Ⅱ型電力能效管理終端及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種Ⅱ型電力能效管理終端及系統(tǒng)，該終端包括終端殼體，設(shè)置在所述終端殼體中的控制單元，分別與所述控制單元連接的電源模塊、存儲單元、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊以及顯示模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括直流模擬量采集單元，所述直流模擬量采集單元包括兩路獨立的直流模擬量采樣電路，以及直流模擬量隔離電路；所述交流采樣單元包括三相交流電壓測量電路和三相交流電流測量電路。該Ⅱ型電力能效管理終端具有直流模擬量采集單元和交流采樣單元，可對傳感器檢測得到的非電氣量(如流量、壓力、溫度、濕度等)信息(即直流模擬量數(shù)據(jù))進行采集，并對電流電壓以及功率這些電氣量進行測量和數(shù)據(jù)采集，從而實現(xiàn)對電力環(huán)境的檢測和管理。
【專利說明】II型電力能效管理終端及系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種II型電力能效管理終端及系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家節(jié)能減排、電力需求側(cè)管理工作的不斷深入開展，建設(shè)基于智能電網(wǎng)的電能服務(wù)管理平臺和電力用戶能效監(jiān)測系統(tǒng)，已成為我國節(jié)能減排及電力需求側(cè)管理工作開展的重要技術(shù)支撐。為規(guī)范電能服務(wù)管理平臺和電力用戶能效監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，按照統(tǒng)一設(shè)計、科學(xué)規(guī)范的建設(shè)原則，有必要對電力能效監(jiān)測終端進行統(tǒng)一規(guī)范，故制定了電力能效檢測終端標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計規(guī)范。
[0003]現(xiàn)有的能效管理系統(tǒng)中，大部分還是沿用著各大舊標(biāo)準(zhǔn)中的電力管理終端，例如國網(wǎng)的集中抄表終端，專變管理終端等，這類終端在電力系統(tǒng)中屬于通用型的管理終端，其功能只能在一定條件下滿足能效管理系統(tǒng)的部分功能，而在某一地區(qū)或者某些特殊的環(huán)境下，電力終端顯得笨拙和功能單一。只有在不同應(yīng)用環(huán)境下使用特定的能效管理終端，才能將能效管理系統(tǒng)對電力環(huán)境的應(yīng)用發(fā)揮到極致。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，為解決上述現(xiàn)有電力管理終端功能單一且不能某些特殊環(huán)境下使用的問題，本發(fā)明提供一種特定的II型電力能效管理終端及系統(tǒng)，可在不同應(yīng)用環(huán)境下使用，能將能效管理系統(tǒng)對電力環(huán)境的應(yīng)用發(fā)揮到極致。
[0005]其技術(shù)方案如下:
[0006]一種II型電力能效管理終端，包括終端殼體，設(shè)置在所述終端殼體中的控制單元，分別與所述控制單元連接的電源模塊、存儲單元、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊以及顯示模塊；所述數(shù)據(jù)采集模塊包括直流模擬量采集單元，所述直流模擬量采集單元包括兩路獨立的直流模擬量采樣電路，以及直流模擬量隔離電路；所述直流模擬量采樣電路前端包括與電流信號連接的TVS管和齊納管，以及連接在所述TVS管和齊納管后的直流電流采樣電阻，與所述直流電流采樣電阻連接的雙通道采樣測量芯片；所述交流采樣單元包括三相交流電壓測量電路和三相交流電流測量電路；所述三相交流電壓測量電路包括電流式電壓互感器，與所述電壓互感器連接的交流電壓采樣電阻，以及與所述交流電壓采樣電阻連接的三相交流測量芯片；所述三相交流電流測量電路包括電流互感器，與所述電流互感器連接的交流電流采樣電阻，且所述交流電流采樣電阻與三相交流測量芯片連接。
