一种智能接线盒的制作方法

本实用新型属于电能计量领域，具体涉及一种智能接线盒。

背景技术：

电能计量用联合接线盒在电力行业计量领域应用非常广泛，通过它可以将计量仪表或仪器接入到投运中的计量二次回路中，通过现场人工改变接线盒内的拔片与短接片的连接方式，以实现多个项目的测试、校验等功能而不影响原计量装置的正常运行。联合接线盒的主要作用是接线功能，不会具有对计量二次回路电信息进行采集功能，也不具备对二次回路进行监测的功能。

电能计量装置中的常见故障，除了极少部分是由于表计本身原因引起外，大部分都是由于计量二次回路的其它故障或人为原因引起的，但目前现场运行的计量装置多数都不具备在线监测与故障诊断的功能，无法对此类故障及时进行诊断及上报。而电能计量装置的运行故障，对于计量计费影响巨大，为保证其可靠性，对其进行在线监测意义重大，为了满足此类应用，目前国内已经有类似的监测终端，用于计量二次回路的故障监测，基本上是在现有计量装置中增加一个监测设备，但由于相对于计量二次回路运行可靠性要求高、而现有计量屏柜安装空间有限的情况下，加装监测设备增加了现场施工的难度。

因此，需要提供一种智能接线盒以解决在现有纯机械式的联合接线盒的基础上增加对二次计量回路的监测功能存在的安装空间有限、施工难度大的技术问题。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供了一种智能接线盒及关口电能计量二次回路状态监测方法，解决了在现有纯机械式的联合接线盒的基础上增加对二次计量回路的监测功能存在的安装空间有限、施工难度大的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种智能接线盒，包括：

接线端子排、信息采集模块、计量二次回路状态监测模块和主控模块；

计量二次回路状态监测模块包括：信号发生电路、第一信号放大电路、信号耦合电路、信号调理电路和第二信号放大电路；

信号发生电路、第一信号放大电路、信号耦合电路、信号调理电路和第二信号放大电路依次连接；

信息采集模块与接线端子排连接；

信号耦合电路与接线端子排连接；

信息采集模块与第二信号放大电路连接；

信号发生电路与主控模块连接；

信息采集模块与主控模块连接；

接线端子排连接有CT二次回路。

优选的，信息采集模块包括：电压电流转化单元、信号调理单元、信号切换单元和AD采样单元；

电压电流转化单元、信号调理单元、信号切换单元和AD采样单元依次连接；

第二信号放大电路和信号切换单元连接。

优选的，关口电能表与接线端子排连接，其中关口电能表包括主关口电能表和副关口电能表；

接线端子排还连接有PT二次回路。

优选的，本实用新型实施例提供的一种智能接线盒还包括：本地通信模块和时钟授时模块；

本地通信模块与主控模块连接；

本地通信模块与关口电能表连接；

时钟授时模块与主控模块连接。

优选的，本实用新型实施例提供的一种智能接线盒还包括：脉冲采集模块；

脉冲采集模块与主控模块连接；

脉冲采集模块与关口电能表连接。

优选的，本实用新型实施例提供的一种智能接线盒还包括：远程通信模块；

远程通信模块的一端与主控模块连接；

远程通信模块的另一端与上位机连接。

从以上技术方案可以看出，本实用新型实施例具有以下优点：

本实用新型实施例提供了一种智能接线盒，其中，该智能接线盒包括：接线端子排、信息采集模块、计量二次回路状态监测模块和主控模块；计量二次回路状态监测模块包括：信号发生电路、第一信号放大电路、信号耦合电路、信号调理电路和第二信号放大电路；信号发生电路、第一信号放大电路、信号耦合电路、信号调理电路和第二信号放大电路依次连接；信息采集模块与接线端子排连接；信号耦合电路与接线端子排连接；信息采集模块与第二信号放大电路连接；信号发生电路与主控模块连接；信息采集模块与主控模块连接；接线端子排连接有CT二次回路。本实用新型在原有计量联合接线盒的基础上，增加对接入到接线盒内的计量二次回路状态监测的功能电路，而且它的安装运行对现有计量装置没有任何的不好影响，是解决关口电能计量二次回路的远程在线监测的一个必要设备。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种智能接线盒的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的信息采集模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的计量二次回路状态监测模块的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种智能接线盒及关口电能计量二次回路状态监测方法，解决了在现有纯机械式的联合接线盒的基础上增加对二次计量回路的监测功能存在的安装空间有限、施工难度大的技术问题。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的一种智能接线盒的一个实施例，包括：

