CN218514150U - 一种具备线损功能的配电自动化终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具备线损功能的配电自动化终端，包括电源模块、CPU模块，MCU模块、遥信电路、遥测电路、遥控电路、计量电路以及隔离通讯模块，CPU模块与MCU模块连接，用于存储由MCU模块所传输的数据，并通过隔离通讯模块与远方调度平台之间建立数据通讯；遥测电路包括隔离电压采样电路、隔离电流采样电路、滤波电路以及模数转换电路，隔离电压采样电路、隔离电流采样电路用于实时采集线路的电压信号、电流信号，并将采集到的数据经过滤波电路输出至计量电路、模数转换电路，由计量电路将线路数据传输到MCU模块。本实用新型将线损模块集成设计到核心单元，节约了成本，同时简化了接线，进而提高了生产效率。

Description

一种具备线损功能的配电自动化终端

技术领域

本实用新型涉及配电自动化技术领域，具体涉及一种具备线损功能的配电自动化终端。

背景技术

随着我国经济的高速发展，电力事业迅速发展，智能电网不断扩大和创新。用户对供电质量和可靠性的要求也越来越高。现场要求配电终端配备线损模块也越来越多。

DTU配电自动化终端一般需要集中组屏安装，可根据需求灵活配置，基本配备有电池充放电管理模块、DTU核心单元、控制模块等，可选配线损模块、无线通模块、光纤通讯模块等，配电终端可直接采集配网实时运行数据并上送给配网自动化系统，使上级主站系统能随时监视配网运行情况并作出正确的决策。同时可以通过主站系统对配网设备遥控操作，从而缩短故障处理时间和降低人工维护成本。

然而，目前配电终端核心单元和线损模块都是独立配置，外部接线使用的是同组测量线路，通过电压、电流互感器变换对线路电流电压进行采样计算，硬件成本高，外部接线复杂，系统集成度低。此外，目前配电终端也不能在一个装置里提供多8个回路的线损计量。

实用新型内容

为适应电力设备领域的实际需求，本实用新型提供的一种具备线损功能的配电自动化终端，将线损模块集成设计到核心单元，节约了成本，同时简化了接线，进而提高了生产效率。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

一种具备线损功能的配电自动化终端，其包括：电源模块、CPU模块，MCU模块、遥信电路、遥测电路、遥控电路、计量电路以及隔离通讯模块，所述电源模块用于为配电终端提供电源，所述MCU模块分别与所述遥信电路、遥测电路、遥控电路以及计量电路连接，用于采集处理遥信、遥测、遥控、计量数据，所述CPU模块与所述MCU模块连接，用于存储由所述MCU模块所传输的数据，并通过所述隔离通讯模块与远方调度平台之间建立数据通讯；

其中，所述遥信电路用于采集线路的各个开关状态；所述遥控电路用于实现控制线路断路器合分闸操作；所述遥测电路包括隔离电压采样电路、隔离电流采样电路、滤波电路以及模数转换电路，所述隔离电压采样电路、隔离电流采样电路用于实时采集线路的电压信号、电流信号，并将采集到的数据经过所述滤波电路输出至所述计量电路、模数转换电路，由所述计量电路将线路数据传输到所述MCU模块。

进一步的方案是，所述隔离电压采样电路包括电压采样电路以及隔离电压电路，所述隔离电流采样电路包括电流采样电路以及隔离电流电路，所述电压采样电路用于采集线路的电压信号，并将该电压信号经过所述隔离电压电路输出至所述滤波电路，所述电流采样电路用于采集线路的电流信号，并将该电流信号经过所述隔离电流电路输出至所述滤波电路。

更进一步的方案是，所述隔离电压采样电路还包括一电压偏置电路，所述电压偏置电路用于给所述电压采样电路提供偏置电压。

更进一步的方案是，所述计量电路与所述遥测电路共用所述隔离电压电路、隔离电流电路以及滤波电路，采集到的电压电流数据经过所述计量电路处理后传输至所述MCU模块，再经过所述CPU模块规约处理后经由所述隔离通讯模块提供给远方调度平台。

更进一步的方案是，所述电压采样电路包括多个电流型电压互感器，所述电流采样电路包括多个电流互感器，多个所述电流型电压互感器的输出信号经过一电压通道选择电路后，依次通过所述隔离电压电路、滤波电路输出输出至所述计量电路，多个所述电流互感器的输出信号经过一电流通道选择电路后，依次通过所述隔离电流电路、滤波电路输出输出至所述计量电路。

更进一步的方案是，所述隔离通讯模块包括隔离芯片、RS232通信电路、RS485通信电路以及以太网接口电路，所述隔离芯片用于将所述CPU模块的控制信号与外部通信信号进行电气隔离；经过隔离的所述CPU模块的控制信号连接至所述RS232通信电路和RS485通信电路，所述RS232通信电路用于与远方调度平台进行RS232总线通信，所述RS485通信电路用于与远方调度平台进行RS485总线通信。

