一种单相多路低压用户侧停电监测装置的制作方法

本发明涉及智能配用电技术领域，更具体地说，涉及一种单相多路低压用户侧停电监测装置，同时对单相多路供电电压进行监测，及时发现和上报用户侧停电情况。

背景技术：

目前，低压用户侧的停电一般依赖于用户自身的主动上报，这种方式不能及时发现停电情况，不利于实现快速及时抢修，也不能准确统计用户侧的供电可靠率。针对这一问题，现有技术公开了一种低压停电监测终端，其只能对三相线路进行监测，不适用于用户侧多为单相供电的应用场合。现有技术还公开了一种用户停电监测设备及其电源监测装置，其采用双电源供电方案，但是其第二电源需要依赖于外部蓄电池或者其他供电装置，并不能独立运行，且未提及可对单相多路用户侧电源进行监测。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

为了对单相多路低压用户侧电源进行实时监测，在停电和恢复供电时及时发现并上报，本发明提供一种停电监测装置，其可以对15路单相电源的停复电状态进行监测并上报，在供电电源失去后可以通过超级电容后备电源继续工作3分钟以上，保证停电信息可靠上报，可以通过4g网络实现数据通信，可以不停电进行安装和拆卸，从而可以及时发现低压用户侧的停电信息并安排及时故障抢修，并可以对低压用户侧的供电可靠性进行统计以方便考核和对比。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

设计一种单相多路低压用户侧停电监测装置，包括测量模块、电源模块和通信模块，所述测量模块用于监测多路单相供电电源的停电状态，所述通信模块用于将测量模块监测到的停电信息上报，所述电源模块为测量模块和通信模块提供电源。

测量模块包括电压互感器(potentialtransformer，简称pt)、计量芯片、单片机(microcontrolunite，简称mcu)。外部多路交流电压信号经过电压互感器变换为隔离的弱信号，该信号通过计量芯片内置的模数转换器转换为数字量，单片机通过串行外设接口(serialperipheralinterface，简称spi)的通信方式对计量芯片采集的模拟量数值进行读取，进行量程变换后可获取外部多路交流电压信号有效值。在本发明具体应用过程中，选用三组型号为att7022的计量芯片，每组att7022的计量芯片接入5路交流电压信号；外部u1～u15为15路交流电压信号，经过pt后变为隔离的弱信号，该信号通过att7022内置的模数转换器转换为数字量，mcu通过spi通信的方式对att7022采集的模拟量数值进行读取并进行量程变换后可获取外部1～15路的交流电压信号的有效值。

电源模块包括ac/dc模块、第一超级电容器、切换开关、输出电压为3.3v的dc/dc模块、输出电压为4.2v的dc/dc模块。其中，ac/dc模块实现外部220v交流电源到5v直流电源的转换；第一超级电容器用于在外部电源失去时提供装置继续运行的电源；切换开关实现外部正常供电时，通过外部电源提供系统电源，在外部电源掉电情况下实现超级电容的无缝投入；输出电压为3.3v的dc/dc模块用于为单片机、测量模块及其他模块提供工作电源；输出电压为4.2v的dc/dc模块用于4g通信模块的供电。

通信模块包括第二超级电容器、4g通信模块。其中，第二超级电容器用于为4g通信模块提供峰值功率，防止在4g模块峰值功耗情况下输出电压为4.2v的dc/dc模块不能提供瞬间大电流而影响4g通信模块的正常工作。4g通信模块采用通用异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，简称uart)的通信方式与单片机通信，用于与单片机之间交互通信报文，4g通信模块通过无线公网与基站连接从而最终连接到互联网或者内部apn专网。

本发明的监测装置具有以下特点：

1、可以对用户侧多路单相供电电源的停电状态进行监测。本发明能够对多达15路单相供电电源进行停电状态监测，适用于用户比较密集的楼宇、居民区、商场等场合。

2、不依赖于现场的网络通信部署情况。本发明通过使用4g通信模块，在所有无线公网覆盖的地区均可实现停电信息的及时上报，从而可广泛部署，对运行现场的网络部署情况没有要求。