接线端子排3、信息采集模块5、计量二次回路状态监测模块6和主控模块7；

计量二次回路状态监测模块6包括：信号发生电路605、第一信号放大电路603、信号耦合电路601、信号调理电路602和第二信号放大电路604；

如图3所示，信号发生电路605、第一信号放大电路603、信号耦合电路 601、信号调理电路602和第二信号放大电路604依次连接；

信息采集模块5与接线端子排3连接，信号耦合电路601与接线端子排3 连接，信息采集模块5与第二信号放大电路604连接，信号发生电路605与主控模块7连接，信息采集模块5与主控模块7连接，接线端子排3连接有 CT二次回路(如图1中电流互感器1所示)。

主控模块，为一个基于高速高性能的DSP处理器(ADI公司的 ADSP-BF609)进行设计，完成整个智能接线盒各模块的协调，完成监测数据采集、分析、及上传后台主站等所有功能。

在本实施例中，信息采集模块包括：电压电流转化单元501、信号调理单元502、信号切换单元503和AD采样单元504；

如图2所示，电压电流转化单元501、信号调理单元502、信号切换单元 503和AD采样单元504依次连接，第二信号放大电路和信号切换单元503连接。

电压电流转换单元501采用高精度低温漂的精密电阻与穿心式电流互感器组成，将输入的计量二次回路的高电压、大电流转换成0-10V的交流小信号。由于转换电路电压变换电路的高输入阻抗、电流变换采用的空心式电流互感器的特点，所以整个智能接线盒的运行不会对计量二次回路产生任何不良影响。

信号调理单元502采用高精度低温漂的精密电阻，加上精密运算放大器，实现对输入的0-10V交流小信号进行滤波与放大等处理，以实现整个测量范围内的最好精度。

信号切换单元503由微型继电器组成，实现对交流采样信号与二次回路监测信号切换的功能。

AD采样单元504，基于一款具有8通道同步采样功能的18位分辨率高速高精度的ADC芯片(ADI公司生产的AD7608)进行设计，在主控模块的控制下将输入本模块的0-10V交流模拟小信号转换成处理器可处理的高精度数字采样信号，并传到主控模块进行分析、计算及其它处理。

在本实施例中，关口电能表13与接线端子排3连接，其中，关口电能表 13包括主关口电能表和副关口电能表，接线端子排3还连接有PT二次回路 (如图1中电压互感器2所示)。

在本实施例中，本实用新型实施例提供的一种智能接线盒还包括：本地通信模块11和时钟授时模块8，本地通信模块11与主控模块7连接，本地通信模块11与关口电能表13连接，时钟授时模块8与主控模块7连接。

本地通信模块11，为两路RS485接口电路，它分别与主、副关口电能表的RS485接口相连，可以实现同时对主副关口电能表的RS485数据进行抄读，实现对主、副关口电能表运行状态的监测，也可实现对电能表数据的抄读功能。

时钟授时模块8是一个基于GPS(或北斗)卫星授时模块与光纤收发模块为基础的高精度时钟电路，可以通过有线方式或内置的GPS(北斗)授时模块进行精确授时；

在本实施例中，本实用新型实施例提供的一种智能接线盒还包括：脉冲采集模块12脉冲采集模块12与主控模块7连接，脉冲采集模块12与关口电能表13连接。

脉冲采集模块12包括2路脉冲采集电路，它分别与主、副关口电能表进行相连，同时与主控模块相连。它可以同时采集主、副关口电能表的功率脉冲，分别计算得出的电能值并进行比对后，即实现对主、副关口电能表的计量误差比对功能，进而实现对电能表计量精度监测功能。

