一种配网自动化电能量采集模块的制作方法

1.本发明涉及电能量采集领域，尤其是一种配网自动化电能量采集模块。


背景技术：

2.国家电网公司为深化电网改革，提出10kv配电线路一二次融合及深化线损管理，实现10kv配电线损线损分压、分区、分线、分台的“四分”同期管理，提高精益化管理水平的要求。电网线损是电力行业的一项重要的综合性经济技术指标，也是表征电网经营管理水平的一项重要技术经济指标。
3.配电网线损涉及面非常广，线损的统计、计算和分析涉及环节多、数据多、工作量大、人为因素也较多。在实际供电企业的生产经营中，对于配电网线损的考核主要是以这种实际发生的统计线损作为经济核算的依据。而目前，此项工作大部分仍是采用人工抄表、手工计算、纸面存储数据的管理方式，这样不仅准确率低、速度缓慢，而且数据不宜长时间保存，容易造成丢失；有些虽然已经实现了信息化的管理方式，但是面对配电网线损率测算数据的变更，仍缺乏灵活、高效的查询和分析能力。


技术实现要素：

4.针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种配网自动化电能量采集模块，可对预设节点的电能量数据进行实时监测，从而实现对该线路的线损计算，实时且便捷。
5.本发明提供了一种配网自动化电能量采集模块，包括：
6.电流采样单元，用于采集预设节点的三相电流数据；
7.电压采样单元，用于采集预设节点的三相电压数据；
8.微控制器，用于根据所述三相电流数据和三相电压数据计算得到所述预设节点的电能量数据。
9.优选地，所述微控制器还用于根据所述三相电流数据和三相电压数据计算得到三相有功功率，并判断所述三相有功功率是否符合预设反向事件条件，若是，则判定发生有功功率反向事件；
10.所述预设反向事件条件具体为：当任一相有功功率方向为反向，且该相的有功功率大于设定的功率反向事件有功功率触发下限，且持续时间大于设定的功率反向事件判定延时时间。
11.优选地，所述微控制器还用于根据所述三相电流数据和三相电压数据计算得到总有功功率，并判断所述总有功功率是否符合预设潮流方向改变条件，若是，则判定发生潮流方向改变事件；
12.所述预设潮流方向改变条件具体为：当总有功功率方向改变时，同时总有功功率大于设定的潮流方向改变事件有功功率触发下限，且持续时间大于设定的潮流方向改变事件判定延时时间。
13.优选地，还包括通信单元，用于实现微控制器与上位机的通信。
14.优选地，所述微控制器还用于记录通信事件发生的时刻及总次数。
15.优选地，所述微控制器还用于根据通信事件清零指令清除预设区域的数据。
16.优选地，还包括内部存储单元，用于存储所述三相电流数据、所述三相电压数据和所述电能量数据。
17.优选地，还包括时钟电路，用于为微控制器提供时钟输入。
18.优选地，还包括脉冲输出单元，用于以脉冲形式输出所述电能量数据。
19.优选地，所述脉冲输出单元包括光耦隔离电路。
20.本发明的有益效果为：
21.可实现对该线路的线损计算，实现配网线路的精细化管理，对供电企业的节能降耗具有重要意义。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
23.图1为本发明实施例的结构框图；
24.图2为本发明实施例的结构示意图；
25.图3为脉冲输出单元的电路示意图。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
27.需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
28.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
30.还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
31.还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
32.如图1所示，本发明实施例提供的一种配网自动化电能量采集模块是一种基于电压/电流传感器和电磁式互感器的10kv配电高压计量装置，为10kv配电线路分段点、分支
点、柱上开关、环网柜等设备节点处的高压电能量计量和实时监测的需求提供解决方案，是10kv配电线路精细化线损管理系统的重要组成部分,集测量、计量、通信功能于一体，支持rs232或者rs485通信。
33.本发明实施例提供的一种配网自动化电能量采集模块具体包括：
