一种变电站用电监控装置的制作方法

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其是一种变电站用电监控装置。

背景技术：

变电站内的照明系统是变电站的重要用电部分，现有技术中，难以对变电站内照明系统的用电进行精确计量，这使得变电站用电量居高不下，不利于节约能源和保护环境。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种变电站用电监控装置。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种变电站用电监控装置，所述变电站设有照明系统和多个供电回路，包括上位机、多回路电能采集装置和照明调节模块；所述上位机通过无线信号分别与多回路电能采集装置和照明调节模块无线连接；所述多回路电能采集装置与所述多个供电回路连接；所述照明调节模块用于调节照明系统的工作参数。

进一步地，所述照明调节模块具体用于调节照明系统的供电电流。

进一步地，所述多回路电量采集装置包括多通道采集模块、主控模块、电源模块、第一无线通信模块和时钟模块；

所述多通道采集模块包括数据选择器和多个采集通道；所述数据选择器上包括一个控制端、一个输出端和多个输入端；每一所述采集通道分别由电压电流互感器、放大器和模数转换器串联组成，每一所述采集通道中的电压电流互感器连接到待测供电回路，每一所述采集通道中的模数转换器与数据选择器的一个输入端连接；所述数据选择器的输出端与主控模块的输入端连接；所述数据选择器的控制端与主控模块的控制端连接；

所述主控模块的电源端与电源模块的供电端连接；

所述主控模块的数据端与第一无线通信模块的数据端连接；所述第一无线通信模块通过无线信号连接到上位机；

所述主控模块的时钟端与时钟模块的输出端连接。

进一步地，所述第一无线通信模块为433MHz模块。

进一步地，所述时钟模块包括计时单元、长波接收单元、时间解析单元和时间同步单元，所述计时单元分别与主控模块和时间同步单元连接，所述时间解析单元分别与时间同步单元与长波接收单元连接，所述长波接收单元用于接收授时长波信号。

进一步地，每一所述采集通道中的电压电流互感器与放大器之间还串接有熔断器。

进一步地，多回路电量采集装置还包括第二无线通信模块，所述第二无线通信模块的数据端与主控模块的数据端连接；所述第二无线通信模块无线连接到上位机。

进一步地，所述第二无线通信模块为LoRa模块。

本实用新型的有益效果是：本实用新型可以实现对多个变电站的自动监控，当变电站的供电回路出现异常时，自动调节变电站内的照明系统工作参数，达到节约能源和提示工作人员的目的，保证供电稳定安全。

附图说明

图1为本实用新型监控装置的结构图；

图2为本实用新型中多回路电量采集装置的电路结构图。

具体实施方式

一种变电站用电监控装置，所述变电站设有照明系统和多个供电回路，参照图1，所述监控装置包括上位机、多回路电能采集装置和照明调节模块；所述上位机通过无线信号分别与多回路电能采集装置和照明调节模块无线连接；所述多回路电能采集装置与所述多个供电回路连接；所述照明调节模块用于调节照明系统的工作参数。

其中，照明调节模块可以是由单片机控制的LGBT电路，照明调节模块接入到照明系统中，在单片机的控制下，可以调节照明系统的供电电压或供电电流大小，从而调节照明系统的功率。单片机可以配备无线通信装置，使得单片机可以与上位机无线连接。上位机可以是个人计算机，也可以是服务器。

本实用新型监控装置的多回路电能采集装置和照明调节模块设置在变电站内，上位机可以设置在远端的机房中，这使得上位机可以避免变电站内高强电磁场强度的干扰。同时，一个上位机可以连接多个多回路电能采集装置和多个照明调节模块，使得一个上位机可以对多个变电站进行用电管理。

本实用新型的工作原理是：多回路电能采集装置检测到变电站内某个供电回路的电压参数或电流参数出现变动时，将电压参数或电流参数数据上传到上位机，上位机经过预设的程序处理后，控制同一变电站内的照明调节模块调整照明系统的工作参数。例如，当多回路电能采集装置采集到某一供电回路的电压变高时，上位机控制照明调节模块调低照明系统的供电电压，使得变电站内的照明变暗，这一方面可以节约能源，另一方面可以通过灯光提示变电站内的工作人员变电站的供电回路情况出现变化，从而使得工作人员可以及时作出应对措施。

