CN217278721U - 智能电测表及智能电测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施方式提供一种智能电测表及智能电测系统，属于电测表技术领域。智能电测表，包括电源管理模块、计量模块、显示模块及主控模块，其特征在于，智能电测表还包括：环境检测模块，环境检测模块、显示模块、计量模块及电源管理模块分别与主控模块连接；环境检测模块用于采集环境信息，计量模块用于采集待测线路的电流信号及电压信号，并对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出待测线路的计量数据，电源管理模块用于为主控模块供电；主控模块用于通过显示模块展示环境信息及计量数据。本实用新型能够有效提高配电房的用电安全，无需人工对相关数据进行记录和处理。

Description

智能电测表及智能电测系统

技术领域

本实用新型涉及电测表技术领域，具体地涉及一种智能电测表及一种智能电测系统。

背景技术

配电房是输配电网中的枢纽和通道，配电房中的电测表作为配电物联网重要的数据采集设备，上级连接配电网络，下级连接供电终端，可以有效采集电气线路中的电压、电流、有功功率、无功功率、频率、功率因数、正反向有功电能、四象限无功电能、谐波含量等电气参数。但是，现有的电测表需要依靠人力和经验对电力设备中的数据进行记录和处理，随着中低压配电网设备规模总量逐渐增大，现有监测管控方法无法满足中低压配电网精益化管理要求和快速变化的业务服务需求。

实用新型内容

本实用新型实施方式的目的是提供一种智能电测表及智能电测系统，以部分地或全部地解决上述问题。

为了实现上述目的，在本实用新型第一方面，提供一种智能电测表，包括电源管理模块、计量模块、显示模块及主控模块，所述智能电测表还包括：

环境检测模块，所述环境检测模块、显示模块、计量模块及所述电源管理模块分别与所述主控模块连接；

所述环境检测模块用于采集环境信息，所述计量模块用于采集待测线路的电流信号及电压信号，并对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出所述待测线路的计量数据，所述电源管理模块用于为所述主控模块供电；

所述主控模块用于通过所述显示模块展示所述环境信息及所述计量数据。

可选地，所述主控模块为包括SCM701芯片的边缘计算核心板。

可选地，所述计量模块包括：

电流采样电路、电压采样电路及计量电路；

所述电流采样电路用于采集待测线路的电流信号，所述电压采样电路用于采集待测线路的电压信号，所述计量电路用于对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出所述待测线路的计量数据；

所述计量数据包括有功电能、无功电能、分辨力、电压、电流、频率、有功功率、无功功率及功率因素中的至少一者。

可选地，所述电源管理模块包括：

依次连接的降压电路、整流电路、滤波电路及稳压电路；

所述降压电路的输入端与外部电源连接，所述稳压电路的输出端与所述主控模块连接。

可选地，所述智能电测表还包括：

备用电源，所述备用电源与所述电源管理模块连接。

可选地，所述智能电测表还包括：

接口模块，所述接口模块包括蓝牙接口单元、红外接口单元、4G/5G接口单元、WIFI接口单元、RS485接口单元、HPLC接口单元及RF接口单元中的至少一者；

所述蓝牙接口单元、4G/5G接口单元、WIFI接口单元、RS485接口单元、HPLC接口单元及RF接口单元与所述主控模块连接。

可选地，所述环境检测模块包括：

温度传感器及湿度传感器中的至少一者；

所述温度传感器及所述湿度传感器与所述主控模块连接。

可选地，所述环境检测模块还包括：

烟雾传感器及振动传感器中的至少一者；

所述烟雾传感器及振动传感器与所述主控模块连接。

可选地，所述智能电测表还包括：

报警装置，所述报警装置与所述主控模块连接。

在本实用新型第二方面，提供一种智能电测系统，包括：

台区智能终端；主站终端；以及上述的智能电测表；

所述智能电测表与所述台区智能终端通信连接，所述台区智能终端与所述主站终端通信连接。

本实用新型上述技术方案通过环境检测模块对用电环境进行实时监测，能够有效提高配电房的用电安全，通过计量模块采集电力线路的电流信号及电压信号，并对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出待测线路的计量数据，主控模块通过显示模块对计量数据进行展示，无需人工对相关数据进行记录和处理。

本实用新型实施方式的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本实用新型实施方式的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本实用新型实施方式，但并不构成对本实用新型实施方式的限制。在附图中：

图1是本实用新型一种实施方式提供的一种智能电测表的结构示意图；

图2是本实用新型一种实施方式提供的一种智能电测表的电路结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型实施方式中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

如图1和图2所示，在本实施例的第一方面，提供一种智能电测表，包括电源管理模块、计量模块、显示模块及主控模块，智能电测表还包括：

环境检测模块，环境检测模块、显示模块、计量模块及电源管理模块分别与主控模块连接；

环境检测模块用于采集环境信息，计量模块用于采集待测线路的电流信号及电压信号，并对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出待测线路的计量数据，电源管理模块用于为主控模块供电；

