本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)運(yùn)維的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

RS485通信方式是計(jì)量自動(dòng)化集抄系統(tǒng)最常用的通信總線，通常一個(gè)集中器下面多個(gè)電能表都采用并聯(lián)總線的方式工作，當(dāng)其中一個(gè)485端口發(fā)生損毀時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整個(gè)485總線異常，所有的電能表數(shù)據(jù)都無法采集。要排查485故障節(jié)點(diǎn)，通常需要逐個(gè)將485總線拆除，方能排查，需要浪費(fèi)大量的人力時(shí)間在上面。

RS485故障分開路故障和短路故障，如果遇到短路故障時(shí)，會(huì)將整個(gè)總線的壓差拉低，導(dǎo)致總線無法工作，RS485是直流工作電平，無法通過一般的檢測(cè)手段進(jìn)行檢測(cè)。如果遇到開路故障，需要通過將所有并聯(lián)的電能表表號(hào)統(tǒng)一采集后，進(jìn)行多表測(cè)試。而在故障的情況下，不能為電能表及終端設(shè)備提供電力供應(yīng)，無法為其進(jìn)行故障測(cè)試定位，運(yùn)用現(xiàn)有的手持抄表機(jī)或者筆記本電腦都無法進(jìn)行有效的故障排查，只能通過拆線的方式進(jìn)行，效率非常低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)，能夠方便地對(duì)電能表RS485端口故障進(jìn)行定位，提高作業(yè)效率。

一種電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)，包括用于為電能表RS485端口的總線加載檢測(cè)電流的便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源，以及檢測(cè)所述總線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流的鉗形互感器；

所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源包括：直流電源，以及分別與所述直流電源連接的電流源轉(zhuǎn)換電路和電壓源轉(zhuǎn)換電路；所述電流源轉(zhuǎn)換電路包括依次連接的DC-DC模塊、第一逆變模塊、降壓變壓器和檔位切換模塊，所述DC-DC模塊連接所述直流電源，所述檔位切換模塊用于連接電流負(fù)載；所述電壓源轉(zhuǎn)換電路包括依次連接的第二逆變模塊和升壓變壓器，所述第二逆變模塊連接所述直流電源，所述升壓變壓器用于連接電壓負(fù)載。

上述電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)，通過所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源為電能表RS485端口的總線一端加載一定的檢測(cè)電流，并通過所述鉗形互感器檢測(cè)所述總線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流來判斷哪一路485端口出現(xiàn)故障現(xiàn)象，從電流源往反方向排查，在電流突然變小的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)即是短路故障節(jié)點(diǎn)，通過電流排查法，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)行故障定位和排查。既方便操作，又簡(jiǎn)單直觀，可以快速進(jìn)行RS485故障定位，又可以進(jìn)行電能表485通信端口檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)電能表通信端口的快速檢測(cè)和故障定位，將節(jié)省工作量，提高工作效率和可靠性。

所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源通過所述直流電源連接的電流源轉(zhuǎn)換電路和電壓源轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述直流電源的電壓和電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過逆變模塊電路變成三相交流供電輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障RS485的供電。通過設(shè)置升壓和降壓變壓器，檔位切換模塊，可以實(shí)現(xiàn)不同故障下RS485的電壓源及電流源輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485輸出虛負(fù)荷，配合現(xiàn)場(chǎng)完成故障檢測(cè)工作。既簡(jiǎn)單便攜，又可滿足不同的電壓等級(jí)需求，可以直接在現(xiàn)場(chǎng)使用，不需要意外外部的供電，為現(xiàn)場(chǎng)故障檢測(cè)提供便利，大大提高工作的效率。

在一種實(shí)施例中，所述第一逆變模塊包括：第一DSP數(shù)字控制器以及與所述第一DSP數(shù)字控制器連接的第一智能功率模塊；所述第一智能功率模塊分別連接所述DC-DC模塊和所述降壓變壓器。