34.电流采样单元，用于采集预设节点的三相电流数据；本发明实施例中，电流采样单元采用三相电流分压电路；
35.电压采样单元，用于采集预设节点的三相电压数据；本发明实施例中，电压采样单元采用三相电压分压电路；
36.微控制器，用于根据三相电流数据和三相电压数据计算得到预设节点的电能量数据。
37.本发明实施例还包括内部存储单元，用于存储三相电流数据、三相电压数据和电能量数据。
38.本发明实施中，模拟前端通过三相电压分压电路和三相电流分压电路采集单元采集三相电压及三相电流，由微控制器对所采集的电压、电流模拟数据进行处理，计算正向、反向有功电能量和四象限无功电能量，最终得到线路节点的电能量数据。内部存储单元可存储15个工作日的双向总电能数据，并实现对每个计量单元数据的单独存储，在失电情况下，所采集的电能量数据可正常保存。
39.如图2所示，本发明实施例包括电压输入接口、电流输入接口、脉冲输出接口、通信接口及电源接口。本发明实施例具有完整的电参量测量功能，可测量各分相电压值、各分相电流值、各相分相有功功率、无功功率、视在功率、各分相电压和电流的相角值、各分相的功率因素值等参数。可以计量组合有功和正反向有功电能、组合无功和正反向无功电能、各分相正反向有功电能、组合无功电能等多类电能量数据。
40.本发明实施例还包括带温度补充的时钟电路，常温下可输出频率为1hz的时钟信号。时钟具有日历、计时、闰年自动切换功能。模块使用环保型锂电池作为时钟备用电源，时钟备用电源在配电线损采集模块寿命周期内无需更换，断电后可维持内部时钟正常工作时间累积不少于5年，电池电压不足时，配电线损模块可给予报警提示。还包括状态指示单元，用于指示采集模块的状态。
41.本发明实施例的通信模式包括非平衡模式或平衡模式，在非平衡模式下，配网自动化主站与终端之间以问答的方式进行通讯，终端只能接受主站的命令或召唤，终端不能主动向上发送请求链接及命令。平衡模式分单向链接和双向链接两种方式，单向链接时模块收到主站的请求链接和复位命令后不再向主站发送请求链接及命令，双向链接时模块收到主站的请求链接和复位命令后向主站发送请求链接及命令。
42.如图3所示，本发明实施例还包括脉冲输出单元，用于以脉冲形式输出电能量数据。脉冲输出单元包括光耦隔离电路。本发明实施例提供有功、无功电量脉冲输出、内部光耦隔离，脉冲输出宽度为(80
±
20)ms，最大容许通过电流为10ma(dc)，工作电压范围为5v～80v(dc)。
43.本发明实施例中，微控制器还用于根据三相电流数据和三相电压数据计算得到三相有功功率，并判断三相有功功率是否符合预设反向事件条件，若是，则判定发生有功功率反向事件。预设反向事件条件具体为：当任一相有功功率方向为反向，且该相的有功功率大
于设定的功率反向事件有功功率触发下限，且持续时间大于设定的功率反向事件判定延时时间。当发生有功功率反向事件时，配网自动化电能量采集模块可以保存包括发生时刻、总次数、发生时刻电能数据、结束时刻、结束时刻电能数据。
44.微控制器还用于根据三相电流数据和三相电压数据计算得到总有功功率，并判断总有功功率是否符合预设潮流方向改变条件，若是，则判定发生潮流方向改变事件；预设潮流方向改变条件具体为：当总有功功率方向改变时，同时总有功功率大于设定的潮流方向改变事件有功功率触发下限，且持续时间大于设定的潮流方向改变事件判定延时时间。当发生潮流方向改变事件时，模块记录发生时刻、总次数、发生时刻电能数据、结束时刻、结束时刻电能数据，记录可以永久保存，不可清除。可以根据实际运行需求，将潮流方向改变的遥信标志配置为获取后就清零，或者配置为获取后保持，当配置为获取后清零时，潮流方向从正到反和从反到正都会产生遥信变位；当配置为获取后保持，则潮流方向从正到反时产生遥信变位，从反到正时遥信变位清零。
45.本发明实施例中，还包括通信单元即通信接口，用于实现微控制器与上位机的通信，微控制器还用于记录通信事件发生的时刻及总次数。
46.微控制器还用于根据通信事件清零指令清除预设区域的数据。当发生通信事件时，模块可记录通信事件发生的时刻及总次数，如果有通信事件清零操作，将清除除了清零记录和事件清零记录以外的所有事件记录数据。
47.结合配网自动化建设，在配网线路不同节点位置安装应用本发明实施例提供的一种配网自动化电能量采集模块，可实现对该线路的线损计算，实现配网线路的精细化管理，对供电企业的节能降耗具有重要意义。
48.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。