[0007]能效管理系統(tǒng)中，需要通過某一種專門負(fù)責(zé)采集處理分析電氣量和非電氣量(如流量、壓力、溫度、濕度等)信息的一體化裝置來對電力環(huán)境進行檢測和管理，這種專用裝置既能收集并處理現(xiàn)場電力環(huán)境信息，又必須與電力能效信息集中與交互終端進行數(shù)據(jù)交換，在這樣的需求和應(yīng)用環(huán)境下，II型電力能效管理終端應(yīng)運而生。該II型電力能效管理終端具有直流模擬量采集單元和交流采樣單元，可對傳感器檢測得到的非電氣量(如流量、壓力、溫度、濕度等)信息(即直流模擬量數(shù)據(jù))進行采集，并對電流電壓以及功率這些電氣量進行測量和數(shù)據(jù)采集，從而實現(xiàn)對電力環(huán)境的檢測和管理。
[0008]下面對技術(shù)方案進行進一步說明:
[0009]進一步地，所述電源模塊包括具有三路輸出的線性變壓器，以及與所述線性變壓器對應(yīng)連接的通信電源電路、數(shù)據(jù)采集電源電路、控制單元電源電路；而且，所述線性變壓器前端連接設(shè)置有電源保護電路。其中，三個電源電路分別用于給通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、控制單元供電，而電源保護電路能保證電路在過壓情況下不損壞并能恢復(fù)。
[0010]進一步地，所述通信模塊包括紅外通信單元，以太網(wǎng)通信單元，以及RS485通信單元；其中，所述RS485通信單元包括兩路RS485通信接口，其中一路為用于抄表口的RS485-1通信接口 ；另一路為用于抄表口和常規(guī)性檢測維護口的RS485-2通信接口。
[0011 ] 進一步地，還包括與所述控制單元連接的遙信變位監(jiān)測電路，所述遙信變位監(jiān)測電路包括遙信保護電路，遙信隔離電路，以及兩路有源共陰接入的遙信輸入接口。
[0012]進一步地，還包括遙控輸出電路，所述遙控輸出電路包括繼電器，以及設(shè)置在所述繼電器前端的遙控驅(qū)動電路。遙控輸出采用繼電器常開常閉輸出方式，除了使用低功耗的松下繼電器外，為了增加控制信號的穩(wěn)定性和可靠性，還在繼電器前端添加一驅(qū)動電路。
[0013]進一步地,還包括與所述控制單元連接的實時時鐘,所述實時時鐘具有硬時鐘芯片，所述硬時鐘芯片內(nèi)部集成溫度補償晶體振蕩器。
[0014]進一步地,所述顯示模塊包括設(shè)置于所述終端殼體上的IXD顯示單元和LED指示單元；所述LCD顯示單元包括液晶模組,集成于所述液晶模組的液晶驅(qū)動芯片，以及與所述液晶驅(qū)動芯片連接的液晶顯示屏；LED指示單元包括RS485雙色收發(fā)燈，電源指示燈,運行燈，遙控告警燈，以及用于測量能效監(jiān)測終端功率的有功無功指示燈。
[0015]進一步地，還包括與控制單元連接的按鍵電路，所述按鍵電路包括設(shè)置于所述終端殼體上的按鍵，以及與所述按鍵連接的10nf的防誤判電容。按鍵電路采用普通I/O輸入檢測的方式，10nf的電容可以方式抖動引起的誤判。
[0016]本發(fā)明還提供一種II型電力能效管理系統(tǒng)，包括多個上述的II型電力能效管理終端，與所述II型電力能效管理終端連接的電力能效信息集中與交互終端，以及與所述電力能效信息集中與交互終端連接的測試主機；且還包括與所述II型電力能效管理終端連接的水電氣測量儀表、非電氣量采樣傳感器、電氣量采集儀表。
[0017]本發(fā)明具有如下突出有益效果:
[0018](I)該II型電力能效管理終端具有專用的功能，創(chuàng)新的數(shù)據(jù)處理能力，專業(yè)的外部接口 ；
[0019](2)完全適應(yīng)現(xiàn)有或未來的能效管理系統(tǒng)運行環(huán)境設(shè)計，無論從性能還是功能，其應(yīng)用貫穿整個能效管理系統(tǒng)的使用；