3、停电后设备可继续运行并上报停电信息。本发明通过使用大容量超级电容器作为后备电源，可实现在停电后长达3分钟的正常运行，可保证停电信息可靠上送。

4、现场不停电安装。本发明通过现场可插拔端子实现设备的带电安装和拆卸，在进行设备安装和设备维修过程中不对用户的供电造成影响。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：本发明可以同时对多达15路单相供电进行监测，在停电情况下仍然可以维持正常工作并将停电状态进行判别和上报。

附图说明

图1是本发明中测量模块的原理图；

图2是本发明中电源模块的原理图；

图3是本发明中通信模块的原理图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

本发明提供一种单相多路低压用户侧停电监测装置，包括测量模块、电源模块和通信模块，所述测量模块用于监测多路单相供电电源的停电状态，所述通信模块用于将测量模块监测到的停电信息上报，所述电源模块为测量模块和通信模块提供电源。

测量模块包括电压互感器(potentialtransformer，简称pt)、计量芯片、单片机(microcontrolunite，简称mcu)。外部多路交流电压信号经过电压互感器变换为隔离的弱信号，该信号通过计量芯片内置的模数转换器转换为数字量，单片机通过串行外设接口(serialperipheralinterface，简称spi)的通信方式对计量芯片采集的模拟量数值进行读取，进行量程变换后可获取外部多路交流电压信号有效值。在本发明实施例中，如图1所示，选用三组型号为att7022的计量芯片，每组att7022的计量芯片接入5路交流电压信号；外部u1～u15为15路交流电压信号，经过pt后变为隔离的弱信号，该信号通过att7022内置的模数转换器转换为数字量，mcu通过spi通信的方式对att7022采集的模拟量数值进行读取并进行量程变换后可获取外部1～15路的交流电压信号的有效值。

如图2所示，电源模块包括ac/dc模块、第一超级电容器、切换开关、输出电压为3.3v的dc/dc模块、输出电压为4.2v的dc/dc模块。其中，ac/dc模块实现外部220v交流电源到5v直流电源的转换；第一超级电容器用于在外部电源失去时提供装置继续运行的电源；切换开关实现外部正常供电时，通过外部电源提供系统电源，在外部电源掉电情况下实现超级电容的无缝投入；输出电压为3.3v的dc/dc模块用于为单片机、测量模块及其他模块提供工作电源；输出电压为4.2v的dc/dc模块用于4g通信模块的供电。

如图3所示，通信模块包括第二超级电容器、4g通信模块。其中，第二超级电容器用于为4g通信模块提供峰值功率，防止在4g模块峰值功耗情况下输出电压为4.2v的dc/dc模块不能提供瞬间大电流而影响4g通信模块的正常工作。4g通信模块采用通用异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，简称uart)的通信方式与单片机通信，用于与单片机之间交互通信报文，4g通信模块通过无线公网与基站连接从而最终连接到互联网或者内部apn专网。

本发明的监测装置具有以下特点：

1、可以对用户侧多路单相供电电源的停电状态进行监测。本发明能够对多达15路单相供电电源进行停电状态监测，适用于用户比较密集的楼宇、居民区、商场等场合。

2、不依赖于现场的网络通信部署情况。本发明通过使用4g通信模块，在所有无线公网覆盖的地区均可实现停电信息的及时上报，从而可广泛部署，对运行现场的网络部署情况没有要求。

3、停电后设备可继续运行并上报停电信息。本发明通过使用大容量超级电容器作为后备电源，可实现在停电后长达3分钟的正常运行，可保证停电信息可靠上送。

4、现场不停电安装。本发明通过现场可插拔端子实现设备的带电安装和拆卸，在进行设备安装和设备维修过程中不对用户的供电造成影响。

附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。