具有断电分闸和设备故障报警功能的智能用电模块的制作方法

本实用新型涉及用电设备领域，具体涉及一种具有断电分闸和设备故障报警功能的智能用电模块。

背景技术：

中国目前正致力于建设坚强智能电网，主要涵盖电力系统的发电、输电、变电、配电、用电和调度6个环节，其内涵是以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，实现电力系统从发电、输电、变电、配电、用电和调度各个环节的智能感知、智能识别、智能控制的功能，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，智能电网可以整合系统中的数据，优化电网的管理，将电网提升为互动运转的全新模式，提高整个电网的可靠性、可用性和综合效率。

随着智能电网高级计量体系的研究和建设，智能化的用电模块逐渐进入越来越多的家庭和办公用电场所。磁保持继电器作为常见的开关器件，是用电模块的基本组成单元之一。现有的磁保持继电器，在断电之后不能自动分闸，需要人工操作，而操作者在不知道已经重新来电的情况下进行操作容易发生触电危险。

另一方面，现有的用电模块中，继电器在自动分闸之后，无法检测继电器已分闸还是因故障或其它原因无法分闸，存在一定的风险。同时，用电模块自身出现设备故障问题后，无法及时发出报警信息，延误了修复并存在安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题在于提供一种具有失电分闸、分闸检测并具有自身故障报警及远程操控功能的用电模块。

为了解决上述问题，本实用新型采用了如下技术方案：

一种具有断电分闸和设备故障报警功能的智能用电模块，包括磁保持继电器、储能单元、失电检测单元及执行单元；所述储能单元包括限流电阻，连接限流电阻的二极管和连接二极管的储能电容；所述失电检测单元包括光耦及其辅助电路；所述执行单元包括连接失电检测单元和储能单元的继电器线圈驱动电路，用于驱动所述磁保持继电器分闸或合闸。

进一步的，该用电模块还包括主回路检测单元和控制单元；所述主回路检测单元包括连接继电器输出回路的电阻分压电路、连接电阻分压电路的光耦隔离电路，以及连接光耦隔离电路的电压检测电路，所述电压检测电路连接所述控制单元；所述控制单元用于向所述执行单元发出继电器通断指令信号，以及接受主回路检测单元的反馈信号并判断继电器是否接通或断开。

进一步的，该用电模块还包括报警单元，所述报警单元为连接所述控制单元的声光提示器件，用于发出报警信号。

进一步的，该用电模块还包括通信单元，所述通信单元为连接所述控制单元的通信接口或无线通信模块，用于通过网络与外部设备通信。

进一步的，该用电模块还具有与之对应的控制中心和远程终端，所述控制中心对应多个用电模块；所述控制中心具有信号检测单元，用于周期性地检测来自于用电模块的通信信号，并于若干个周期内未检测到来自用电模块的通信信号后发出报警信息；所述远程终端通过网络连接所述控制中心，用于远程接收信息或发送指令。

优选的，所述控制中心为远程服务器、云服务器、现场服务器或着移动端APP。

本实用新型的智能用电模块，具有失电自动分闸功能，在电路断电之后，磁保持继电器能够自动分闸，从而避免了操作者在不知道已经重新来电的情况下进行操作而发生触电的危险情况。

另一方面，本实用新型的智能用电模块，具有继电器智能分合闸及分闸检测功能，可以通过智能控制模块控制继电器分闸，并检测继电器是执行了分闸操作还是因故障或其它原因没有分闸，从而进一步提高了其安全性。当继电器因为故障或其它原因无法分闸时，可通过报警单元发出报警信号。

同时，通过通信单元，该智能用电模块可与外部的控制中心及远程终端连接，从而使操作者可以通过控制中心控制继电器的分合闸及其状态的检测，也可通过远程终端实现报警信号的接收及远程控制。控制中心和智能用电模块保持周期性的通信信号确认流程，当控制中心在若干个周期内未检测到来自用电模块的通信信号后，发出报警信息，从而使本实用新型的用电模块既具有内部功能单元模块报警功能，又具有自身设备故障报警功能，进一步提高了可靠性。