[0020](3)另外，其成本可控，使得其優(yōu)勢在現(xiàn)有的能效管理終端中更加顯著。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的主視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的仰視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的左視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的前視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的后視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的總原理示意框圖；
[0027]圖7是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的電源模塊通信電源電路結(jié)構(gòu)不意圖；
[0028]圖8是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的電源模塊數(shù)據(jù)采集電源電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖9是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的電源模塊控制單元電源電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖10是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的通信模塊中RS485通信單元一個電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖11是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的通信模塊中RS485通信單元另一個電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖12是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的數(shù)據(jù)采集模塊的直流模擬量采樣電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖13是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的數(shù)據(jù)采集模塊的直流模擬量隔離電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖14是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理終端的控制單元的數(shù)據(jù)采集模塊的交流采樣單元的部分電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖15是本發(fā)明實施例所述II型電力能效管理系統(tǒng)的總原理示意框圖。
[0036]附圖標(biāo)記說明:10_殼體主體部分，11-液晶顯示屏，12-指示燈，13-按鍵，20-殼體安裝部分，21-連接端子，22-導(dǎo)軌槽，23-卡柱，24-固定凸起，25-扣合部，100-控制單元，200-電源模塊，210-通信電源電路，220-數(shù)據(jù)采集電源電路，230-控制單元電源電路，300-數(shù)據(jù)采集模塊，310-直流模擬量采集單元，320-交流采樣單元，400-通信模塊，410-RS485通信單元，420-以太網(wǎng)通信單元，430-紅外通信單元，500-實時時鐘，600-存儲單元，700-顯示模塊，710-LCD顯示單元，720-LED指示單元，730-按鍵電路，800-遙信變位檢測電路，900-遙控輸出電路。

【具體實施方式】
[0037]下面對本發(fā)明的實施例進行詳細說明:
[0038]在能效管理系統(tǒng)中，需要通過某一種專門負(fù)責(zé)采集處理分析非電氣量(如流量、壓力、溫度、濕度等)信息的一體化裝置來對電力環(huán)境進行檢測和管理，這種專用裝置既能收集并處理現(xiàn)場電力環(huán)境信息，又必須與電力能效信息集中與交互終端進行數(shù)據(jù)交換，在這樣的需求和應(yīng)用環(huán)境下，電力能效管理終端應(yīng)運而生。