更进一步的方案是，所述配电自动化终端还包括用于配电自动化终端的信息存储的存储模块以及显示模块，所述显示模块用于设置装置参数以及查看各个线路的运行状态。

更进一步的方案是，所述计量电路包括一计量芯片，所述计量芯片的型号为ATT7022B，所述计量芯片的管脚处设置有电容滤波电路。

由此可见，本实用新型将线损模块集成设计到核心单元，在单一装置里提供多回路的线损计量功能，共用了互感器采样电路、MCU微处理器以及通讯电路等，节约了硬件成本，降低了软件开发难度，同时简化外部接线。

此外，本实用新型通过可靠的电路设计，通过设置多路独立的计量回路，实现了电压电流隔离采样和隔离通信，并且对计量精度无影响，提高了装置的安全性和可靠性；而且本实用新型电路简单，系统集成度高，成本低廉，测试精度准确，调试简单。

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1是本实用新型一种具备线损功能的配电自动化终端实施例的原理图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1，本实用新型所涉及的一种具备线损功能的配电自动化终端，包括：电源模块、CPU模块10，MCU模块20、遥信电路30、遥测电路、遥控电路50、计量电路60以及隔离通讯模块70，电源模块用于为配电终端提供电源，MCU模块20分别与遥信电路30、遥测电路、遥控电路50以及计量电路60连接，用于采集处理遥信、遥测、遥控、计量数据，CPU模块10与MCU模块20连接，用于存储由MCU模块20所传输的数据，并通过隔离通讯模块70与远方调度平台之间建立数据通讯。

其中，遥信电路30用于采集线路的各个开关状态；遥控电路50用于实现控制线路断路器合分闸操作；遥测电路包括隔离电压采样电路、隔离电流采样电路、滤波电路43以及模数转换电路44，隔离电压采样电路、隔离电流采样电路用于实时采集线路的电压信号、电流信号，并将采集到的数据经过滤波电路43输出至计量电路60、模数转换电路44，由计量电路60将线路数据传输到MCU模块20。

在本实施例中，隔离电压采样电路包括电压采样电路以及隔离电压电路41，隔离电流采样电路包括电流采样电路以及隔离电流电路42，电压采样电路用于采集线路的电压信号，并将该电压信号经过隔离电压电路41输出至滤波电路43，电流采样电路用于采集线路的电流信号，并将该电流信号经过隔离电流电路42输出至滤波电路43。

其中，计量电路60与遥测电路共用隔离电压电路41、隔离电流电路42以及滤波电路43，采集到的电压电流数据经过计量电路60处理后传输至MCU模块20，再经过CPU模块10规约处理后经由隔离通讯模块70提供给远方调度平台。

在本实施例中，隔离电压采样电路还包括一电压偏置电路，电压偏置电路用于给电压采样电路提供偏置电压。

在本实施例中，电压采样电路包括多个电流型电压互感器，电流采样电路包括多个电流互感器，多个电流型电压互感器的输出信号经过一电压通道选择电路后，依次通过隔离电压电路41、滤波电路43输出输出至计量电路60，多个电流互感器的输出信号经过一电流通道选择电路后，依次通过隔离电流电路42、滤波电路43输出输出至计量电路60。

在本实施例中，隔离通讯模块70包括隔离芯片、RS232通信电路、RS485通信电路以及以太网接口电路，隔离芯片用于将CPU模块10的控制信号与外部通信信号进行电气隔离；经过隔离的CPU模块10的控制信号连接至RS232通信电路和RS485通信电路，RS232通信电路用于与远方调度平台进行RS232总线通信，RS485通信电路用于与远方调度平台进行RS485总线通信。

在本实施例中，配电自动化终端还包括用于配电自动化终端的信息存储的存储模块80以及显示模块90，显示模块90用于设置装置参数以及查看各个线路的运行状态。

在本实施例中，计量电路60包括一计量芯片，计量芯片的型号为ATT7022B，计量芯片的管脚处设置有电容滤波电路。可见，本实用新型线损功能提供多达8路独立计量回路，可以实现多路计量的自由组合，并且对计量精度无影响，测试精度准确，调试简单。

在具体应用中，本实用新型提供的一种具有线损功能的配电终端，包括电源模块、CPU模块10，MCU模块20、遥信电路30、遥测电路、遥控电路50、计量电路60、隔离通讯模块70、存储模块80以及显示模块90等。

其中，电源模块用于给配电终端提供电源；CPU模块10用与存储MCU模块20数据，进行规约转换后通过通讯模块与远方调度进行数据通讯，同时可通过显示模块90进行参数设置和查看状态；MCU模块20用于采集处理遥信、遥测、遥控、计量数据；遥信电路30用于采集线路各个开关状态；遥控电路50可用于实现控制线路断路器合分闸操作。

