CN219997161U - 一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于用电监测技术领域，公开一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，包括采集单元和基座壳体；基座壳体包括安装壳体和基座盖；安装壳体中安装有控制单元、数据转化单元、供电单元、接口单元；采集单元包括若干路电流互感器，若干路电流互感器安装在电表箱内对应单相电能表的输出火线上；数据转化单元包括多路ADC采样芯片；采集单元连接多路ADC采样芯片的输入端，多路ADC采样芯片的输出端连接控制单元；控制单元连接接口单元。本实用新型中接口单元可以用于安装居民用拓展模组，每个电能表可以对应安装一个；既能安装居民用拓展模组，又能支持不停电安装；最大限度的保护居民用电体验。

Description

一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座

技术领域

本实用新型属于用电监测技术领域，特别涉及一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座。

背景技术

随着智能电网建设与应用的不断深入，电网运行更加关注用户的主动响应作用。基于人工智能算法的不断进步，用户负荷辨识衍生了一系列居民用拓展模组，例如负荷辨识模组，电能质量模组等，扩展模组基于电能表采集的负荷数据，实现对回路中电器启停情况，以及电能质量的实时检测等功能。

为支撑扩展模组在居民台区的有效应用，实有必要研发一种载体，既能安装居民用拓展模组，又能支持不停电安装，最大限度的保护居民用电体验。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，既能安装居民用拓展模组，又能支持不停电安装。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，包括采集单元和基座壳体；基座壳体包括安装壳体和固定在安装壳体上的基座盖；安装壳体中安装有控制单元、数据转化单元、供电单元、接口单元；

采集单元包括若干路电流互感器，若干路电流互感器安装在电表箱内对应单相电能表的输出火线上，用于监测用户的用电电流；

安装壳体上设有若干电流互感器接线口和一个电压接线口；若干路电流互感器的输出端连接对应的电流互感器接线口；

数据转化单元包括多路ADC采样芯片；若干电流互感器接线口连接多路ADC采样芯片的输入端，多路ADC采样芯片的输出端连接控制单元；控制单元连接接口单元；

供电单元的输入端通过电压接线口连接ABC三相交流线，供电单元的输出端连接控制单元、数据转化单元、接口单元，用于向控制单元、数据转化单元、接口单元供电。

本实用新型进一步的改进在于：所述电流互感器为电流钳。

本实用新型进一步的改进在于：所述电流互感器为开口式电流传感器。

本实用新型进一步的改进在于：通信单元包括RS485回路和4G通信模块。

本实用新型进一步的改进在于：安装壳体内还安装有FLASH存储器；所述FLASH存储器连接控制单元。

本实用新型进一步的改进在于：安装壳体内还安装有时钟电路；所述时钟电路连接控制单元。

本实用新型进一步的改进在于：基座盖通过螺栓固定在安装壳体顶端。

本实用新型进一步的改进在于：安装壳体上还设有若干指示灯，若干指示灯分别连接接口单元、通信单元和供电单元，用于指示接口单元、通信单元和供电单元的工作状态。

本实用新型进一步的改进在于：所述供电单元的输入端通过电压接线口还连接有零线。

三路电压采样回路供电单元中包括用于采集ABC三相交流线电压的三路电压采样回路；三路电压采样回路的输出端连接多路ADC采样芯片的输入端。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，包括采集单元和基座壳体；基座壳体包括安装壳体和固定在安装壳体上的基座盖；安装壳体中安装有控制单元、数据转化单元、供电单元、接口单元；采集单元包括若干路电流互感器，若干路电流互感器安装在电表箱内对应单相电能表的输出火线上，用于监测用户的用电电流；安装壳体上设有若干电流互感器接线口和一个电压接线口；若干路电流互感器的输出端连接对应的电流互感器接线口；ABC三相交流线和零线连接电压接线口；数据转化单元包括多路ADC采样芯片；若干电流互感器接线口连接多路ADC采样芯片的输入端，多路ADC采样芯片的输出端连接控制单元；控制单元连接接口单元；供电单元的输入端通过电压接线口连接ABC三相交流线，供电单元的输出端连接控制单元、数据转化单元、接口单元，用于向控制单元、数据转化单元、接口单元供电。本实用新型中接口单元可以用于安装居民用拓展模组，每个电能表可以对应安装一个；既能安装居民用拓展模组，又能支持不停电安装；最大限度的保护居民用电体验。