[0039]如圖1至圖6所示，本發(fā)明提供一種II型電力能效管理終端，其采用三相四線3*220/380V供電，電流測量范圍為5(10)A。該II型電力能效管理終端包括終端殼體(圖中未標(biāo)示出)，設(shè)置在終端殼體中的控制單元100，分別與控制單元100連接的電源模塊200、存儲單元600、數(shù)據(jù)采集模塊300、通信模塊400以及顯示模塊700。該II型電力能效管理終端具有直流模擬量采集單元310和交流采樣單元320，可對傳感器檢測得到的非電氣量(如流量、壓力、溫度、濕度等)信息(即直流模擬量數(shù)據(jù))進行采集，并對電流電壓以及功率這些電氣量進行測量和數(shù)據(jù)采集，從而實現(xiàn)對電力環(huán)境的檢測和管理。該II型電力能效管理終端可將應(yīng)用環(huán)境的信息采集回來，進行下一步的分析處理，其主要功能包括非電氣量測量，電能量測量，電壓電流功率等測量數(shù)據(jù)記錄，事件記錄，及其他數(shù)據(jù)分析。電能量測量包括無功和有功分相或合相電量測量，電量結(jié)算和凍結(jié)。
[0040]如圖1至圖5所示，上述II型電力能效管理終端的終端殼體主要包括殼體主體部分10和殼體安裝部分20，該殼體主體部分10設(shè)置為方形，其上設(shè)置有顯示模塊700以及按鍵電路730的外設(shè)部分，如液晶顯示屏11，各種指示燈12，以及各種按鍵13。且該殼體主體部分10內(nèi)部設(shè)置有控制單元100、存儲單元600、數(shù)據(jù)采集模塊300、通信模塊400等等單元模塊電路。另外，該殼體安裝部分20設(shè)計成U形結(jié)構(gòu)，且上述殼體主體部分10嵌裝于該殼體安裝部分20的U形結(jié)構(gòu)中間凹槽部位，而該殼體安裝部分20的兩邊凸起部分上分別安裝設(shè)置有一排連接端子21，用于各個電路模塊的輸入輸出連接。而且，該殼體安裝部分20的背側(cè)還設(shè)置有安裝固定用的導(dǎo)軌槽22，可將該II型電力能效管理終端安裝在一個導(dǎo)軌上。另外該導(dǎo)軌槽22 —側(cè)具有多個固定凸起24，另一側(cè)具有多個可伸縮卡柱23，可將該II型電力能效管理終端卡緊固定在導(dǎo)軌上。另外，在該殼體安裝部分20的背側(cè)還設(shè)置有扣合部25，可利用螺釘將該II型電力能效管理終端掛裝于墻壁上。
[0041]具體地，上述II型電力能效管理終端的控制單元100安裝在終端殼體內(nèi)部，該控制單元100采用內(nèi)核為ARM3系列STM32F107VC的高速控制器，該高速控制器作為終端的主控部件，其最高運行頻率即最大處理速度為72MHz，具有256Kbytes Flash存儲空間，64Kbytes SRAM, Ethernet MAC 接口，以及 USB2.0full-speed device/host/OTG 接口。該控制單元100用于數(shù)據(jù)信息處理分析，如非電氣量、電氣量及其他數(shù)據(jù)信息的分析處理。而且，該II型電力能效管理終端還包括與控制單元100連接的實時時鐘500，用于提供準(zhǔn)確的高精度的時間信息，并輸出時鐘脈沖信號。該實時時鐘500具有內(nèi)部集成溫度補償晶體振蕩器的硬時鐘芯片。其具體使用器件為RX8025T，其為一款內(nèi)部集成32.768KHz溫度補償晶體振蕩器的硬時鐘芯片，能在溫度-40?70°C范圍保證走時誤差在0.5s/d，而且終端支持實時式。
[0042]而且，與控制單元100連接的存儲單元600，用于存儲主控單元所統(tǒng)計的各種信息、轉(zhuǎn)換或交換信息。存儲單元600采用的程序和數(shù)據(jù)存儲器為SST公司的4Mbyte flash,150Kbit/s存儲速度的存儲芯片，其整片刷新時間達35ms，可進行10萬次刷寫次數(shù)，并能在100年內(nèi)數(shù)據(jù)保持不失效。該存儲芯片封裝采用通用封裝，可按照系統(tǒng)需要擴容，其通信接口為SPI。另外，為保證重要數(shù)據(jù)因終端運行異常時丟失，系統(tǒng)額外添加了非易失性的鐵電存儲器FM24CL16，專門存儲重要數(shù)據(jù)和參數(shù)，其存儲空間為16Kbit，總線頻率最大為1MHz，數(shù)據(jù)可保持10年不失效，其通信接口為IIC。
