一种适用于工商业用户的能效终端装置的制作方法

1.本实用新型属于电网数据采集领域，具体涉及一种适用于工商业用户的能效终端装置。


背景技术：

2.随着工业化、城镇化进程加快和消费结构持续升级，我国能源需求刚性增长，资源环境问题仍是制约我国经济社会发展的瓶颈之一。各行各业电力需求迅猛增长，电网规模不断扩大。为了提高智能用电服务质量，合理控制能源消费总量，改善电力供需平衡和提升电网应急保障能力，推进节能减排，我国对于电力能效监测业务建设提出明确要求。要求电网企业应加强对电力用户用电信息的釆集、分析，为电力用户实施电力需求侧管理提供技术支撑和信息服务。实现能耗在线监测，实时、准确地把握重点行业、重点企业及关键工序的能耗，不仅是工业企业实现精细化节能管理、促进节能降耗的必然要求，也是各级政府主管部门把握能源消费趋势、加强能耗预测预警、科学制定产业政策的前提和基础，更是推动工业转型升级和绿色发展、构建资源节约型和环境友好型工业体系的内在要求。
3.目前，国内能效监测装置发展迅速，但仍然存在着采集数据精度低、仅支持电压、电流等电量信息的采集等弊端。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种适用于工商业用户的能效终端装置，实现用户用电信息以及其他非电量信息的全面收集、管理与分析，实现应用场景多样化。
5.本实用新型提供一种适用于工商业用户的能效终端装置，用于全面收集、管理与分析用户用电信息及其他非电量信息，其包括：
6.信号采集电路模块，用于实现三相交流电压、电流信号的采集，所述信号采集电路与模拟电路模块连接；
7.模拟电路模块，用于实现电压、电流模拟信号到数字信号的转换；
8.数字电路模块，用于实现数据的处理和传输，所述数字电路模块与模拟电路模块连接；
9.以及辅助电源电路模块，用于实现三相交流电压到直流电压的转换，所述辅助电源电路模块与模拟电路模块连接。
10.进一步地，所述信号采集电路模块由电压端子电路和电流端子电路组成，采集变压器主回路高压侧和低压侧的三相交流电压、电流信号，并将信号传输至模拟电路模块。
11.进一步地，所述模拟电路模块由电压电流采样电路和运放调理放大电路组成，所述电压电流采样电路用于实现电压、电流的采样，并将其传输至辅助电源模块、运放调理放大电路模块；所述运放调理放大电路用于将电压、电流模拟信号变换为数字信号，传输至数字电路模块。
12.进一步地，所述数字电路模块由arm处理器、电能芯片、通信串口、以太网口、2g模
块组成；
13.所述arm处理器通过spi接口对电能芯片进行读写，运行rtx实时操作系统，arm处理器具体包括一片eeprom芯片、一片nandflash芯片以及一片sdram芯片；
14.所述eeprom芯片用于arm处理器数据的存储，由arm处理器通过i2c接口进行读写；
15.所述nandflash芯片用于arm处理器文件的存储，由arm处理器通过fsmc总线进行读写；
16.所述sdram芯片用于arm处理器数据的存储，由arm处理器通过fsmc总线进行读写。
17.所述电能芯片用于对电压、电流、有功功率、无功功率等电气参数、电度和谐波进行测量，所述电能芯片与arm处理器连接；
18.所述通信串口用于开发和生产调试，通过uart
‑
2与arm处理器进行连接；
19.所述以太网口用于实现与arm处理器间的数据传输，并将数据传输到云端；
20.所述2g模块使用mqtt协议与云端进行数据交互，包括数据上传、配置指令接收。
21.进一步地，所述辅助电源模块用于实现单相或者三相交流电压转换成直流工作电源（12vdc或5vdc），采用单相或者三相整流与反激开关电源结合的电路设计方案。
22.所述反激开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。
23.有益效果：上述适用于工商业用户的能效终端装置，采用一体化设计，内置电能芯片采用atm90e36a，该芯片可以采集多种数据类型，包括电压、电流、功率、谐波、电能；ram处理器采用i.mx6，具有扩展性强、高效的数据存储和处理能力等优势。一表即可实现电能量统计、电能质量参数监测、故障录波及分析。
附图说明