主控模块用于通过显示模块展示环境信息及计量数据。

如此，本实施例通过环境检测模块对用电环境进行实时监测，能够有效提高配电房的用电安全，通过计量模块采集电力线路的电流信号及电压信号，并对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出待测线路的计量数据，主控模块通过显示模块对计量数据进行展示，无需人工对相关数据进行记录和处理。

具体的，本实施例中，主控模块为基于SCM701芯片的边缘计算核心板，该核心板的工作电压为2.6V～3.6V，内核为ARM 32位Cortex-M4F微控制器，其工作频率最高为200MHz，1024K字节内部闪存，工作温度为-40～+85℃，集成MCU芯片、FLASH、支持ESAM加密、具有丰富的接口，适用于电力行业的多种应用场景。本实施例中，边缘计算核心板能够对计量模块输出的计量数据进行分析、处理后将处理后的数据发送至上级终端如台区终端、主站终端，实现对电力数据的边缘处理，减小台区终端、主站终端的计算压力，其中，对电力数据的处理为现有技术，此处不作限定，本实施方式的目的在于提供相关的硬件基础。同时，为了保障电气设备的用电安全，本实施例还在电测表集成了环境检测模块，用于实时监测电气设备的用电环境，主控模块能够在采集到的环境信息异常时向后台工作人员发送告警信息，避免用电事故。

本实施例中，显示模块可以为LCD或LED显示屏，电测表还包括功能按电路，其中，功能按键电路至少包括读数按键、编程开关按键及翻页按键等，功能按键电路与主控模块的I/O端口连接，实现对显示屏的数据查阅、翻页及编程使能开关等功能。可以理解的，电测表还包括时钟电路及存储芯片等，其中，时钟电路为主控芯片如SCM701芯片提供系统时钟数据，存储芯片用于保持采集到计量数据。

本实施例中，计量模块包括：电流采样电路、电压采样电路及计量电路电流采样电路用于采集待测线路的电流信号，电压采样电路用于采集待测线路的电压信号，计量电路用于对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出待测线路的计量数据；计量数据包括有功电能、无功电能、分辨力、电压、电流、频率、有功功率、无功功率及功率因素中的至少一者。

其中，电流采样电路包括电流互感器、采样电阻及滤波电路等，以三相交流电为例，电流采样电路包括3个电流互感器，分别用于采集A相电流信号、B相电流信号及C相电流信号；电压采样电路包括3个分压电阻及滤波电路，3个分压电阻分别用于采集A相电压信号、B相电压信号及C相电压信号；计量电路包括电能计量芯片及外围电路，其中，电能计量芯片可以为ATT7022CU或ATT7022C/PT，本实施例对此不作限定，电能计量芯片通过SPI接口与主控模块连接。

电流采样电路将采集到的电流信号输入电能计量芯片，同样的，电压采样电路将电压信号转换为低电压后输出至电能计量芯片，计量电路对采集到的电压信号及电流信号进行处理，输出有功电能、无功电能、分辨力、电压、电流、频率、有功功率、无功功率及功率因素等计量数据至主控模块，可以理解的，计量数据的处理为现有技术，此处对此不再赘述。

本实施例中，电测表通过交流220V电源供电，电源管理模块包括：依次连接的降压电路、整流电路、滤波电路及稳压电路；降压电路的输入端与外部电源连接，稳压电路的输出端与主控模块连接。其中，电源管理模块用于实现电源管理，根据实际需要输出电压保证电测表的有效供电，为了保障电源供电的可靠性和智能电测表工作的连续性，智能电测表还包括：备用电源，备用电源与电源管理模块连接。本实施例中，同时使用两块12V蓄电池串联作为备用电源。可以理解的，电源管理模块还包括电源管理芯片及外围电路，能够实现对蓄电池的充放电管理，可以自动地进行蓄电池的充放电、活化及保护。

为了便于工作人员采集数据及向后台传输数据，智能电测表还包括：

接口模块，接口模块包括蓝牙接口单元、红外接口单元、4G/5G接口单元、WIFI接口单元、RS485接口单元、HPLC接口单元、RF接口单元及开关量输入接口中的至少一者；蓝牙接口单元、4G/5G接口单元、WIFI接口单元、RS485接口单元、HPLC接口单元及RF接口单元与主控模块连接。

本实施例的接口模块集成了多种接口单元，在本实施例中，主控模块可以通过蓝牙模块、红外模块、4G/5G模块、WIFI模块、RS485模块、HPLC模块及RF模块实现与本地终端或后台远端的通信，例如，本地通讯可以通过蓝牙模块、红外模块、RS485模块实现，上行通讯可以通过4G/5G模块、WIFI模块、HPLC模块及RF模块实现，同时，多种通信模块互为冗余，保证数据的传输稳定，例如，在上行通信时，若5G信号不佳，主控模块可切换为HPLC模块实现上行通信。