[0043]如圖7至圖9所示，上述的II型電力能效管理終端還包括電源模塊200，該電源模塊200包括具有三路輸出的線性變壓器，變壓器每個次級之間具有2000V以上的耐壓能力，以及與線性變壓器對應(yīng)連接的通信電源電路210 (如圖7所示)、數(shù)據(jù)采集電源電路220 (如圖8所示)、控制單元電源電路230 (如圖9所示)，三個電源電路分別用于給通信模塊400、數(shù)據(jù)采集模塊300、控制單元100供電。而且，在線性變壓器前端設(shè)置有電源保護電路，該電源保護電路能保證電路在過壓情況下不損壞并能恢復(fù)。具體地，控制單元電源電路230采用DC-DC電源芯片L5970D，輸出最大電流能達1A。而且其他兩路電源電路采用78L05電源芯片，能穩(wěn)壓輸出5V。另外，該電源模塊200增加了一個電源監(jiān)測芯片ADM823，當(dāng)控制單元工作異常，無法正常對ADM823輸出脈沖信號時，ADM823芯片可對控制單元進行復(fù)位，讓系統(tǒng)重啟。
[0044]另外，如圖12至圖13所示，還包括與控制單元100和電源模塊200連接的數(shù)據(jù)采集模塊300，該數(shù)據(jù)采集模塊300包括直流模擬量采集單元310，用于采集測量得到的非電氣量(溫度、濕度、氣壓、流量等)數(shù)據(jù)。針對被監(jiān)測對象所處環(huán)境的不同，現(xiàn)場裝配了各種傳感器(溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、流量傳感器等)，這些環(huán)境量包括溫度、濕度、氣壓、流量等，監(jiān)測終端按設(shè)定的時間間隔對這些非電氣量輸出的直流模擬量進行數(shù)據(jù)采集，測量準(zhǔn)確度要求在± I %范圍內(nèi)。該直流模擬量采集單元310包括兩路獨立的直流模擬量采樣電路(如圖12所示)，以及用于隔離該直流模擬量采樣電路和電源(即數(shù)據(jù)采集電源電路220)的直流模擬量隔離電路(如圖13所示)。即直流模擬量采集單元310由電源、采樣電路、隔離電路組成。而且，直流模擬量采樣電路前端包括與電流信號連接的TVS管和齊納管，以及連接在TVS管和齊納管后的直流電流采樣電阻，與直流電流采樣電阻連接的雙通道采樣測量芯片。具體地，設(shè)計了兩路獨立的直流模擬量輸入，使用了 ADI公司的AD7911雙通道采樣測量芯片，其中電源由帶隔離的DC-DCTPV0512在進過SPX5205M5穩(wěn)壓成5V輸出。隔離電路主要由能提供多路信號隔離的芯片ADM1411和外圍組成。而采樣電路前端輸入的電流信號經(jīng)200R直流電流采樣電阻轉(zhuǎn)化為電壓后由采樣測量芯片AD7911MR測量，前端增加了防過壓的TVS管和防接反的齊納管。采樣測量芯片使用16位分辨率的AD7911，在寬溫-40°C?+105°C的范圍內(nèi)可控制在3.5PPM的誤差范圍內(nèi)。要求的被測量直流模擬量范圍為4/20mA，而終端設(shè)備的測量范圍為3.3V± 10mV,測量精度達到0.005mV,高于要求的測量精度。該直流模擬量采集單元無論在電源供電還是信號傳輸上，都采用>2000VDC的電器隔離，可保證終端受外界電氣影響降到最低。
[0045]如圖14所示，該數(shù)據(jù)采集模塊300還包括交流采樣單元320，用于采集電流、電壓以及功率這些電氣量信息。具體地，交流采樣包括三相交流電壓和交流電流的測量，即交流采樣單元包括三相交流電壓測量電路和三相交流電流測量電路。電壓測量電路和電流測量電路共用一個三相交流測量芯片，該三相交流測量芯片采用三相電力交流測量專用芯片ADE7878，A/B/C三相電流、電壓測量回路獨立。其中每一相的電壓測量電路前端信號處理部分使用星格SPT204A的2mA/2mA電流式電壓互感器，電流測量電路前端使用SCT254AX(5A/2.5mA)電流互感器作為電流強弱信號轉(zhuǎn)換器件，而三相交流測量芯片采用有效精度為24位的ADE7858負(fù)責(zé)對電流、電壓信號進行采樣和處理。三相交流測量芯片ADE7858能在_40°C?+85°C溫度范圍內(nèi)正常工作并保證10ppm/°C誤差范圍。另外ADE7858還可獨立運算，計量有功功率和無功功率等用電信息，通過SPI接口或者IIC接口即可與MCU通信，實時進行數(shù)據(jù)交互。
