一种基于实时监控的高压电能计量柜的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于实时监控的高压电能计量柜，一次设备电压互感器、电流互感器均安装于高压开关负荷侧，电能表电源、采集终端电源由电压互感器二次侧供给；高压开关电源侧安装两只电压互感器，所述电压互感器与电压检测电路相连，电流互感器与电流检测电路相连，高压开关所在回路与温度检测电路相连，所述电压检测电路、电流检测电路及温度检测电路均与控制器相连，所述控制器将采集的数据上传至信息采集主站，本实用新型通过实时监控高压电能计量柜工作时的电流、电压及温度实现对智能电表的工作状态的实时监控，当智能电表故障时，进行及时告警并进行相应的应对调整。
【专利说明】
一种基于实时监控的高压电能计量柜
技术领域
[0001]本实用新型涉及实时监控技术领域，具体涉及一种基于实时监控的高压电能计量柜。
【背景技术】
[0002 ]高压电能计量柜包括电能表、采集终端、电压互感器、电流互感器。
[0003]目前，高压计量柜内一次设备电压、电流互感器均安装于高压开关负荷侧，电能表、采集终端电源由电压互感器二次侧供给。
[0004]预付费功能均通过采集终端实现，客户购买电量后，采集系统会自动将所购电量远程下发到终端，由采集终端根据实际用电量自动扣减电量或发出跳闸信号；当因欠费致使计量柜高压开关跳闸后，其采集终端将失去工作电源，用户重新购电后无法下发购电量，需工作人员现场处理送电，无法实现自动费控功能。随着社会经济发展的日新月异，各行各业对电力的需求迅猛增加，相应的计量装置数量也在大幅度增加，如何提高费控装置运行可靠性成为电能计量专业共同关注的问题。
[0005]另外，目前的高压电能计量柜没有对其运行时的温度、电流或电压进行实时监控，当高压电能计量柜出现故障时，不能进行及时的故障处理或者报警，给电网的安全运行带来很大的安全隐患。
【实用新型内容】
[0006]为解决现有技术存在的不足，本实用新型公开了一种基于实时监控的高压电能计量柜及方法，本实用新型专利操作简单，直观明了，便于学习理解，可使采集终端在高压开关断开时保持带电，及时接受系统运程下发的购电信息，实现全自动费控功能，且对高压电能计量柜运行时的工作状态进行实时监控，减少安全故障。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的具体方案如下:
[0008]—种基于实时监控的高压电能计量柜，一次设备电压互感器、电流互感器均安装于高压开关负荷侧，电能表电源、采集终端电源由电压互感器二次侧供给；
[0009]高压开关电源侧安装两只电压互感器，所述电压互感器与电压检测电路相连，电流互感器与电流检测电路相连，高压开关所在回路与温度检测电路相连，所述电压检测电路、电流检测电路及温度检测电路均与控制器相连，所述控制器将采集的数据上传至信息米集主站；
[0010]高压电能计量柜的附件还设置有高清摄像头，所述高清摄像头用来监视捕获高压电能计量柜附近的视频信息并通过处理器传输至信息采集主站，处理器中包括图像识别处理模块，图像识别处理模用来识别高清摄像头捕获的原始图像信息，通过图像跟踪算法计算处理成标准的特征信息，在处理器中将处理后的标准的特征信息与样本信息进行比对，当不一致时，信息采集主站将进行报警。其中，特征信息包括物体的形态、速度等。
[0011]进一步的，所述电压互感器采用V-V接线，二次输出额定电压为100V。
[0012]进一步的，利用二次导线将电压互感器二次侧和采集终端连接。
[0013]进一步的，所述信息采集主站中包括报警单元，包括信号接收单元、声音告警单元及灯光告警单元;所述信号接收单元与控制器连接，用于接收控制器发出的告警信号，所述声音告警单元与信号接收单元连接，用于对报警时警铃的控制，所述灯光告警单元与信号接收单元连接，用于对报警时闪光灯的控制。
[0014]进一步的，处理器中包括存储模块，存储模块中存储有相应的样本数据库，另外，存储模块中还存储有相应的时间处理策略，对每个时间进行相应的等级划分，不同的等级进行不同的告警提醒。
[0015]进一步的，所述电压检测电路包括电阻分压网络电路及减法运算电路，电阻分压网络电路包括第一电阻及与第一电阻相连的第二电阻，第二电阻与电容相并联，电阻分压网络电路用于等比例的衰减被测电压信号。
[0016]进一步的，减法运算电路包括运算放大器，运算放大器正极端与地之间连接有磁珠，算放大器负极端分两路，一路与可调电阻相连，另一路与相并联的电阻及电容电路相连，相并联的电阻及电容电路与运算放大器输出端相连。
[0017]进一步的，所述电流检测电路包括依次连接的精密测流电阻、窗口比较器电路及减法运算电路，所述精密测流电阻串联在被测回路中，将被测电流等比例的转换为电压信号；窗口比较器用于提取精密测流电阻的电压差信号，减法运算电路用于将电压差信号等比例的衰减。
[0018]进一步的，所述温度检测电路包括热敏电阻IC2，热敏电阻IC2的正极端接电源，热敏电阻IC2的负极端与运放电路输入端相连，热敏电阻IC2的负极端与放大器的正极端之间还并联有接地的电阻及电容，运放电路的输出端也通过电容接地，运放电路的输出端还与控制器的输入端相连。
[0019]热敏电阻作用为:感知外界温度，当外界温度改变时，其自身电阻值发生改变。