設(shè)置所述第一DSP數(shù)字控制器以及第一智能功率模塊(IPM)，通過第一DSP數(shù)字控制器控制產(chǎn)生SPWM脈沖，通過此脈沖控制第一IPM模塊，將直流電源通過門電路震蕩產(chǎn)生一路交流電壓輸出，通過變壓器進(jìn)行降壓升流，使電能表產(chǎn)生虛負(fù)荷，作為電能表的電流源。

在一種實(shí)施例中，所述第一智能功率模塊包括第一功率開關(guān)器件，以及與所述第一功率開關(guān)器件連接的第一驅(qū)動(dòng)電路，所述第一驅(qū)動(dòng)電路與所述第一DSP數(shù)字控制器連接；所述第一驅(qū)動(dòng)電路接收所述第一DSP數(shù)字控制器發(fā)出的SPWM脈沖，并控制所述第一功率開關(guān)器件按照所述SPWM脈沖進(jìn)行開關(guān)操作。

在一種實(shí)施例中，所述第一智能功率模塊還包括與所述第一功率開關(guān)器件連接的過電流保護(hù)電路。

通過設(shè)置所述過電流保護(hù)電路，可以對(duì)所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源進(jìn)行過流保護(hù)，提高電能表RS485端口故障定位的穩(wěn)定性。

在一種實(shí)施例中，所述第二逆變模塊包括：第二DSP數(shù)字控制器以及與所述第二DSP數(shù)字控制器連接的第二智能功率模塊；所述第二智能功率模塊分別連接所述直流電源和所述升壓變壓器。

設(shè)置所述第二DSP數(shù)字控制器以及第二智能功率模塊(IPM)，通過第二DSP數(shù)字控制器控制產(chǎn)生SPWM脈沖，通過此脈沖控制第二IPM模塊，將直流電源通過門電路震蕩產(chǎn)生一路交流電壓輸出，作為電能表RS485的電壓源。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二智能功率模塊包括第二功率開關(guān)器件，以及與所述第二功率開關(guān)器件連接的第二驅(qū)動(dòng)電路，所述第二驅(qū)動(dòng)電路與所述第二DSP數(shù)字控制器連接；所述第二驅(qū)動(dòng)電路接收所述第二DSP數(shù)字控制器發(fā)出的SPWM脈沖，并控制所述第二功率開關(guān)器件按照所述SPWM脈沖進(jìn)行開關(guān)操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二智能功率模塊還包括與所述第二功率開關(guān)器件連接的過電壓保護(hù)電路。

通過設(shè)置所述過電壓保護(hù)電路，可以對(duì)所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源進(jìn)行過壓保護(hù)，提高電能表RS485端口故障定位的穩(wěn)定性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源還包括電壓采樣電路和電流采樣電路，所述電壓采樣電路與所述升壓變壓器輸出端連接，所述電流采樣電路與所述檔位切換模塊連接。

通過所述電壓采樣電路和電流采樣電路，可以實(shí)時(shí)對(duì)所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源的輸出電壓、電流進(jìn)行監(jiān)控，提高電能表RS485端口故障定位的穩(wěn)定性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源還包括與所述直流電源連接的溫度采樣電路。

通過所述溫度采樣電路，可以實(shí)時(shí)對(duì)所述電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)的工作溫度進(jìn)行監(jiān)控，防止電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)溫度過高造成電源的損壞，提高穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1為一個(gè)實(shí)施例的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為一個(gè)實(shí)施例的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)中便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為一個(gè)實(shí)施例的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)的故障檢測(cè)原理圖；

圖4為一個(gè)實(shí)施例的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)中鉗形互感器的示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)的具體實(shí)施方式作詳細(xì)描述。

參考圖1和圖2，圖1所示為一個(gè)實(shí)施例的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2所示為一個(gè)實(shí)施例的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)中便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源的結(jié)構(gòu)示意圖。