[0046]進一步地，在電壓測量電路前端采用電流式電壓互感器SPT204A(2mA/2mA)，通過電壓限流的方式將220V測量電壓轉(zhuǎn)化成2mA測量電流，再通過100R的交流電壓采樣電阻轉(zhuǎn)化成電壓，輸入到三相交流測量芯片ADE7878。另外，在電流測量電路前端采用電流互感器SCT254AX(5(10)A/2.5mA〈0.1 % )，經(jīng)過26R的交流電流采樣電阻轉(zhuǎn)化成電壓輸入到三相交流測量芯片ADE7878，而且電流測量采用差分輸入的測量方式，并在差分信號兩邊加上TVS管，可避免三相交流測量芯片因測量電壓過高而損壞。
[0047]另外，該II型電力能效管理終端還包括與控制單元100連接的通信模塊400，其為II型電力能效管理終端的關(guān)鍵，包括紅外通信單元430，以太網(wǎng)通信單元420，以及RS485通信單元410。其中，紅外通信單元430為遠紅外通信，通信距離達10m，電路由接收和發(fā)送兩部分組成，發(fā)送信號是38Khz脈沖調(diào)制信號，接收器本身具備38khz的濾波功能，增強抗干擾能力。而以太網(wǎng)通信單元420采用以太網(wǎng)控制器KSZ8031和STM32F107自帶的MAC接口的設(shè)計方案，以太網(wǎng)控制器與MAC接口之間采用RMII的通信方式，通信速度達50Mbit/s。如圖10至圖11所示，而RS485通信單元410包括兩路RS485通信接口 RS485-1和RS485-2，并通過端子引線出來，一路RS485-1通信接口最高通信速度為2400bit/s，只用作抄表口 ；另一路RS485-2通信接口信速度達115200bit/s，不僅可用作抄表口，還可用于II型電力能效管理終端的常規(guī)性檢測維護口。而且，上述的RS485硬件接口采用無方向485芯片，即差分線不再需要嚴(yán)格按照正反接線也可以通信。
[0048]上述的三種通信方式共采用了兩種通信協(xié)議，一種是上行通信協(xié)議，一種是下行通信協(xié)議。其中，紅外通信方式、RS485-2通信方式使用的是645/2007上行通信協(xié)議，上行終端通信可以通過RS485-2通信接口抄讀能效終端的數(shù)據(jù)；另外可以通過紅外掌機讀取II型電力能效管理終端的數(shù)據(jù)和修改終端參數(shù)信息；以太網(wǎng)暫時只有一個程序升級功能，以后可以根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同推廣其應(yīng)用。整個上行通信執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)《DL/T645— 2007多功能電能表通信規(guī)約》及其擴展規(guī)約。另外，RS485-1通信方式使用645/2007下行通信協(xié)議，負(fù)責(zé)抄讀電能表的數(shù)據(jù)，該通信接口還具有中繼功能，可提高通信質(zhì)量，可進行終端程序升級。
[0049]另外，該II型電力能效管理終端還包括設(shè)置于終端殼體上與控制單元100連接的顯示模塊700，該顯示模塊700包括IXD顯示單元710和LED指示單元720。而該IXD顯示單兀710包括液晶|旲組，集成于液晶|旲組的液晶驅(qū)動芯片，以及與液晶驅(qū)動芯片連接的液晶顯示屏11，該液晶顯示屏11設(shè)置在殼體主體部分10上。IXD顯示單元710采用160*160mm的液晶模組顯示方式，因液晶模組已經(jīng)集成了液晶驅(qū)動芯片，因此在設(shè)計上只要通過控制單元100的總線數(shù)據(jù)傳輸，即可實現(xiàn)液晶顯示和亮度調(diào)節(jié)，還可以通過復(fù)位腳，液晶背光控制等控制液晶顯示。液晶顯示菜單包括首級菜單和一級菜單，而首級菜單包括非電氣量信息輪顯，一級菜單包括終端參數(shù)，系統(tǒng)信息，終端維護。另外，LED指示單元720也設(shè)置在殼體主體部分10上，包括各種采用高亮紅光和綠光兩種發(fā)光二極管配合的指示燈12。該LED指示單元710包括RS485-1和RS485-2雙色收發(fā)燈，3.3V電源指示燈，運行燈，遙控告警燈，有功無功指示燈，其中有功無功指示燈可用于測量能效監(jiān)測終端的功率。