[0020]温度检测电路工作原理:温度检测电路通过一个热敏电阻感知外界温度，该热敏电阻的阻值与外界温度成一一对应关系，通过后面的处理电路采集实时的热敏电阻的阻值，就可以知道当前的环境温度的数值。
[0021]进一步的，所述信息采集主站还与云服务器通信，将信息采集主站中的信息进一步的传输至云服务器实现数据的共享。
[0022 ] 一种基于实时监控的高压电能计量柜的工作方法，包括以下步骤:
[0023]高压电能计量柜将采集终端采集的信息通过通信设备传输至信息采集主站；
[0024]同时，高压电能计量柜还将其在工作时的温度、电压及电流信息通过控制器传输至?目息米集主站；
[0025]摄像头采集高压电能计量柜周围的视频信息，视频信息传输至处理器进一步的处理后传输至信息采集主站；
[0026]当欠费采集终端发出跳闸信号后，计量柜高压开关断开，用电设备失去电源，在开关后侧的计量TV电源断开，而采集终端仍旧正常带电运行，用户购电后信息采集主站会自动将所购电量远程下发到采集终端，保证费控功能正常运行；
[0027]信息采集主站对上传的采集终端的采集信息进行展示，对高压电能计量柜在工作时的温度、电流及电压进行实时监控，对高压电能计量柜附近的视频信息进行监控，当所采集的信息不能满足设定的要求时，信息采集主站通过报警单元进行实时报警。
[0028]本实用新型的有益效果:
[0029]本申请的电压检测电路。该电路可以等比例的获得被测电压信号。同时，该电路增加了磁珠元件，可以后效滤除被测回路的高频干扰，提高测量精度。
[0030]本实用新型可以实现对欠费的采集终端的不间断的电源供给，避免了因高压开关断开而导致的采集终端不能正常运行的问题。
[0031]本实用新型通过实时监控高压电能计量柜工作时的电流、电压及温度实现对智能电表的工作状态的实时监控，当高压电能计量柜故障时，进行及时告警并进行相应的应对调整。
【附图说明】
[0032]图1a改造前采集终端电源接线图；
[0033]图1b改造后采集终端电源接线图；
[0034]图2本实用新型的电压检测电路图；
[0035]图3本实用新型的电流检测电路图；
[0036]图4本实用新型的温度检测电路图。
【具体实施方式】
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[0037]下面结合附图对本实用新型进行详细说明:
[0038]一种基于实时监控的高压电能计量柜，其中，一次设备电压互感器、电流互感器均安装于高压开关负荷侧，电能表电源、采集终端电源由电压互感器二次侧供给；
[0039]高压开关电源侧安装两只电压互感器，所述电压互感器与电压检测电路相连，电流互感器与电流检测电路相连，高压开关所在回路与温度检测电路相连，所述电压检测电路、电流检测电路及温度检测电路均与控制器相连，所述控制器将采集的数据上传至信息米集主站；
[0040]高压电能计量柜的附件还设置有高清摄像头，所述高清摄像头用来监视捕获高压电能计量柜附近的视频信息并通过处理器传输至信息采集主站，处理器中包括图像识别处理模块，图像识别处理模用来识别高清摄像头捕获的原始图像信息，通过图像跟踪算法计算处理成标准的特征信息，在处理器中将处理后的标准的特征信息与样本信息进行比对，当不一致时，信息采集主站将进行报警。其中，特征信息包括物体的形态、速度等。
[0041]改造前采集终端电源接线如图1a所示，改造后采集终端电源接线如图1b所示，在预付费计量柜的电缆进线处(开关电源侧)安装电压互感器两只，采用V-V接线，二次输出额定电压为100V。
[0042]按照电源接线图敷设2.5mm2二次导线将电压互感器二次侧和采集终端连接。
[0043]本实用新型中，在高压电能计量柜所在的空间中，例如房间的墙壁上安装有摄像头，利用摄像头采集与该高压电能计量柜附近的视频信息，监控是否存在危险的情况，摄像头并通过处理器传输至信息采集主站，处理器中包括图像识别处理模块，图像识别处理模用来识别高清摄像头捕获的原始图像信息，通过图像跟踪算法计算处理成标准的特征信息，在处理器中将处理后的标准的特征信息与样本信息进行比对，当不一致时，信息采集主站将进行报警。其中，特征信息包括物体的形态、速度等。
[0044]信息采集主站中包括报警单元，包括信号接收单元、声音告警单元及灯光告警单元;所述信号接收单元与控制器连接，用于接收控制器发出的告警信号，所述声音告警单元与信号接收单元连接，用于对报警时警铃的控制，所述灯光告警单元与信号接收单元连接，用于对报警时闪光灯的控制。
[0045]处理器中包括存储模块，存储模块中存储有相应的样本数据库，另外，存储模块中还存储有相应的时间处理策略，对每个时间进行相应的等级划分，不同的等级进行不同的告警提醒。
[0046]另外，当对高压电能计量柜进行实时电压、温度及电流的采集并传输至信息采集主站，在信息采集主站中，对采集到的信息进一步的进行分析，当数据不符合要求时，信息采集主站中的报警单元发出相应的报警信息。
[0047]本申请还公开了一种电压检测电路:如图2所示，电压检测电路在本系统中，承担着检测直流母线电压、检测蓄电池电压的作用。
[0048]电压检测电路由电阻分压网络、减法运算电路构成。