本实用新型采用多路ADC采样芯片，一个基座支持六路采样，极大的降低硬件成本，节省表箱空间。

本实用新型中，居民用拓展模组可以独立的安装投入使用。

本实用新型中，采用电流钳采样，支持热插拔；接口单元也支持居民用拓展模组的热插拔；方便安装，极大的提升用户体验。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座的结构框图；

图2为本实用新型一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座的结构示意图；其中图2(a)为俯视图，图2(b)为右视图，图2(c)为拆除基座盖后安装壳体的俯视图，图2(d)为正视图；

图3为本实用新型一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座使用状态的连接示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本实用新型提供进一步的详细说明。除非另有指明，本实用新型所采用的所有技术术语与本实用新型所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本实用新型所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。

请参阅图1，本实用新型提供一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，包括：采集单元1和基座壳体100。基座壳体100包括安装壳体101和固定在安装壳体101上的基座盖102。安装壳体101中安装有控制单元2、功能单元3、数据转化单元4、供电单元5、接口单元6和通信单元7。

供电单元5连接给第一单元和第二单元供电，第一单元和第二单元双向连接。第一单元包括功能单元3、数据转化单元4和控制单元2，采集单元1的输出端连接数据转化单元4的输入端，数据转化单元4的输出端连接于控制单元2，控制单元2与功能单元3双向连接。第二单元包括通信单元7和接口单元6，控制单元2连接通信单元7和接口单元6。

电表箱内安装有六个单相电能表200，三相交流电连接三相空气开关300的输入端，三相空气开关300的ABC三相输出端各连接两个单相电能表200，用于提供电能；三相空气开关300的ABC三相输出端和零线还连接位于基座壳体100内的供电单元5，为供电单元5提供电能。

采集单元1包括六路电流互感器11以及三路电压采样回路，六路电流互感器11安装在电表箱内六个单相电能表的输出火线上，用于监测用户的用电电流。三路电压采样回路安装在供电单元5中，用于监测ABC三相电压，对应监测六个单相电能表的电压。在一具体实施方式中，六路电流互感器11可以采用开口式电流传感器或者电流钳，安装可以不停电安装，也不会影响原有供电电路。

安装壳体101上设有六个电流互感器接线口1011和一个电压接线口1012；六路电流互感器11的输出端连接对应的电流互感器接线口；三相空气开关300的ABC三相输出端以及零线电压采样端子连接电压接线口。

数据转化单元4包括多路ADC采样芯片；六个电流互感器接线口和三路电压采样回路的输出端连接多路ADC采样芯片的输入端，多路ADC采样芯片的输出端连接控制单元2；多路ADC采样芯片用于将采集单元1发回的电流数据、三路电压采样回路发回的电压数据进行A/D转换后发送给控制单元2。

功能单元3包括FLASH存储器和时钟电路，FLASH存储器用于存储给控制单元2发送的电压、电流数据；时钟电路用于提供基础时钟信号。

接口单元6包括六路独立的拓展模组端口，可以接入六路扩展模组，实现与模组的数据交互以及供电；六路扩展模组可以通过控制单元2获取存储在FLASH存储器中的数据进行对应的分析；通信单元7包括RS485回路和4G通信模块，主站可以通过RS485回路与控制单元2有线连接，或者通过4G通信模块无线连接，以实现量测基座与主站的数据交互。拓展模组端口可以根据需要连接不同的负荷辨识模组、电能质量模组，实现对不同用户的负荷辨识以及电能质量监测。

控制单元2由MCU(微控制单元，全称为Microcontroller Unit，简称为MCU)回路构成，用于将数据转化单元4转化后的电压、电流数据存储在FLASH存储器中；控制单元2连接通信单元7和接口单元6，用于为主站或者扩展模组提供存储在FLASH存储器中的数据。