其中，遥测电路包括隔离电压电路41、隔离电流电路42，滤波电路43、经模数转换电路44，将数据传输到MCU模块20用于计算线路的电流电压相关电量；

其中，计量电路60与遥测电路共用隔离电压电路41、隔离电流电路42、滤波电路43，经过计量芯片处理将数据传输给MCU模块20，在经过CPU模块10规约处理后经由通讯模块提供给远方调度。

其中，隔离通讯模块70包括有RS232接口，RS485接口，以太网接口等，可以通过隔离芯片与外部连接通讯。

其中，显示模块90可用于设置装置参数，查看各个线路的运行状态。

可见，本实用新型保留DTU核心单元的所有功能，包括遥信：最多可对96路开关量遥信采样；遥测：测量两路三相电压、8路三相电流、电池电压、8路零序电流；遥控：最多16路遥控输入；通讯：装置具有2个RS232接口，2个RS485接口，2个以太网接口，通讯规约多样化能与各种配电自动化系统兼容。

所以，本实用新型将线损模块集成设计到核心单元，在单一装置里提供多回路的线损计量功能，共用了互感器采样电路、MCU微处理器以及通讯电路等，节约了硬件成本，降低了软件开发难度，同时简化外部接线。

此外，本实用新型通过可靠的电路设计，通过设置多路独立的计量回路，实现了电压电流隔离采样和隔离通信，并且对计量精度无影响，提高了装置的安全性和可靠性；而且本实用新型电路简单，系统集成度高，成本低廉，测试精度准确，调试简单。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种具备线损功能的配电自动化终端，其特征在于，包括：

电源模块、CPU模块，MCU模块、遥信电路、遥测电路、遥控电路、计量电路以及隔离通讯模块，所述电源模块用于为配电终端提供电源，所述MCU模块分别与所述遥信电路、遥测电路、遥控电路以及计量电路连接，用于采集处理遥信、遥测、遥控、计量数据，所述CPU模块与所述MCU模块连接，用于存储由所述MCU模块所传输的数据，并通过所述隔离通讯模块与远方调度平台之间建立数据通讯；

其中，所述遥信电路用于采集线路的各个开关状态；所述遥控电路用于实现控制线路断路器合分闸操作；所述遥测电路包括隔离电压采样电路、隔离电流采样电路、滤波电路以及模数转换电路，所述隔离电压采样电路、隔离电流采样电路用于实时采集线路的电压信号、电流信号，并将采集到的数据经过所述滤波电路输出至所述计量电路、模数转换电路，由所述计量电路将线路数据传输到所述MCU模块。

2.根据权利要求1所述的配电自动化终端，其特征在于：

所述隔离电压采样电路包括电压采样电路以及隔离电压电路，所述隔离电流采样电路包括电流采样电路以及隔离电流电路，所述电压采样电路用于采集线路的电压信号，并将该电压信号经过所述隔离电压电路输出至所述滤波电路，所述电流采样电路用于采集线路的电流信号，并将该电流信号经过所述隔离电流电路输出至所述滤波电路。

3.根据权利要求2所述的配电自动化终端，其特征在于：

所述隔离电压采样电路还包括一电压偏置电路，所述电压偏置电路用于给所述电压采样电路提供偏置电压。

4.根据权利要求2所述的配电自动化终端，其特征在于：

所述计量电路与所述遥测电路共用所述隔离电压电路、隔离电流电路以及滤波电路，采集到的电压电流数据经过所述计量电路处理后传输至所述MCU模块，再经过所述CPU模块规约处理后经由所述隔离通讯模块提供给远方调度平台。

5.根据权利要求2所述的配电自动化终端，其特征在于：

所述电压采样电路包括多个电流型电压互感器，所述电流采样电路包括多个电流互感器，多个所述电流型电压互感器的输出信号经过一电压通道选择电路后，依次通过所述隔离电压电路、滤波电路输出至所述计量电路，多个所述电流互感器的输出信号经过一电流通道选择电路后，依次通过所述隔离电流电路、滤波电路输出至所述计量电路。

6.根据权利要求1至5任一项所述的配电自动化终端，其特征在于：

所述隔离通讯模块包括隔离芯片、RS232通信电路、RS485通信电路以及以太网接口电路，所述隔离芯片用于将所述CPU模块的控制信号与外部通信信号进行电气隔离；经过隔离的所述CPU模块的控制信号连接至所述RS232通信电路和RS485通信电路，所述RS232通信电路用于与远方调度平台进行RS232总线通信，所述RS485通信电路用于与远方调度平台进行RS485总线通信。

7.根据权利要求1至5任一项所述的配电自动化终端，其特征在于：

所述配电自动化终端还包括用于配电自动化终端的信息存储的存储模块以及显示模块，所述显示模块用于设置装置参数以及查看各个线路的运行状态。

8.根据权利要求1至5任一项所述的配电自动化终端，其特征在于：

所述计量电路包括一计量芯片，所述计量芯片的型号为ATT7022B，所述计量芯片的管脚处设置有电容滤波电路。

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