24.图1是本实用新型实施例适用于工商业用户的能效终端装置的系统硬件结构示意图。
25.图2是本实用新型实施例适用于工商业用户的能效终端装置的安装位置图。
具体实施方式
26.下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。
27.如图1所示，本实用新型提供一种适用于工商业用户的能效终端装置，用于全面收集、管理与分析用户用电信息及其他非电量信息，其包括：
28.信号采集电路模块1，用于实现三相交流电压、电流信号的采集，所述信号采集电路与模拟电路模块连接；
29.模拟电路模块2，用于实现电压、电流模拟信号到数字信号的转换；
30.数字电路模块3，用于实现数据的处理和传输，所述数字电路模块3与模拟电路模块2连接；
31.以及辅助电源电路模块4，用于实现三相交流电压到直流电压的转换，所述辅助电源电路模块4与模拟电路模块2连接。
32.进一步地，所述信号采集电路模块1由电压端子电路10和电流端子电路11组成，采集变压器主回路高压侧和低压侧的三相交流电压、电流信号，并将信号传输至模拟电路模
块。
33.进一步地，所述模拟电路模块2由电压电流采样电路20和运放调理放大电路21组成，所述电压电流采样电路20用于实现电压、电流的采样，并将其传输至辅助电源模块4、运放调理放大电路21；所述运放调理放大电路21用于将电压、电流模拟信号变换为数字信号，传输至数字电路模块3。
34.进一步地，所述数字电路模块3由arm处理器30、电能芯片31、通信串口32、以太网口33、2g模块组成34；
35.所述arm处理器30通过spi接口对电能芯片31进行读写，运行rtx实时操作系统，具体包括一片eeprom芯片、一片nandflash芯片以及一片sdram芯片。
36.所述eeprom芯片用于arm处理器数据的存储，由arm处理器30通过i2c接口进行读写；
37.所述nandflash芯片用于arm处理器30文件的存储，由arm处理器30通过fsmc总线进行读写；
38.所述sdram芯片用于arm处理器数据的存储，由arm处理器通过fsmc总线进行读写；
39.所述电能芯片31用于对电压、电流、有功功率、无功功率等电气参数、电度和谐波进行测量，所述电能芯片与arm处理器连接；
40.所述通信串口用32于开发和生产调试，通过uart
‑
2与arm处理器进行连接；
41.所述以太网口33用于实现与arm处理器间的数据交互，并将数据传输到云端；
42.所述2g模块34使用mqtt协议与云端进行数据交互，包括数据上传、配置指令接收。
43.进一步地，所述辅助电源模块4用于实现单相或者三相交流电压转换成直流工作电源，采用单相或者三相整流与反激开关电源结合的电路设计方案；所述辅助电源模块4包括交
‑
直电压转换电路40。
44.所述反激开关电源是指使用反激高频变压器隔离输入输出回路的开关电源。
45.如图1所示，本实用新型的工作原理：首先由信号采集电路模块对变压器主回路高压侧和低压侧的三相交流电压、电流信号进行采集，然后将信号传输到模拟电路模块，实现模拟信号到数字信号的转换，之后将数字信号传输到数字电路模块，实现数据的存储、与云端的数据交互。
46.如图2所示，不同的用电企业，其厂区配电网的情况不一，如主变电站馈电线路有一条或多条（配置一个或多个主进线变压器），工厂电源主进线电压等级主要为35kv、10kv，厂内配电网电压等级有10kv、380v、220v等。能效终端装置能适应不同电压等级的应用场景，此方案的电压采集是110kv或10kv电压互感器二次侧并接到采集装置的电压采集接口，电流采集是在110kv或10kv侧电流测量ct二次侧加装开口式ct。将采集的数据通过gprs网络传到云端。
47.适用于工商业用户的能效终端装置，采用一体化设计，具有数据采集种类丰富、采集精度高、扩展性强、数据存储和处理能力强等优势。一方面在提供丰富的数据采集种类的同时节省装置的安装成本；一方面实现用户用电信息以及其他非电量信息的全面收集、管理与分析，实现应用场景多样化。
48.需要说明的是，本实用新型并不局限于上述实施方式，根据本实用新型的创造精神，本领域技术人员还可以做出其他变化，这些依据本实用新型的创造精神所做的变化，都
应包含在本实用新型所要求保护的范围之内。