低压配电网综合监测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种综合监测装置及方法，尤其涉及一种低压多回路综合监测装置及方法，属于电力监测设备技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，低压配电网经常发生开关过负荷、三相不平衡跳闸、低电压故障等客户报修的情况，抢修人员通常需要采集相关数据进行分析，确定原因方能采取有效维修措施。但现有的各类监测终端仅能对配变关口和表箱端进行单回路数据采集，且为固定式安装，无法实现便携式多回路的数据采集功能，若依靠人工现场测量，只能对某个时间点的数据进行实时测量，无法实现全时段数据的采集与分析，给低压配电网的运行维护带来不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种低压配电网综合监测装置及方法，能实现实时监测、存储、传输多回路电参量和开关状态，监测装置为多回路、结构紧凑、便携式安装。
[0004]本发明的目的通过以下技术方案予以实现:
[0005]—种低压配电网综合监测装置，包括多个数据采集节点1、数据网关2、便携式PC3、GPRS通信模块4、远程计算机终端5，所述多个数据采集节点1与数据网关2通过ZigBee网络通信，所述数据网关2通过数据线与便携式PC3连接，所述便携式PC3通过数据线与GPRS通信模块4连接，所述GPRS通信模块4与远程计算机终端5通过GPRS网络连接。
[0006]—种低压配电网综合监测装置的数据采集方法，包括以下步骤:
[0007]1)上电自检；
[0008]2)判断自检是否通过；若不通过则故障报警，若通过则进入步骤3);
[0009]3)进行外设初始化；
[0010]4)采集数据并AD转换；
[0011]5)进行软件滤波；
[0012]6)进行电参数计算；
[0013]7)等待网络通信；
[0014]8)判断网络是否正常；
[0015]9)通过ZigBee网络上传数据。
[0016]—种低压配电网综合监测装置的数据网关通信方法，包括以下步骤:
[0017]1)上电自检；
[0018]2)判断自检是否通过；若不通过则故障报警，若通过则进入步骤3);
[0019]3)查询ZigBee数据寄存器；
[0020]4)判断是否有数据；
[0021]5)如果没有数据则返回步骤4)，如果有数据则进行步骤6);
[0022]6)接收 ZigBee 数据；
[0023]7)进行通信协议转换；
[0024]8)向USB接口发送数据。
[0025]本发明的目的还可以通过以下技术措施来进一步实现:
[0026]前述低压配电网综合监测装置，其中数据采集节点1包括电源模块6、信号调理电路7、电能测量芯片8、MCU9、射频发射电路10，所述电源模块6给信号调理电路7、电能测量芯片8、MCU9、射频发射电路10供电，所述信号调理电路7接收PT、CT采集的电压、电流信号，所述信号调理电路7与电能测量芯片8连接，所述电能测量芯片8与MCU9连接，所述MCU9与射频发射电路10连接；所述电源模块6采用LDO TPS79633，所述电能测量芯片8采用ADE7878，所述MCU9采用STM32F103C8T6，所述射频发射电路10采用CC2530。
[0027]前述低压配电网综合监测装置，其中数据网关2包括微处理器11、数据接收电路12、电源转换电路13、USB接口 14，所述数据接收电路12通过UART 口与微处理器11相连，所述微处理器11与USB接口 14相连，所述USB接口 14与电源转换电路13相连，所述电源转换电路13将USB接口 14提供的5V电源转换为3.3V电源提供给微处理器11、数据接收电路12。
[0028]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
[0029](1)可同时对多个回路的电参量和开关状态的实时监测，数据可全时段、长时间进行采集、分析、存储，可以U盘读取，也可以远程集中显示，方便对电网潜在问题进行分析排查，具有很好的可靠性和实时性；
[0030](2)体积小巧，携带和拆装方便，可实现便携式安装，具有很强的便携性；
[0031](3)数据可以通过远程无线通讯上传，便于实时监控；
[0032](4)下层数据采集网络采用ZigBee架构，采集点数量多，可轻松增加节点数量，无需布线，便于现场多回路监测方法的快速部署搭建。
【附图说明】
[0033]图1为本发明的低压配电网综合监测装置的系统框图；
[0034]图2为本发明的低压配电网综合监测装置数据采集节点系统框图；
[0035]图3为本发明的低压配电网综合监测装置的数据网关系统框图；
[0036]图4为本发明的低压配电网综合监测装置数据采集方法流程图；
[0037]图5为本发明低压配电网综合监测装置的数据网关通信方法流程图；
[0038]图6为信号流向图。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0040]如图1所示，低压配电网综合监测装置，包括多个数据采集节点1、数据网关2、便携式PC3、GPRS通信模块4、远程计算机终端5，所述多个数据采集节点1与数据网关2通过ZigBee网络通信，所述数据网关2通过数据线与便携式PC3连接，所述便携式PC3通过数据线与GPRS通信模块4连接，所述GPRS通信模块4与远程计算机终端5通过GPRS网络连接。
[0041]如图2所示，数据采集节点1包括电源模块6、信号调理电路7、电能测量芯片8、MCU9、射频发射电路10，所述电源模块6给信号调理电路7、电能测量芯片8、MCU9、射频发射电路10供电，所述信号调理电路7接收PT、CT采集的电压、电流信号，所述信号调理电路7与电能测量芯片8连接，所述电能测量芯片8与MCU9连接，所述MCU9与射频发射电路10连接；数据采集节点使用一片Analog Devices的三相多功能电能测量芯片ADE7878进行电参量测量计算。外部电压电流传感器采集的电信号经过各自信号调理电路被送入ADE7878的内部高精度ADC，随后由ADE7878内部集成的数字信号处理器DSP进行三相电参量的计算，计算完成后通过SPI接口送入基于CoteX-M3内核的高性能微处理器STM32F103C8T6，STM32F103C8T6将电参量数据进行整合打包通过串口送入Zigbee网络通信芯片CC2530，CC2530将通过Zigbee标准通信协议将数据依次传输至上层数据网关。此外，STM32F103C8T6还可以检测外部开关量信息，开关量信息可随电参量一同发送至上层网关。整个电参量采集电路由三重隔离电源进行供电，并且信号调理以及射频通信部分都使用了 RF级LDO TPS79633分别进行供电。
[0042]如图3所示，数据网关2包括微处理器11、数据接收电路12、电源转换电路13、USB接口 14，所述数据接收电路12通过UART 口与微处理器11相连，所述微处理器11与USB接口 14相