一种嵌入式配变监测计量装置及配电房终端的制作方法

本实用新型涉及监测计量领域，更具体地，涉及一种嵌入式配变监测计量装置及配电房终端。

背景技术：

随着配用电智能化的发展，在中低压配电房中已经存在有配电自动化站所终端、配变监测计量终端、智能电房一体化终端、低压电力用户集中抄表系统集中器等智能终端。这些智能终端外型大小各异，各自独立布线，分散布置在电房中，使配电房内部布线复杂，外观显得杂乱。

现普遍使用的配变终端本地模块大都采用普通io及485通讯实现对本地分支开关的遥测及遥控，与分支开关的通讯需要布置485线，支路较多存在布线复杂的情况，另如需要遥测各分支开关下的各分路电能量数据需布置485线更多，造成较难维护且易产生安全问题，在嵌入式的配变中加入lora无线通信模块可有效解决该问题，并增强监测系统的兼容及可扩展性。

中低压配电房中有各类智能终端，占用过多电房空间，使布线复杂。只能监测到分支回路总开关的状态及电能量数据。

技术实现要素：

本实用新型为克服上述现有技术所述的配变监测计量装置只能监测到分支回路总开关的状态及电能量数据的缺陷，提供一种嵌入式配变监测计量装置及配电房终端。

所述装置包括：监测模块、主控mcu、lora模块；主控mcu的型号为：nuc972d。

所述监测模块用来监测配电变压器低压侧出线的电压和电流；并将采集到的配电变压器低压侧出线的电压和电流信息传输给主控mcu；

lora通信模块实现与分支回路装置之间的通讯，采集分支开关和分路的状态信息；并将采集到的分支开关和分路的状态信息传输给mcu；

主控mcu接收配电变压器低压侧出线的电压和电流信息、分支开关和分路的状态信息，并实现数据处理，再将数据处理结果分别发送给后台、电表、分支回路装置。

优选地，所述嵌入式配变监测计量装置还包括时钟模块，时钟模块与主控mcu连接，实现所述装置与其他装置的对时。

优选地，所述嵌入式配变监测计量装置还设有以太网接口电路，以太网接口电路与主控mcu连接，用来实现与后台的通信。

优选地，所述嵌入式配变监测计量装置还设有usb接口电路，usb接口电路与主控mcu连接，用做本地升级维护使用。

优选地，所述嵌入式配变监测计量装置还设有spi接口电路，spi接口电路与主控mcu连接，用来接入监测模块。

为克服中低压配电房中有各类智能终端，占用过多电房空间，使布线复杂的缺陷，本实用新型还提供一种配电房终端，

所述配电房终端包括：路由器、人机交互模块、智能配电房网关、遥信模块、遥控模块、遥测模块、嵌入式配变监测计量装置、直流采集模块、电房环控及采集单元；

路由器、人机交互模块、遥信模块、遥控模块、遥测模块、嵌入式配变监测计量装置、直流采集模块、电房环控及采集单元分别与智能配电房网关连接；

所述配电房终端通过路由器与后台主站连接；

遥信模块、遥控模块、遥测模块分别与开关柜连接；

嵌入式配变监测计量装置用来监测配电变压器低压侧出线的电流和电压；

电房环控及采集单元与配电房内其他设备连接，实现配电终端与其他装置的联动。

优选地，所述配电房终端还设有加密模块，加密模块与智能配电房网关连接，实现所述配电房终端的加密。

与现有技术相比，本实用新型技术方案的有益效果是：本实用新型有效的解决了中低压配电房中有各类智能终端，占用过多电房空间，使布线复杂的问题。也解决了配变监测计量装置只能监测到分支回路总开关的状态及电能量数据的问题。

嵌入式配变装置嵌入智能配电房终端降低了安装布线难度，与其他装置集中在一个终端内，布线也不必像分散的智能终端一样分散布线。

嵌入式配变装置与其他智能装置共用一套电源供电系统、人机交互界面、一套上传通道，相比分散的智能终端能有效降低装置的成本，多智能装置一套上传通道也符合以后南网智能终端多后台大融合的发展要求。

装置新加入的lora模块能很方便的扩展对分支回路开关、分路开关状态的遥测遥控要求，在变压器低压侧分支开关、分支开关后的分路开关加上配有lora从模块的测量及控制装置，配变装置采集回各回路状态信息后上传给后台主站，使主站能根据各分支回路的电能量、电压、电流、功率、功率因数等电能数据，进行精细化的线损及供电质量分析。