[0050]此外，該II型電力能效管理終端還包括與控制單元100連接的按鍵電路730，該按鍵電路730包括設(shè)置于終端殼體上的按鍵13，以及與按鍵13連接的10nf的防誤判電容。按鍵電路730采用普通I/O輸入檢測的方式，10nf的電容可以方式抖動引起的誤判。而終端的基本操作采用“上”、“下”、“確定”、“取消”共四個按鍵13實現(xiàn)，簡單方便。
[0051]此外，該II型電力能效管理終端還包括與控制單元100連接的遙信變位監(jiān)測電路800和遙控輸出電路900。該遙信變位監(jiān)測電路800包括遙信保護電路，遙信隔離電路，以及兩路有源共陰接入的遙信輸入接口，每一路接口均帶防靜電和誤動作保護。該遙控輸出電路可通過5V的控制信號，控制5 (10) A的220V線路，其包括繼電器，以及設(shè)置在繼電器前端的遙控驅(qū)動電路，遙控輸出采用繼電器常開常閉輸出方式(按現(xiàn)場需要使用)，除了使用低功耗的松下繼電器外，為了增加控制信號的穩(wěn)定性和可靠性，還在繼電器前端添加一驅(qū)動電路。
[0052]如圖15所示，本發(fā)明還提供一種II型電力能效管理系統(tǒng)，包括多個上述的II型電力能效管理終端，與II型電力能效管理終端連接的電力能效信息集中與交互終端(二者之間可以通過RS485、電力載波、微功率無線等通信方式進行通信連接)，以及與電力能效信息集中與交互終端連接的測試主機，且還包括與II型電力能效管理終端連接的水電氣測量儀表、非電氣量采樣傳感器(如電流型傳感器、數(shù)字傳感器)、電氣量采集儀表設(shè)備、以及其他儀表設(shè)備等。
[0053]本發(fā)明提供的II型電力能效管理終端及系統(tǒng)具有非電氣量測量，電氣量測量，電能量計量，測量數(shù)據(jù)記錄，事件記錄，能效數(shù)據(jù)分析，通信，I/o配置功能，軟件升級，脈沖輸出，鍵盤操作及顯示等等專用的功能；還具有創(chuàng)新的數(shù)據(jù)處理能力，即電能量測量、測量數(shù)據(jù)記錄、事件記錄、能效數(shù)據(jù)分析等。其中電能量測量包括無功和有功分相或合相電量測量，電量結(jié)算和凍結(jié)；測量數(shù)據(jù)記錄包括電壓電流功率溫度濕度壓力流量等包含應(yīng)用環(huán)境信息數(shù)據(jù)；事件記錄包括功率因素越限，非電氣量異常，ABC電壓、電流不平衡越限，終端上電掉電，終端參數(shù)設(shè)置等事件；能效數(shù)據(jù)分析指的是利用監(jiān)測終端采集的數(shù)據(jù)，通過嵌入能效模型，計算出被監(jiān)測設(shè)備或者系統(tǒng)的用能轉(zhuǎn)換效率，并且可利用系統(tǒng)的計算值檢驗終端效率值的可靠性；專業(yè)的外部接口，如電流電壓輸入接口、直流模擬量輸入接口、電氣量采集接口、通信輸入輸出接口、控制接口、遙信接口等；考慮多種可能性并具有擴展性能，可完全適應(yīng)現(xiàn)有或未來的能效管理系統(tǒng)運行環(huán)境設(shè)計，無論從性能還是功能，其應(yīng)用貫穿整個能效管理系統(tǒng)的使用；另外，模塊化設(shè)計使其成本可控，使得其優(yōu)勢在現(xiàn)有的能效管理終端中更加顯著。
[0054]以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，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。