附图说明

图1为本实用新型的具有断电分闸和设备故障报警功能的智能用电模块的功能单元连接示意图。

图2为图1中储能单元、失电检测单元及执行单元的实施例电路图。

图3为图1中主回路检测单元的电阻分压及光耦隔离电路的电路图。

图4为图1中主回路检测单元的电压检测电路的电路图。

具体实施方式

为了进一步理解本实用新型，下面结合实施例对本实用新型优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本实用新型的特征和优点，而不是对本实用新型权利要求的限制。

如图1所示为本实用新型的具有断电分闸和设备故障报警功能的智能用电模块，其失电分闸功能由如下单元完成：储能单元、失电检测单元、执行单元和连接执行单元的磁保持继电器。

具体的，如图2所示为上述的失电分闸电路一个具体实施例的电路图。其中，电阻R1、二极管D1、电容C1、C2构成储能单元；电阻R1一端连接电源，另一端连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接电容C1、C2的一端，作为继电器动作执行单元的电源，电容C1、C2的另一端接地。电阻R2、R3和光耦S1构成失电检测单元，R3的一端连接储能单元的输出端，另一端连接光耦S1的4脚，光耦S1的1脚连接需要监测的电源，2脚通过电阻R2接地，3脚接地。电阻R5、R6及放大器构成执行单元，放大器由达林顿管Q1构成；R5的一端连接电阻R3及光耦S1的四脚，另一端连接R6的一端和达林顿管Q1的基极，R6的另一端接地；达林顿管Q1的集电极连接继电器线圈的一端，发射极接地，继电器线圈的另一端连接储能电源。

为了进一步提高用电模块的安全性，本实用新型的智能用电模块还具有主回路检测单元和控制单元。其中，主回路检测单元用于检测继电器输出回路是否有电，控制单元用于向执行单元发出继电器通断指令信号，以及接受主回路检测单元的反馈信号并判断继电器是否接通或断开。

具体的，如图3和图4所示，主回路检测单元由电阻分压及光耦隔离电路和电压检测电路组成。其中，电阻分压及光耦隔离电路包括电阻R7、R8、R9、R10及光耦S2和S3，电阻R7的一端连接继电器输出回路，另一端连接光耦S2的1脚和S3的2脚；电阻R8的一端连接继电器输出回路，另一端连接光耦S2的2脚和S3的1脚；光耦S2的3脚接地，4脚连接电阻R9的一端和电压检测电路的输入端；光耦S3的3脚接地，4脚连接电阻R10的一端和电压检测电路的输入端；电阻R9和R10的另一端连接电源。

电压检测电路包括电阻R11、R12、R13、R14及放大器Q3，电阻R11的一端接地，另一端连接电阻R14的一端和放大器Q3的输入端负极；电阻R12和R13的一端连接光耦隔离电路的输出端，另一端连接放大器Q3的输入端正极；电阻R14的另一端连接Q3的输出端，放大器Q3的输出端连接控制单元。控制单元包括MCU及其周边电路，在此不作详细描述。

通过上述的主回路检测单元，本实用新型的智能用电模块能够检测继电器是否执行了控制单元的分闸指令；若继电器因故障或其它原因无法分闸，则能及时检测处来并发出报警信息，提高了整个模块的安全性。

作为进一步的改进，本实用新型的智能用电模块设置了报警单元，其具体为连接控制单元的声光提示器件，比如LED灯或者蜂鸣器，用于发出报警信号。

作为进一步的改进，本实用新型的智能用电模块还设置了通信单元，其具体为连接控制单元的通信接口比如RJ11、RJ45，或着无线通信模块比如wifi模块、GPRS模块或电力线载波调制模块，通过网络与外部设备通信。

作为进一步的改进，本实用新型的智能用电模块还具有与之对应的控制中心和远程终端，每个控制中心可以对应多个用电模块。控制中心可以是监测站或者云终端，包括远程服务器、云服务器、现场服务器或移动端APP，可视需求而定。优选的，控制中心具有信号检测单元，用于周期性地检测来自于用电模块的通信信号。当若干个周期内没有检测到来自用电模块的通信信号后，及发出报警信息，以提示用电模块的异常。从而使本实用新型的智能用电模块具有了内部功能模块和自身设备故障的双重报警功能，提高了可靠性和安全性。

远程终端通过网络连接控制中心，用于远程接收信息或发送指令。具体的，其可以是特定终端，或者是用户的手持电脑、平板或手机，从而使用户能够方便地掌握智能用电模块的分合闸情况、使用状态及功能单元模块和设备故障报警信息。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。