附图说明

图1为实施例1所述嵌入式配变监测计量装置示意图。

图2为实施例2配电房终端示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例1

本实施例提供一种嵌入式配变监测计量装置，如图1所示，所述装置包括：监测模块、主控mcu、lora模块；

所述监测模块用来监测配电变压器低压侧出线的电压和电流；并将采集到的配电变压器低压侧出线的电压和电流信息传输给主控mcu；

lora通信模块实现与分支回路装置之间的通讯，采集分支开关和分路的状态信息；并将采集到的分支开关和分路的状态信息传输给mcu；

主控mcu接收配电变压器低压侧出线的电压和电流信息、分支开关和分路的状态信息，并实现数据处理，再将数据处理结果分别发送给后台、电表、分支回路装置。

所述嵌入式配变监测计量装置还包括时钟模块，时钟模块与主控mcu连接，实现所述装置与其他装置的对时。

所述嵌入式配变监测计量装置还设有以太网接口电路，以太网接口电路与主控mcu连接，用来实现与后台的通信。

所述嵌入式配变监测计量装置还设有usb接口电路，usb接口电路与主控mcu连接，用做本地升级维护使用。

所述嵌入式配变监测计量装置还设有spi接口电路，spi接口电路与主控mcu连接，用来接入监测模块。

作为一个具体的实施例，下面结合实际应用及数据对本实施例进行具体说明：

本实施例具体配置如下：

1.主控mcu采用工业级的32位armmcu做数据计算，与后台、电表、分支回路装置通讯，信息处理；主控mcu的型号为：nuc972d；

检测模块为型号为att7022的监测器。

2.提供6路uart串口，其中包括3路rs485，1路红外抄表功能，1路本地lora模块通讯，1路接电房智能终端上传管理模块。

3.提供本地无线lora模块进行通信，能稳定可靠的与分支回路装置通讯，采集分支开关和分路的状态信息。lora模块的主芯片型号为sx1276/8。

4.支持1路i2c接实时时钟芯片，时钟芯片的精度要达到误差0.5秒/天以内。

5.支持1路以太网接口电路，用来维护及与后台通信等。

6.支持1路usb接口电路，用作本地升级维护用。

7.提供1路spi连接监测模块测量变压器低压侧状态。

8.支持液晶显示，能实时显示变压器状态。

9.提供系统运行状态灯。

本实施例采用模块化设计理念，嵌入全新金属外壳结构内部，抗干扰能力强，高精度、低功耗；

装置嵌入整合的配电房智能终端中，与其他功能模块共用上传通道，上传通道采用独立的控制器，嵌入安全芯片，实现终端和主站之间的双向身份认证，满足电网的加密要求。

加入lora无线通讯方式的本地模块，与本地分支回路控制装置进行无线通讯，实现对分支回路及分路开关的遥控及遥测。包括下述部分：

一、测量功能：

(1)电能量：监测的三相有功总电能量和三相无功总电能量。功率测量精度(1％in-130％in)0.5s级。

(2)电压：监测三相电压。额定电压为220v。交流电压输入范围：110～308v，电压测量精度(50％un-120％un)0.5s级。

(3)电流：监测三相电流及零序电流，额定电流为5a。交流电流输入范围：0～10a，电流测量精度(1％in-130％in)0.5s级。

(4)功率：监测的三相有功功率和无功功率及总有功功率和总无功功率。功率测量精度(1％in-130％in)1.0s级。

二、数据处理和存储：

(1)曲线数据

a、b、c各相电压、电流、零序电流曲线，默认数据间隔为每5分种一个数据，最小间隔1分钟，可通过主站设置数据间隔，保存最近60天以上数据。

a、b、c各相及总有功、无功功率曲线，默认数据间隔为每5分种一个数据，最小间隔1分钟，可通过主站设置数据间隔，保存最近60天以上数据。

a、b、c各相功率因数、总功率因数、零序电流，默认数据间隔为每5分种一个数据，最小间隔1分钟，可通过主站设置数据间隔，保存最近60天以上数据。

(2)日数据：

三相日有功总电能量、无功总电能量，至少储存上两个月的数据。

具备记录电压、电流、功率、功率因数的日最大、最小值及发生时间，至少储存上两个月的数据。

日电流平均值，至少储存上两个月的数据。

(3)月数据

三相月有功总电能量、无功总电能量，至少储存上6个月的数据。

月电流平均值，至少储存上6个月的数据。

(4)事件记录和报警功能

内置备用电源，在分支回路停电时，仍能将停电信息上传至主站，另外，还具有对各分支回路的过电流和电流不平衡越限的报警功能。

三、本地lora通讯：

其基于先进的lora无线通讯技术，lora通讯分主从模块。主模块位与本装置上,从模块位与分支回路监测装置上。

lora模块与配变装置主控芯片采用串口通讯。主从模块之间采用lora通信，采用lora通讯技术进行星型组网。

配变装置lora模块(网关)，在不同的扩频因子sf时，实现多通道并行接受，同时处理多路信号。

本实施例的优点在于不再使用独立的终端外壳，与其他电房智能装置结合，共用远程通讯链路与后台通讯。

实施例2：

本实施例一种配电房终端，所述配电房终端包括实施例1所述包括嵌入式配变监测计量装置。如图2所示，所述配电房终端还包括：路由器、人机交互模块、智能配电房网关、遥信模块、遥控模块、遥测模块、直流采集模块、电房环控及采集单元；

路由器、人机交互模块、遥信模块、遥控模块、遥测模块、嵌入式配变监测计量装置、直流采集模块、电房环控及采集单元分别与智能配电房网关连接；

所述配电房终端通过路由器与后台主站连接；

遥信模块、遥控模块、遥测模块分别与开关柜连接；

嵌入式配变监测计量装置用来监测配电变压器低压侧出线的电流和电压；

电房环控及采集单元与配电房内其他设备连接，实现配电终端与其他装置的联动。

所述配电房终端还设有加密模块，加密模块与智能配电房网关连接，实现所述配电房终端的加密。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。