[0049]电阻分压网络的作用是等比例的衰减被测电压信号，使之满足DSP采样端口的需要。
[0050]减法运算电路的作用是提取电阻分压网络的差值信号，并将该差值进一步等比例的衰减为低幅值信号，并输送给DSP的采样端口。在减法运算电路中增加了磁珠，用于消耗系统内的高频干扰成分，提高测量精度。
[0051 ]本申请还公开了一种电流检测电路:如图3所示，电流检测电路在本系统中，承担着检测蓄电池充放电电流、光伏板电流的作用。
[0052 ]电流检测电路主要有精密测流电阻、窗口比较器、减法运算电路构成。
[0053]精密测流电阻串联在被测回路中，将被测电流等比例的转换为电压信号。
[0054]窗口比较器的作用精确的提取测流电阻的电压差信号。
[0055]减法运算电路的作用是将电压差信号等比例的衰减，以满足DSP模拟采样端口的要求。
[0056]如图4所示，所述温度检测电路包括热敏电阻IC2，热敏电阻IC2的正极端接电源，热敏电阻IC2的负极端与运放电路输入端相连，热敏电阻IC2的负极端与放大器的正极端之间还并联有接地的电阻及电容，运放电路的输出端也通过电容接地，运放电路的输出端还与控制器的输入端相连。温度检测电路检测照明回路出线温度。当出现过温度时，切断回路，保护线路。本实用新型的温度检测作提供了冗余分析功能，及时发现并消除火灾隐患。
[0057]上述虽然结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。
【主权项】
1.一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，一次设备电压互感器、电流互感器均安装于高压开关负荷侧，电能表电源、采集终端电源由电压互感器二次侧供给； 高压开关电源侧安装两只电压互感器，所述电压互感器与电压检测电路相连，电流互感器与电流检测电路相连，高压开关所在回路与温度检测电路相连，所述电压检测电路、电流检测电路及温度检测电路均与控制器相连，所述控制器将采集的数据上传至信息采集主站。2.如权利要求1所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，所述电压互感器采用V-V接线，二次输出额定电压为100V。3.如权利要求1所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，利用二次导线将电压互感器二次侧和采集终端连接。4.如权利要求1所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，所述信息采集主站中包括报警单元，包括信号接收单元、声音告警单元及灯光告警单元;所述信号接收单元与控制器连接，用于接收控制器发出的告警信号，所述声音告警单元与信号接收单元连接，用于对报警时警铃的控制，所述灯光告警单元与信号接收单元连接，用于对报警时闪光灯的控制。5.如权利要求4所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，处理器中包括存储模块，存储模块中存储有相应的样本数据库，另外，存储模块中还存储有相应的时间处理策略，对每个时间进行相应的等级划分，不同的等级进行不同的告警提醒。6.如权利要求1所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，所述电压检测电路包括电阻分压网络电路及减法运算电路，电阻分压网络电路包括第一电阻及与第一电阻相连的第二电阻，第二电阻与电容相并联，电阻分压网络电路用于等比例的衰减被测电压信号； 减法运算电路包括运算放大器，运算放大器正极端与地之间连接有磁珠，算放大器负极端分两路，一路与可调电阻相连，另一路与相并联的电阻及电容电路相连，相并联的电阻及电容电路与运算放大器输出端相连。7.如权利要求1所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，所述电流检测电路包括依次连接的精密测流电阻、窗口比较器电路及减法运算电路，所述精密测流电阻串联在被测回路中，将被测电流等比例的转换为电压信号；窗口比较器用于提取精密测流电阻的电压差信号，减法运算电路用于将电压差信号等比例的衰减。8.如权利要求1所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，所述温度检测电路包括热敏电阻IC2，热敏电阻IC2的正极端接电源，热敏电阻IC2的负极端与运放电路输入端相连，热敏电阻IC2的负极端与放大器的正极端之间还并联有接地的电阻及电容，运放电路的输出端也通过电容接地，运放电路的输出端还与控制器的输入端相连。9.如权利要求1所述的一种基于实时监控的高压电能计量柜，其特征是，所述信息采集主站还与云服务器通信，将信息采集主站中的信息进一步的传输至云服务器实现数据的共享。
【文档编号】G01R11/04GK205427004SQ201620246020
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】王宪太, 许光宇, 黄文博, 孙海龙, 张善刚, 张提, 孙允, 李大鹏, 马谦, 韩晓东, 文燕, 解青
【申请人】国网山东省电力公司济宁供电公司, 国家电网公司