[0055]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種II型電力能效管理終端，其特征在于，包括終端殼體，設(shè)置在所述終端殼體中的控制單元，分別與所述控制單元連接的電源模塊、存儲單元、數(shù)據(jù)采集模塊、通信模塊以及顯示模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括直流模擬量采集單元和交流采樣單元；所述直流模擬量采集單元包括兩路獨立的直流模擬量采樣電路，以及直流模擬量隔離電路；且所述直流模擬量采樣電路前端包括與電流信號連接的TVS管和齊納管，以及連接在所述TVS管和齊納管后的直流電流采樣電阻，與所述直流電流采樣電阻連接的雙通道采樣測量芯片； 所述交流采樣單元包括三相交流電壓測量電路和三相交流電流測量電路；所述三相交流電壓測量電路包括電流式電壓互感器，與所述電壓互感器連接的交流電壓采樣電阻，以及與所述交流電壓采樣電阻連接的三相交流測量芯片；所述三相交流電流測量電路包括電流互感器，與所述電流互感器連接的交流電流采樣電阻，且所述交流電流采樣電阻與三相交流測量芯片連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的II型電力能效管理終端，其特征在于，所述電源模塊包括具有三路輸出的線性變壓器，以及與所述線性變壓器對應(yīng)連接的通信電源電路、數(shù)據(jù)采集電源電路、控制單元電源電路；而且，所述線性變壓器前端連接設(shè)置有電源保護電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的II型電力能效管理終端，其特征在于，所述通信模塊包括紅外通信單元，以太網(wǎng)通信單元，以及RS485通信單元； 其中，所述RS485通信單元包括兩路RS485通信接口，其中一路為用于抄表口的RS485-1通信接口 ；另一路為用于抄表口和常規(guī)性檢測維護口的RS485-2通信接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的II型電力能效管理終端，其特征在于，還包括與所述控制單元連接的遙信變位監(jiān)測電路，所述遙信變位監(jiān)測電路包括遙信保護電路，遙信隔離電路，以及兩路有源共陰接入的遙信輸入接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的II型電力能效管理終端，其特征在于，還包括遙控輸出電路，所述遙控輸出電路包括繼電器，以及設(shè)置在所述繼電器前端的遙控驅(qū)動電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的II型電力能效管理終端，其特征在于，還包括與所述控制單元連接的實時時鐘，所述實時時鐘具有硬時鐘芯片，所述硬時鐘芯片內(nèi)部集成溫度補償晶體振蕩器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的II型電力能效管理終端，其特征在于，所述顯示模塊包括設(shè)置于所述終端殼體上的IXD顯示單元和LED指示單元； 所述LCD顯示單元包括液晶模組，集成于所述液晶模組的液晶驅(qū)動芯片，以及與所述液晶驅(qū)動芯片連接的液晶顯不屏； LED指示單元包括RS485雙色收發(fā)燈，電源指示燈，運行燈，遙控告警燈，以及用于測量能效監(jiān)測終端功率的有功無功指示燈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的II型電力能效管理終端，其特征在于，還包括與控制單元連接的按鍵電路，所述按鍵電路包括設(shè)置于所述終端殼體上的按鍵，以及與所述按鍵連接的10nf的防誤判電容。
9.一種II型電力能效管理系統(tǒng)，其特征在于，包括多個如權(quán)利要求1-8任意一項所述的II型電力能效管理終端，與所述II型電力能效管理終端連接的電力能效信息集中與交互終端，以及與所述電力能效信息集中與交互終端連接的測試主機；且還包括與所述II型電力能效管理終端連接的水電氣測量儀表、非電氣量采樣傳感器、電氣量采集儀表。
【文檔編號】H02J13/00GK104410164SQ201410723739
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】吳明玉, 梁偉培, 柏玉峰, 王勇, 何寶文 申請人:廣東中鈺科技股份有限公司