在本实施例中，本实用新型实施例提供的一种智能接线盒还包括：远程通信模块9，远程通信模块9的一端与主控模块7连接，远程通信模块9的另一端与上位机10连接。

远程通信模块9，可以是RS485、以太网或无线公网等任何通信接口形式，主要是通过本接口，实现它与后台主站之间数据交互。

本实用新型提供的一种智能接线盒可实现对关口计量二次回路进行状态监测的智能接线盒，它具备传统联合接线盒的所有结构特点及使用功能、具备对接入接线盒的电压电流信号进行测量的信息采集模块、具备对计量二次回路状态进行监测的计量二次回路状态监测模块、远程通信模块、本地通信模块、时钟授时模块、主控模块，它的安装使用不影响原计量回路的正常计量。

该智能接线盒具备传统联合接线盒的所有结构特点及使用方法，通过人工改变接线盒内的拔片与短接片的连接方式，可以实现原有计量接线盒所有的功能。

该智能接线盒安装于计量屏柜内可直接替代原有的计量接线盒功能，将电流互感器1、电压互感器2、关口电能表13、通过接线盒4的接线端子排3，接入到计量二次回路中，通过脉冲采集模块12与本地通信模块11与主、副关口电能表进行相连，通过接线盒的远程通信模块9实现与上位机10相连实现数据交互功能。要实现对计量二次回路PT二次侧压降的测量，还需要在 PT安装柜里2加装一个同样的智能接线盒4。

通过本智能接线盒，可实现对诸如电压电流互感器的开路、短路、接线错误、接线松动、阻抗异常等的常见故障进行监测与诊断等功能，实现对主、副关口电能表计量差比对、实现关口电能表运行状态监测等功能，进而达到对关口计量二次回路的状态监测及故障诊断的目的。

本实用新型提供的智能接线盒具有以下功能：

首先，智能接线盒上电工作，首先主控模块7完成软硬件参数的初始化后，控制时钟授时模块8通过内置的GPS(北斗)卫星授时模块，或在上位机10的控制下，由上位机10来实现对实现智能接线盒4的精确授时功能，此后按设定的时间间隔定时对时即可；同时通过远程通信模块9与上位机10 通信，实现对智能接线盒参数设置、数据上传等，然后按智能接线盒的默认工作状态即为交流采样功能状态，通过信息采样模块5完成对计量二次回路的交流电信息采集功能。

1、PT二次压降测量：按设定时间周期，在上位的控制下，两台智能接线盒通过对时钟授时模块进行精确授时，授时精度不低于2us，远端智能接线盒通过时钟授时模块8、本地通信模块11，实现与近端智能接线盒的精确时间同步，并对PT二次出线的近端(PT柜)与远端(电能表安装柜)进行同步交流采样，得到同一时刻的电压采样信号，通过分析计算，得到PT二次压降测量的比差、角差值。

2、CT二次回路状态监测：按设定时间周期，智能接线盒通过计量二次回路状态监测模块6，产生一个异频信号(1.6KHz)，通过功率放大后耦合(601) 到CT二次回路中，此信号经过CT二次回路后，重新耦合回计量二次回路状态监测模块6，通过信号调理电路602、信号放大电路604后，输入到信息采集模块5中，主控模块7控制信号切换单元503进行回路切换，将此信号输入到AD采样单元504中，得到此监测信号的高精度采集值，在主控模块7 的分析计算下，得到相应的CT二次回路状态信息。

3、电能表状态监测功能：按设定时间周期，智能接线盒通过脉冲采集模块12，分别采集主副关口表的功率脉冲，并由主控模块7完成分析计算得到主、副关口电能表的电能数值，并对所得数值进行比对，比对结果作为考核电能表计量准确性的参考依据。同时智能接线盒也通过RS485方式，实现与关口计量电能表的通信，采集电能表内部的电压、电流、功率、告警等相关信息，也与交流采样信息进行对比，实现电能表的状态监测。

通过将可用于计量二次回路进行监测的智能接线盒应用于关口电能计量装置中代替原来传统的联合接线盒，在对原来安装接线不做大改动的情况下，即可实现对计量二次回路进行比较完整的状态监测及故障诊断功能，对于计量装置的安全可靠运行具有较大的意义。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的精神和范围。