供电单元5的输入端连接电压接线口，用于将三相交流电转变为不同的直流电，给控制单元2、功能单元3、数据转化单元4、接口单元6和通信单元7供电。供电单元5中还包括电压采样回路，用于监测输入的三相交流电的电压。

本实用新型提供一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，具有六路拓展功能模组的插拔接口，六个端口相互独立，每个接口都有唯一的物理地址，用于量测基座对拓展供能模组的有序管理，安装时需要打开基座壳体100的基座盖102，将功能模组连接接口单元6中拓展模组端口。基座盖102通过螺栓固定在安装壳体101顶端，打开基座盖102便可以暴露出安装拓展功能模组的接口单元6的拓展模组端口。安装壳体101上还设有若干指示灯1013，若干指示灯1013分别连接六路拓展功能模组的插拔接口，通信单元7和供电单元5，用于指示六路拓展功能模组、通信单元7和供电单元5的工作状态。

以居民台区为例，将本实用新型一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座装入居民用户表箱中，六路电流互感器11分别采集表箱中六块单相电能表的电流值，电压接口接入三相电压，量测基座接入六块拓展模组。

量测基座通过多路ADC采样芯片，完成对六路用户回路中电流数据的采集和A/D转换后通过控制单元2存入功能单元3，六块拓展模组通过接口单元6可以获取存储在功能单元3中的采样数据，用于对对应用户的用电情况进行分析。

当主站召测用户数据，量测基座通过4G通信模块接收到主站的读取请求，并通过控制单元2转发给对应的拓展模组，拓展模组将存储的分析结果发送给控制单元2，控制单元2再通过4G通信模块将分析结果上传到主站，实现拓展模组的有效应用。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，包括采集单元(1)和基座壳体(100)；基座壳体(100)包括安装壳体(101)和固定在安装壳体(101)上的基座盖(102)；安装壳体(101)中安装有控制单元(2)、数据转化单元(4)、供电单元(5)、接口单元(6)；

采集单元(1)包括若干路电流互感器(11)，若干路电流互感器(11)安装在电表箱内对应单相电能表的输出火线上，用于监测用户的用电电流；

安装壳体(101)上设有若干电流互感器接线口(1011)和一个电压接线口(1012)；若干路电流互感器(11)的输出端连接对应的电流互感器接线口(1011)；

数据转化单元(4)包括多路ADC采样芯片；若干电流互感器接线口连接多路ADC采样芯片的输入端，多路ADC采样芯片的输出端连接控制单元(2)；控制单元(2)连接接口单元(6)；

供电单元(5)的输入端通过电压接线口连接ABC三相交流线，供电单元(5)的输出端连接控制单元(2)、数据转化单元(4)、接口单元(6)，用于向控制单元(2)、数据转化单元(4)、接口单元(6)供电。

2.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，所述电流互感器(11)为电流钳。

3.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，所述电流互感器(11)为开口式电流传感器。

4.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，通信单元(7)包括RS485回路和4G通信模块。

5.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，安装壳体(101)内还安装有FLASH存储器；所述FLASH存储器连接控制单元(2)。

6.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，安装壳体(101)内还安装有时钟电路；所述时钟电路连接控制单元(2)。

7.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，基座盖(102)通过螺栓固定在安装壳体(101)顶端。

8.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，安装壳体(101)上还设有若干指示灯(1013)，若干指示灯(1013)分别连接接口单元(6)、通信单元(7)和供电单元(5)，用于指示接口单元(6)、通信单元(7)和供电单元(5)的工作状态。

9.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，所述供电单元(5)的输入端通过电压接线口还连接有零线。

10.根据权利要求1所述的一种面向现场应用的功能拓展模组量测基座，其特征在于，三路电压采样回路供电单元(5)中包括用于采集ABC三相交流线电压的三路电压采样回路；三路电压采样回路的输出端连接多路ADC采样芯片的输入端。