本实施例中，环境检测模块包括：温度传感器及湿度传感器中的至少一者，温度传感器及湿度传感器与主控模块连接。主控模块实时采集湿度传感器采集的空气湿度数据及温度传感器采集的温度数据，并实时判断空气湿度数据和温度数据是否异常，当空气湿度数据或温度数据异常时，例如大于阈值时，主控模块向后台管理终端发送报警信息。

本实施例中，环境检测模块还可以包括：烟雾传感器及振动传感器中的至少一者；烟雾传感器及振动传感器与主控模块连接。主控模块实时采集烟雾传感器采集的烟雾信号及振动传感器采集的振动信号，并实时判断烟雾信号及振动信号是否异常，当烟雾信号异常时，主控模块向后台管理终端发送报警信息，提示工作人员可能存在起火事故，当振动信号异常时，主控模块向后台管理终端发送报警信息，以提示工作人员电气设备或电测表可能受到破坏。

为了保障配电设备和电测表的安全运行，本实施例的智能电测表还包括：报警装置，报警装置与主控模块连接，其中，报警装置可以为声光报警器或短信报警器，在监测数据故障时，主控模块控制报警装置报警，以提示附近人员设备可能存在异常，保证路人安全。

在本实用新型第二方面，提供一种智能电测系统，包括：

台区智能终端；主站终端；以及若干上述的智能电测表；

智能电测表与台区智能终端通信连接，台区智能终端与主站终端通信连接。

每一台区范围内可以有若干智能电测表，每一智能电测表用于对采集到的电压信号及电流信号进行处理，获得有功电能、无功电能、分辨力、电压、电流、频率、有功功率、无功功率及功率因素等计量数据，并对计量数据进行分析、处理后将处理后的数据发送至台区终端，台区终端对该台区范围内所有智能电测表的数据进行处理后发送至主站终端，主站终端对接收到的数据进行最终的分析、处理，能够大大减小主站的计算压力，提高电力数据的处理效率。

以上结合附图详细描述了本实用新型的可选实施方式，但是，本实用新型实施方式并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施方式的技术构思范围内，可以对本实用新型实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

Claims (10)

1.一种智能电测表，包括电源管理模块、计量模块、显示模块及主控模块，其特征在于，所述智能电测表还包括：环境检测模块，所述环境检测模块、显示模块、计量模块及所述电源管理模块分别与所述主控模块连接；

所述环境检测模块用于采集环境信息；

所述计量模块用于采集待测线路的电流信号及电压信号，并对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出所述待测线路的计量数据；

所述电源管理模块用于为所述主控模块供电；

所述主控模块用于通过所述显示模块展示所述环境信息及所述计量数据。

2.根据权利要求1所述的智能电测表，其特征在于，所述主控模块为包括SCM701芯片的边缘计算核心板。

3.根据权利要求1所述的智能电测表，其特征在于，所述计量模块包括：电流采样电路、电压采样电路及计量电路；

所述电流采样电路用于采集待测线路的电流信号；

所述电压采样电路用于采集待测线路的电压信号；

所述计量电路用于对采集到的电流信号及电压信号进行处理，输出所述待测线路的计量数据；

所述计量数据包括有功电能、无功电能、分辨力、电压、电流、频率、有功功率、无功功率及功率因素中的至少一者。

4.根据权利要求1所述的智能电测表，其特征在于，所述电源管理模块包括：

依次连接的降压电路、整流电路、滤波电路及稳压电路；

所述降压电路的输入端与外部电源连接，所述稳压电路的输出端与所述主控模块连接。

5.根据权利要求1所述的智能电测表，其特征在于，所述智能电测表还包括：

备用电源，所述备用电源与所述电源管理模块连接。

6.根据权利要求1所述的智能电测表，其特征在于，所述智能电测表还包括：

接口模块，所述接口模块包括蓝牙接口单元、红外接口单元、4G/5G接口单元、WIFI接口单元、RS485接口单元、HPLC接口单元及RF接口单元中的至少一者；

所述蓝牙接口单元、4G/5G接口单元、WIFI接口单元、RS485接口单元、HPLC接口单元及RF接口单元与所述主控模块连接。

7.根据权利要求1所述的智能电测表，其特征在于，所述环境检测模块包括：

温度传感器及湿度传感器中的至少一者；

所述温度传感器及所述湿度传感器与所述主控模块连接。

8.根据权利要求7所述的智能电测表，其特征在于，所述环境检测模块还包括：

烟雾传感器及振动传感器中的至少一者；

所述烟雾传感器及振动传感器与所述主控模块连接。

9.根据权利要求1所述的智能电测表，其特征在于，所述智能电测表还包括：

报警装置，所述报警装置与所述主控模块连接。

10.一种智能电测系统，其特征在于，包括：

台区智能终端；

主站终端；以及

权利要求1～9中任一项权利要求所述的智能电测表；

所述智能电测表与所述台区智能终端通信连接，所述台区智能终端与所述主站终端通信连接。

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