所述電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)，包括：用于為電能表RS485端口的總線加載檢測(cè)電流的便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源10，以及檢測(cè)所述總線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流的鉗形互感器20；

所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源10包括：直流電源11，以及分別與所述直流電源11連接的電流源轉(zhuǎn)換電路12和電壓源轉(zhuǎn)換電路13；所述電流源轉(zhuǎn)換電路11包括依次連接的DC-DC模塊121、第一逆變模塊122、降壓變壓器123和檔位切換模塊124，所述DC-DC模塊121連接所述直流電源11，所述檔位切換模塊124用于連接電流負(fù)載；所述電壓源轉(zhuǎn)換電路13包括依次連接的第二逆變模塊131和升壓變壓器132，所述第二逆變模塊131連接所述直流電源11，所述升壓變壓器132用于連接電壓負(fù)載。

上述電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)，通過所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源為電能表RS485端口的總線一端加載一定的檢測(cè)電流，如圖3所示。并通過所述鉗形互感器檢測(cè)所述總線的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流來判斷哪一路485端口出現(xiàn)故障現(xiàn)象，從電流源往反方向排查，在電流突然變小的上一個(gè)節(jié)點(diǎn)即是短路故障節(jié)點(diǎn)，通過電流排查法，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)進(jìn)行故障定位和排查。既方便操作，又簡(jiǎn)單直觀，可以快速進(jìn)行RS485故障定位，又可以進(jìn)行電能表485通信端口檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)電能表通信端口的快速檢測(cè)和故障定位，將節(jié)省工作量，提高工作效率和可靠性。

所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源通過所述直流電源連接的電流源轉(zhuǎn)換電路和電壓源轉(zhuǎn)換電路對(duì)所述直流電源的電壓和電流進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過逆變模塊電路變成三相交流供電輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障RS485的供電。通過設(shè)置升壓和降壓變壓器，檔位切換模塊，可以實(shí)現(xiàn)不同故障下RS485的電壓源及電流源輸出，實(shí)現(xiàn)對(duì)RS485輸出虛負(fù)荷，配合現(xiàn)場(chǎng)完成故障檢測(cè)工作。既簡(jiǎn)單便攜，又可滿足不同的電壓等級(jí)需求，可以直接在現(xiàn)場(chǎng)使用，不需要意外外部的供電，為現(xiàn)場(chǎng)故障檢測(cè)提供便利，大大提高工作的效率。

所述鉗形互感器即鉗式電流互感器(split type current transformer)，如圖4所示，可以在鉗夾對(duì)應(yīng)的端口的時(shí)候，直接獲取所述端口的電流值并顯示。

在一種實(shí)施例中，所述第一逆變模塊22包括：第一DSP數(shù)字控制器以及與所述第一DSP數(shù)字控制器連接的第一智能功率模塊；所述第一智能功率模塊分別連接所述DC-DC模塊和所述降壓變壓器。

IPM(Intelligent Power Module)，即智能功率模塊，不僅把功率開關(guān)器件和驅(qū)動(dòng)電路集成在一起。而且內(nèi)部還可集成過電壓，過電流和過熱等故障檢測(cè)電路，并可將檢測(cè)信號(hào)送到CPU。一般由高速低功耗的管芯和優(yōu)化的門極驅(qū)動(dòng)電路以及快速保護(hù)電路構(gòu)成。即使發(fā)生負(fù)載事故或使用不當(dāng)，也可以保證IPM自身不受損壞。IPM一般使用IGBT作為功率開關(guān)元件，內(nèi)部集成電流傳感器及驅(qū)動(dòng)電路的集成結(jié)構(gòu)。

設(shè)置所述第一DSP數(shù)字控制器以及第一智能功率模塊(IPM)，通過第一DSP數(shù)字控制器控制產(chǎn)生SPWM脈沖，通過此脈沖控制第一IPM模塊，將直流電源通過門電路震蕩產(chǎn)生一路交流電壓輸出，通過降壓變壓器進(jìn)行降壓升流，使電能表產(chǎn)生虛負(fù)荷，作為電能表RS485的電流源。