本实用新型中多回路电量采集装置的结构参照图2，包括多通道采集模块、主控模块、电源模块、第一无线通信模块和时钟模块；其中，主控模块可以是STM32系列单片机或者PLC等，具体可以是STM32F103RBT6，电源模块用于为主控模块以及装置的其他部分供电，时钟模块用于为主控模块提供时钟信号。

本实用新型中的多通道采集模块包括数据选择器和多个采集通道；其中，数据选择器上包括一个控制端、一个输出端和多个输入端；每一所述采集通道分别由电压电流互感器、放大器和模数转换器串联组成，每一所述采集通道中的电压电流互感器连接到待测供电回路，每一所述采集通道中的模数转换器与数据选择器的一个输入端连接；所述数据选择器的输出端与主控模块的输入端连接；所述数据选择器的控制端与主控模块的控制端连接。

本实用新型中的数据选择器具体可以是74LS151等型号的芯片。数据选择器使得主控模块可以同时与多个采集通道连接，每个采集通道分别采集一个待测供电回路的电压电流参数，通过时分复用，即主控模块控制数据选择器在同一时间接收其中一个采集通道采集到的信号，主控模块便能读取到不同待测供电回路的电量参数。

本实用新型实现了一台装置对多个回路进行电量采集，避免大量使用单回路电路采集装置带来的成本高、空间占用大、安全隐患严重和维护困难等缺点。本实用新型装置的电路结构简单，因此成本低、稳定性强。

主控模块的数据端与第一无线通信模块的数据端连接；所述第一无线通信模块通过无线信号连接到上位机，优选地，第一无线通信模块是433MHz模块。通过这样的结构，无需进行复杂的实体布线，主控模块就可以将读取到的各待测供电回路的电量参数实时上传到上位机，使得供电部门能够快速建立有效的用电监控系统，实现用电情况在线监视和异常报警，确保用电安全。

本实用新型装置所使用的主控模块、电源模块、时钟模块、第一无线通信模块、数据选择器、模数转换器、放大器和电压电流互感器等元件都是现有的，本实用新型装置的改进点在于装置整体的电路拓扑结构，但本实用新型装置不涉及对各个具体元件本身及其之间连接方法的改进。

进一步作为优选的实施方式，所述时钟模块包括计时单元、长波接收单元、时间解析单元和时间同步单元，所述计时单元分别与主控模块和时间同步单元连接，所述时间解析单元分别与时间同步单元与长波接收单元连接，所述长波接收单元用于接收授时长波信号。

本实用新型中的时钟模块向主控模块提供时钟信号，因此时钟模块的时钟稳定性关系到主控模块工作尤其是进行无线通信的稳定性。时钟模块的主要部分是计时单元，其属于现有技术，一般是由晶振、电感和电容等元件组成。优选地，时钟模块还包括长波接收单元、时间解析单元和时间同步单元，其中长波接收单元用于接收授时长波信号，时间解析单元从接收到的授时长波信号中解析出时间信息，时间同步单元根据解析出的时间信息，对计时单元的计时进行调整纠正。所述授时长波信号主要是指BPC低频时码授时系统发出的载频为68.5KHz的调幅信号。长波授时技术已被广泛应用于电子手表等技术领域，本实用新型中的时钟模块也可以参考电子手表等领域，本实用新型不涉及对计时单元、长波接收单元、时间解析单元和时间同步单元等元件本身及其之间连接关系的改进。

通过使用上述改进后的时钟模块，本实用新型装置中的主控模块将获得更稳定的时钟信号，工作稳定性尤其是无线通信的可靠性得到提高。

进一步作为优选的实施方式，每一所述采集通道中的电压电流互感器与放大器之间还串接有熔断器。

串接在电压电流互感器与放大器之间的熔断器可以在采集到的电流信号过大时熔断，避免大电流信号进入放大器以至后面连接的电路，保护本实用新型装置的安全。

进一步作为优选的实施方式，参照图2，本实用新型装置还包括第二无线通信模块，所述第二无线通信模块的数据端与主控模块的数据端连接；所述第二无线通信模块无线连接到上位机。优选地，所述第二无线通信模块为LoRa模块。

第一无线通信模块和第二无线通信模块可以互为备用，它们可以采用同一种通信协议，也可以采用不同的通信协议。主控模块可以预先存储现有算法，当检测到当前使用的无线通信模块无法正常工作时，自动切换到另一无线通信模块，从而保持与上位机的正常通信。

通过设置第二无线通信模块，可以增强本实用新型装置的稳定性。

以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但对本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。