專利名稱：專變采集終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
專變采集終端裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)測控領(lǐng)域，尤其是一種專變采集終端裝置。
技術(shù)背景[0002]采集終端作為電力用戶用電監(jiān)測、負(fù)荷控制、用電管理最終的用電設(shè)備，在配 電網(wǎng)自動(dòng)化大環(huán)境下，智能專變采集終端能夠保證重要用戶的供電質(zhì)量，具有非?，F(xiàn)實(shí) 的意義，是實(shí)現(xiàn)需求管理現(xiàn)代化的重要組成部分。智能專變采集終端裝置主要應(yīng)用于專 變用戶，實(shí)現(xiàn)對交流模擬信息的采集和處理功能、用戶用電信息的采集和處理功能、電 能質(zhì)量監(jiān)測功能、用戶用電負(fù)荷控制功能、用戶購電用電控制功能、控制用戶用電線路 的分合閘操作功能和事件順序記錄功能。[0003]近幾年來為緩解電力緊張和提高信息化水平，國家電網(wǎng)公司先后出臺(tái)了《Q/ GDW 374.1-2009電力用戶用電信息采集系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范專變采集終端技術(shù)規(guī)范》和《Q/GDW 376.1-2009電力用戶用電信息采集系統(tǒng)通信協(xié)議主站與采集終端通信協(xié) 議》，規(guī)范了專變采集終端、系統(tǒng)的建設(shè)和管理，對電能采集與監(jiān)控提出了新的要求。 國網(wǎng)公司對產(chǎn)品功能、性能等指標(biāo)的要求，對系統(tǒng)發(fā)展方向的要求，令傳統(tǒng)的負(fù)控終端 已無法滿足這種市場需求。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種能夠?qū)Ｗ冇脩舻挠秒娦畔⑦M(jìn)行采集計(jì)算，并 具有功率控制和遠(yuǎn)程通訊功能的專變采集終端裝置。[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案一種專變采集終端裝置， 包括處理單元，處理單元的信號(hào)輸入端分別與用于采集三相電流、電壓信號(hào)的電壓電流 采樣電路、用于采集開關(guān)位置信號(hào)的開關(guān)量輸入電路相連，處理單元的信號(hào)輸出端接功 率控制電路，處理單元與主站遠(yuǎn)程通訊。[0006]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對專變用戶的電能信息采集，包括 電能表數(shù)據(jù)采集、電能計(jì)量設(shè)備工況和供電電能質(zhì)量監(jiān)測，以及用電負(fù)荷和電能量的監(jiān) 視與控制，并對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和傳輸，實(shí)現(xiàn)從變電站到供電線路再至電力用戶的綜 合供用電監(jiān)測、控制和管理。本實(shí)用新型可滿足國家電網(wǎng)新的技術(shù)規(guī)范，并具有功率控 制、電量控制、電能質(zhì)量監(jiān)測、越限告警等功能，同時(shí)把數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)主站。


[0007]圖1是本實(shí)用新型的電路框圖。
具體實(shí)施方式
[0008]一種專變采集終端裝置，包括處理單元1，處理單元1的信號(hào)輸入端分別與用于 采集三相電流、電壓信號(hào)的電壓電流采樣電路2、用于采集開關(guān)位置信號(hào)的開關(guān)量輸入電路3相連，處理單元1的信號(hào)輸出端接功率控制電路4，處理單元1與主站5遠(yuǎn)程通訊， 如圖1所示。處理單元1計(jì)算有功功率、無功功率、諧波等參數(shù)，提供有6路無源狀態(tài) 量接入點(diǎn)，和4對無源狀態(tài)量輸出點(diǎn)，并具有交流采樣功能，計(jì)算電壓、電流、有功功 率、無功功率、功率因數(shù)等。