在一種實(shí)施例中，所述第一智能功率模塊包括第一功率開關(guān)器件，以及與所述第一功率開關(guān)器件連接的第一驅(qū)動(dòng)電路，所述第一驅(qū)動(dòng)電路與所述第一DSP數(shù)字控制器連接；所述第一驅(qū)動(dòng)電路接收所述第一DSP數(shù)字控制器發(fā)出的SPWM脈沖，并控制所述第一功率開關(guān)器件按照所述SPWM脈沖進(jìn)行開關(guān)操作。

在一種實(shí)施例中，所述第一智能功率模塊還包括與所述第一功率開關(guān)器件連接的過電流保護(hù)電路。

通過設(shè)置所述過電流保護(hù)電路，可以對(duì)所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源進(jìn)行過流保護(hù)，提高電能表RS485端口故障定位的穩(wěn)定性。

在一種實(shí)施例中，所述第二逆變模塊31包括：第二DSP數(shù)字控制器以及與所述第二DSP數(shù)字控制器連接的第二智能功率模塊；所述第二智能功率模塊分別連接所述直流電源10和所述升壓變壓器32。

設(shè)置所述第二DSP數(shù)字控制器以及第二智能功率模塊(IPM)，通過第二DSP數(shù)字控制器控制產(chǎn)生SPWM脈沖，通過此脈沖控制第二IPM模塊，將直流電源通過門電路震蕩產(chǎn)生一路交流電壓輸出，作為電能表RS485的電壓源。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二智能功率模塊包括第二功率開關(guān)器件，以及與所述第二功率開關(guān)器件連接的第二驅(qū)動(dòng)電路，所述第二驅(qū)動(dòng)電路與所述第二DSP數(shù)字控制器連接；所述第二驅(qū)動(dòng)電路接收所述第二DSP數(shù)字控制器發(fā)出的SPWM脈沖，并控制所述第二功率開關(guān)器件按照所述SPWM脈沖進(jìn)行開關(guān)操作。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二智能功率模塊還包括與所述第二功率開關(guān)器件連接的過電壓保護(hù)電路。

通過設(shè)置所述過電壓保護(hù)電路，可以對(duì)所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源進(jìn)行過壓保護(hù)，提高電能表RS485端口故障定位的穩(wěn)定性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源還包括電壓采樣電路和電流采樣電路，所述電壓采樣電路與所述升壓變壓器輸出端連接，所述電流采樣電路與所述檔位切換模塊連接。

通過所述電壓采樣電路和電流采樣電路，可以實(shí)時(shí)對(duì)所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源的輸出電壓、電流進(jìn)行監(jiān)控，提高電能表RS485端口故障定位的穩(wěn)定性。

在一個(gè)實(shí)施例中，所述便攜式電力運(yùn)維移動(dòng)電源還包括與所述直流電源連接的溫度采樣電路。

通過所述溫度采樣電路，可以實(shí)時(shí)對(duì)所述電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)的工作溫度進(jìn)行監(jiān)控，防止電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)溫度過高造成電源的損壞，提高穩(wěn)定性。

本實(shí)用新型的電能表RS485端口故障定位系統(tǒng)的電源通過處理器控制產(chǎn)生SPWM脈沖，通過此脈沖控制門電路，將直流電源通過門電路震蕩產(chǎn)生一路低壓交流電壓輸出，并作為RS485總線電路的驅(qū)動(dòng)電流，加載到485總線上面，從而達(dá)到總線回路產(chǎn)生電流，并通過鉗表檢測(cè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的電流的差異，如果發(fā)現(xiàn)明顯電流偏差，則是故障發(fā)生點(diǎn)，以此來實(shí)現(xiàn)故障定位。既便攜式，又能滿足電力的電壓等級(jí)需求，電池轉(zhuǎn)換效率較高，輕便又保證一定的續(xù)航時(shí)間。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。