线进行监测，为企业提供24小时持续掌控及了解用电情况，满足用电安全的基本需求，指导企业精准降低用电成本。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型用于配电柜的数据采集网关的硬件结构图；
图2是本实用新型用于配电柜的数据采集网关的上电、下电状态检测电路图；
图3是本实用新型用于配电柜的数据采集网关的断路器分闸监测电路图；
图4是本实用新型用于配电柜的数据采集网关的断路器合闸监测电路图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
如图1，本实用新型用于配电柜的数据采集网关，包括微处理器模块、电源模块、RS485 接口、小无线通信模块、输入供电交流220V掉电侦测模块，其中小无线通信模块是指433MHz 的无线通信模块，微处理器模块与RS485接口之间通过光电耦合器进行连接，RS485接口用于配电柜内部仪表或保护装置的数据采集；微处理器模块与输入供电交流220V掉电侦测模块之间通过光电耦合器进行连接，光电耦合器输出端输出脉冲方波或低电平，微处理器模块一直侦测，由没有低电平到有低电平是上电，有低电平到没有低电平是掉电；微处理器模块与小无线通信模块之间电路连接；电源模块与输入供电交流220V电源连接，电源模块输出两路隔离5V，一路5V转3.3V供给微处理器模块、小无线通信模块以及输入供电交流220V掉电侦测模块使用，另一路5V转3.3V供给RS485接口使用。
本实用新型用于配电柜的数据采集网关还包括断路器开合闸监测模块以及输出开关量模块，微处理器模块与断路器开合闸监测模块之间通过光电耦合器进行连接，所述断路器开合闸监测模块实时检测外置接口开闸、合闸，以及自身上电、下电状态检测，微处理器模块与输出开关量模块连接，微处理器模块侦测到断路器开合闸事件，断电器输出开合闸变位信息开关量状态给微处理器，微处理器提供开合闸前后电参量数据；所述断路器开合闸监测模块以及输出开关量模块由电源模块5V转3.3V供给。如图2为上电、下电状态检测电路图的电路原理相同。光耦隔离中使用光电耦合器U1。光电耦合器U1的发光二极管的正极端连接二极管D1的负极，光电耦合器U1的发光二极管的负极端连接串联连接的电阻R3与电阻R4，光电耦合器U1的接收三极管的集电极与发射极之间连接电容C7，发射极接地。图3是本实用新型用于配电柜的数据采集网关的断路器分闸监测电路图；图4是本实用新型用于配电柜的数据采集网关的断路器合闸监测电路图。图3与图4均为光耦隔离的电路原理。
由上述可知，本实用新型用于配电柜的数据采集网关提供的RS485接口，用于配电柜内部仪表或保护装置的数据采集；本实用新型用于配电柜的数据采集网关上行提供433MHz的无线通信，与配电房内的其它数据网关连接，避免大部分的RS485布线；本实用新型用于配电柜的数据采集网关提供两路外部输入状态监测，支持80～264V AC，或者100～375V DC，用于监测断路器分合闸指示灯状态，转换为双点遥信信号，提供断路器分合闸在线监测。具体而言，1路网关输入供电交流220V掉电侦测，即1路IO；2路(断路器分合闸侦测)外部交流 (220V或380V)或直流通过限流电阻施加到光耦的发光二极管两端，即2路IO，光耦输出端输出脉冲方波或低电平，微处理器模块一直侦测，由没有低电平到有低电平是上电，有低电平到没有低电平是掉电。
本实用新型用于配电柜的数据采集网关的电源部分：选用专用开关电源，支持交流80～ 264V AC，或者直流100～375V DC输入，输出两路隔离5V，一路5V转3.3V供给系统使用，另一路供给串口RS485通信模块使用。
本实用新型用于配电柜的数据采集网关的小无线通信模块,采用RFM64超低功耗无线收发模块，核心电路采用的是RF64射频收发芯片.具有尺寸小，功耗低，功率大，灵敏度高，传输距离远，通讯速率高等特点。通过微处理器模块控制N沟道场效应管开关RFM64模块的电源，一方面可以尽量减低功耗，又可以当处理器认为模块不运行时复位模块。
需要声明的是，上述具体实施方式仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
Claims (2)
1.一种用于配电柜的数据采集网关，其特征在于：所述用于配电柜的数据采集网关包括微处理器模块、电源模块、RS485接口、小无线通信模块、输入供电交流220V掉电侦测模块，所述小无线通信模块是指433MHz的无线通信模块，
所述微处理器模块与RS485接口之间通过光电耦合器进行连接，RS485接口用于配电柜内部仪表或保护装置的数据采集；
所述微处理器模块与输入供电交流220V掉电侦测模块之间通过光电耦合器进行连接，光电耦合器输出端输出脉冲方波或低电平，微处理器模块一直侦测，由没有低电平到有低电平是上电，有低电平到没有低电平是掉电；
所述微处理器模块与小无线通信模块之间电路连接；
电源模块与输入供电交流220V电源连接，电源模块输出两路隔离5V，一路5V转3.3V供给微处理器模块、小无线通信模块以及输入供电交流220V掉电侦测模块使用，另一路5V转3.3V供给RS485接口使用。
2.根据权利要求1所述用于配电柜的数据采集网关，其特征在于：所述用于配电柜的数据采集网关还包括断路器开合闸监测模块以及输出开关量模块，微处理器模块与断路器开合闸监测模块之间通过光电耦合器进行连接，所述断路器开合闸监测模块实时检测外置接口的开闸、合闸，以及自身上电、下电状态检测，微处理器模块与输出开关量模块连接，微处理器模块侦测到断路器开合闸事件，断电器输出开合闸变位信息开关量状态给微处理器，微处理器提供开合闸前后电参量数据；
所述断路器开合闸监测模块以及输出开关量模块由电源模块5V转3.3V供给。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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2020
- 2020-05-25 CN CN202020895072.8U patent/CN212231168U/zh active Active
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Address after: Room 203, building 1, No. 51, south Pu Road, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong 510000 Patentee after: Guangdong zhiyouying Energy Technology Co.,Ltd. Address before: Room 203, building 1, No. 51, south Pu Road, Huangpu District, Guangzhou, Guangdong 510000 Patentee before: Guangdong zhiyouying Power Service Co.,Ltd. |