[0009]如圖1所示，所述的處理單元1采用嵌入式Linux系統(tǒng)，所述的處理單元1包括 主控芯片，主控芯片采用采用32位RISC嵌入式ARM9內(nèi)核CPU AT91SAM9260芯片， 主控芯片的SPI接口與電壓電流采樣電路2相連，電壓電流采樣電路2內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器， 電壓電流采樣電路2與脈沖輸出電路6相連，脈沖輸出電路6用于提供測量電度的基準(zhǔn)， 主控芯片通過GPIO端口擴(kuò)展器與開關(guān)量輸入電路3、功率控制電路4和電能控制電路7 相連，功率控制電路4能夠?qū)崿F(xiàn)功率負(fù)荷控制功能，包括時(shí)段功控、廠休功控、營業(yè)報(bào) ?？睾彤?dāng)前功率下浮控，在負(fù)荷較大時(shí)，可以切斷某一負(fù)荷，優(yōu)先對其他重要的負(fù)荷供 電。電能控制電路7能夠?qū)崿F(xiàn)電量的控制功能，包括月電控、購電控，對于欠費(fèi)的用戶 可以自動(dòng)切斷供電。[0010]如圖1所示，主控芯片的UART接口接無線通訊模塊8，所述的無線通訊模塊8 為GPRS無線通訊模塊或CDMA無線通訊模塊，主控芯片通過無線通訊模塊8與主站5 通訊，主控芯片通過以太網(wǎng)模塊9接入以太網(wǎng)，本實(shí)用新型通過無線通訊模塊8或以太網(wǎng) 將終端的信息傳遞給主站5，并執(zhí)行來自主站5的命令。本實(shí)用新型還包括電源模塊， 電源模塊向處理單元1、電壓電流采樣電路2、開關(guān)量輸入電路3和功率控制電路4等供 電，電源模塊內(nèi)設(shè)有備用可充電電池14，備用可充電電池14在終端電源停止供電時(shí)可給 處理單元1、無線通訊模塊8供電，可實(shí)現(xiàn)停電抄表功能。在本終端裝置上電時(shí)，就開始 對備用可充電電池14進(jìn)行充電，在本終端裝置的電量不足時(shí)，主控芯片發(fā)出告警信號(hào)至 主站5，主站5及時(shí)存儲(chǔ)本終端裝置的數(shù)據(jù)信息。[0011]如圖1所示，所述主控芯片的USB/UART接口接本地通訊單元10，主控芯片的 SPI接口接人機(jī)交互模塊11，人工交互模塊11用于進(jìn)行本地設(shè)置，也可供用戶查看相關(guān) 信息。本地通訊單元10提供紅外接口、RS232接口、RS485接口和USB接口，模擬量 輸入電路12通過A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號(hào)輸入端相連，模擬量輸入電路12用于采 集一些模擬量，供主控芯片監(jiān)測。主控芯片的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路13相連。所 述的人機(jī)交互模塊11上設(shè)置LCD顯示屏和按鍵。處理單元1對各種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析 后保存在處理單元1的Flash芯片內(nèi)等待主站5召測，同時(shí)處理單元1也執(zhí)行主站5下發(fā) 的命令，處理單元1還配備有標(biāo)準(zhǔn)的RS232接口和USB接口，供現(xiàn)場通訊。本地通訊單 元10配置了標(biāo)準(zhǔn)的USB接口，RS232接口，抄表的RS485接口，備用擴(kuò)展的RS485接 口和紅外接口。[0012]本實(shí)用新型主要用于變電站、大用戶、配變電站等場合，采集專變用戶線路交 流模擬信號(hào)，提供4路遙控?zé)o源輸出接口，可對4路開關(guān)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；提供2路485接 口，可抄讀最少8塊485電能表數(shù)據(jù)；提供6路遙信狀態(tài)輸入接口，可以監(jiān)測6路遙信狀 態(tài)信息；提供2路脈沖輸入及2路脈沖輸出接口，本實(shí)用新型能夠采集并分析記錄電能質(zhì) 量信息，并具有事件記錄功能。本實(shí)用新型具有交流采樣功能，最少可采集8塊485多 功能電表，并計(jì)算有功功率、無功功率、總功率、功率因數(shù)、諧波等參數(shù)，提供有6路 無源開關(guān)量接入點(diǎn)和4對無源遙控接點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對多條線路的監(jiān)視、控制，具有遙信、遙測、遙控、功率控制、電量控制、電能質(zhì)量監(jiān)測、越限告警等功能，與系統(tǒng)主站一起完 成實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，提高電能質(zhì)量。
權(quán)利要求1.一種專變采集終端裝置，其特征在于包括處理單元(1)，處理單元(1)的信號(hào)輸 入端分別與用于采集三相電流、電壓信號(hào)的電壓電流采樣電路O)、用于采集開關(guān)位置信 號(hào)的開關(guān)量輸入電路C3)相連，處理單元(1)的信號(hào)輸出端接功率控制電路G)，處理單 元⑴與主站(5)遠(yuǎn)程通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專變采集終端裝置，其特征在于所述的處理單元(1)采用 嵌入式Linux系統(tǒng)，所述的處理單元(1)包括主控芯片，主控芯片采用AT91SAM9260芯 片，主控芯片的SPI接口與電壓電流采樣電路(2)相連，電壓電流采樣電路(2)內(nèi)置A/ D轉(zhuǎn)換器，電壓電流采樣電路⑵與脈沖輸出電路(6)相連，主控芯片通過GPIO端口 擴(kuò)展器與開關(guān)量輸入電路(3)、功率控制電路(4)和電能控制電路(7)相連，主控芯片的 UART接口接無線通訊模塊(8)，主控芯片通過無線通訊模塊(8)與主站(5)通訊，主控 芯片通過以太網(wǎng)模塊(9)接入以太網(wǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的專變采集終端裝置，其特征在于所述主控芯片的USB/ UART接口接本地通訊單元(10)，主控芯片的SPI接口接人機(jī)交互模塊(11)，本地通訊 單元(10)提供紅外接口、RS232接口、RS485接口和USB接口，模擬量輸入電路(12) 通過A/D轉(zhuǎn)換器與主控芯片的信號(hào)輸入端相連，主控芯片的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路 (13)相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的專變采集終端裝置，其特征在于還包括電源模塊，電源 模塊向處理單元(1)、電壓電流采樣電路O)、開關(guān)量輸入電路C3)和功率控制電路(4) 供電，電源模塊內(nèi)設(shè)有備用可充電電池(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的專變采集終端裝置，其特征在于所述的無線通訊模塊(8) 為GPRS無線通訊模塊或CDMA無線通訊模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的專變采集終端裝置，其特征在于所述的人機(jī)交互模塊 (11)上設(shè)置LCD顯示屏和按鍵。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種專變采集終端裝置，包括處理單元，處理單元的信號(hào)輸入端分別與用于采集三相電流、電壓信號(hào)的電壓電流采樣電路、用于采集開關(guān)位置信號(hào)的開關(guān)量輸入電路相連，處理單元的信號(hào)輸出端接功率控制電路，處理單元與主站遠(yuǎn)程通訊。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)對專變用戶的電能信息采集，包括電能表數(shù)據(jù)采集、電能計(jì)量設(shè)備工況和供電電能質(zhì)量監(jiān)測，以及用電負(fù)荷和電能量的監(jiān)視與控制，并對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和傳輸，實(shí)現(xiàn)從變電站到供電線路再至電力用戶的綜合供用電監(jiān)測、控制和管理。本實(shí)用新型可滿足國家電網(wǎng)新的技術(shù)規(guī)范，并具有功率控制、電量控制、電能質(zhì)量監(jiān)測、越限告警等功能，同時(shí)把數(shù)據(jù)發(fā)送到系統(tǒng)主站。
文檔編號(hào)G01R11/00GK201811983SQ201020276199
公開日2011年4月27日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者劉澤生, 孟光, 徐強(qiáng), 王飛, 金芝國, 韓海艦 申請人:安徽中興繼遠(yuǎn)信息技術(shù)有限公司