一种基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统

1.一种基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，其特征在于，包括主控显示单元，以及并行设置、且分别通过通信总线与所述主控显示单元连接的交流配电综合监测单元、支路开关状态扩展单元及多路全电量测量单元；
所述交流配电综合监测单元，包括第二单片机，分别与所述第二单片机连接的综合监测模块、总计量模块、16支路开关状态监测模块、及与通信总线连接的第二通信接口，以及与所述总计量模块连接的电参数测量模块；
所述支路开关状态扩展单元，包括第三单片机，以及分别与所述第三单片机连接的16支路状态监测模块、及与通信总线连接的第三通信接口；
所述主控显示单元，包括第一单片机，以及分别与所述第一单片机连接的人机交互模块、告警输出模块、通信模块、及与通信总线连接的第一通信接口；
所述综合监测模块，包括并行设置、且分别与所述第二单片机连接的防雷状态监测模块、市电供电监测模块及油机供电监测模块；
所述多路全电量测量单元，包括第四单片机，以及分别与所述第四单片机连接的多个测量支路、及与通信总线连接的第四通信接口。
2.根据权利要求1所述的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，其特征在于，所述人机交互模块，主要包括分别与第一单片机连接的液晶显示屏及人机指示按键。
3.根据权利要求2所述的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，其特征在于，所述液晶显示屏，包括型号为LCM19264的人机LCD。
4.根据权利要求1所述的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，其特征在于，所述多个测量支路并行设置，每个测量支路包括依次连接至第四单片机的电参数测量模块及计量模块。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，其特征在于，所述通信总线，包括RS485总线和/或RS422总线和/或RS232总线和/或以太网总线；
所述第一至四通信接口，包括RS485通信接口和/或RS422通信接口和/或RS232通信接口和/或以太网通信接口。

一种基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及通信基站设备技术领域，具体地，涉及一种基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统。\n背景技术\n[0002] 目前，基站动环监控系统对交流电源的监控，还基本停留在总电流、电压的监控层次；对交流电源的集中监控，没有做到全方位监控，而且忽视了基站发电业务的考核，不能提供交流负载能耗数据。因此，造成了许多业务考核的不便，而且故障的定位不太准确，造成了管理的不便，没有完全体现或发挥动环监控对交流电源及设备的作用。\n[0003] 目前要做到对交流动力的全方位监控，通过传统的监控装置、仪器仪表等非常复杂繁琐；需要大量的仪器仪表(如：电度表、多功能电力仪表等)，并要求具有接入动环监控的智能通信接口。因此，采用传统方式成本高、功能不全、稳定性差，而且安装、施工、调试、维护极为不便。\n[0004] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在成本高、功能少、稳定性差与使用不方便等缺陷。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，以实现成本低、功能多、稳定性好与使用方便的优点。\n[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，包括主控显示单元，以及并行设置、且分别通过通信总线与所述主控显示单元连接的交流配电综合监测单元、支路开关状态扩展单元及多路全电量测量单元。\n[0007] 进一步地，所述主控显示单元，包括第一单片机，以及分别与所述第一单片机连接的人机交互模块、告警输出模块、通信模块、及与通信总线连接的第一通信接口。\n[0008] 进一步地，所述人机交互模块，主要包括分别与第一单片机连接的液晶显示屏及人机指示按键。\n[0009] 进一步地，所述液晶显示屏，包括型号为LCM19264的人机LCD。\n[0010] 进一步地，所述交流配电综合监测单元，包括第二单片机，分别与所述第二单片机连接的综合监测模块、总计量模块、16支路开关状态监测模块、及与通信总线连接的第二通信接口，以及与所述总计量模块连接的电参数测量模块。\n[0011] 进一步地，所述综合监测模块，包括并行设置、且分别与所述第二单片机连接的防雷状态监测模块、市电供电监测模块及油机供电监测模块。\n[0012] 进一步地，所述支路开关状态扩展单元，包括第三单片机，以及分别与所述第三单片机连接的16支路状态监测模块、及与通信总线连接的第三通信接口。\n[0013] 进一步地，所述多路全电量测量单元，包括第四单片机，以及分别与所述第四单片机连接的多个测量支路、及与通信总线连接的第四通信接口。\n[0014] 进一步地，所述多个测量支路并行设置，每个测量支路包括依次连接至第四单片机的电参数测量模块及计量模块。\n[0015] 进一步地，所述通信总线，包括RS485总线和/或RS422总线和/或RS232总线和/或以太网总线；\n[0016] 所述第一至四通信接口，包括RS485通信接口和/或RS422通信接口和/或RS232通信接口和/或以太网通信接口。\n[0017] 本发明各实施例的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，由于包括主控显示单元，以及并行设置、且分别通过通信总线与主控显示单元连接的交流配电综合监测单元、支路开关状态扩展单元及多路全电量测量单元；可以为基站的动环监控系统提供交流配电设备运行状态及数据、防雷设备的运行状态、交流负载设备的用电情况、以及市电与油机发电情况，方便用户全面了解掌握基站交流电源及负载设备运行情况，方便运营商对发电业务的管理考核，并为基站能耗管理、节能减排提供全面可靠的分析数据；从而可以克服现有技术中成本高、功能少、稳定性差与使用不方便的缺陷，以实现成本低、功能多、稳定性好与使用方便的优点。\n[0018] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。\n[0019] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。\n附图说明\n[0020] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：\n[0021] 图1为根据本发明基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统的工作原理示意图；\n[0022] 图2a-图2h(第一通信接口，如RS232接口/R485接口/R422接口)、图3a-图\n3j(第一单片机)、图4a-图4e(故障告警继电器输出模块)、图5a-图5d(人机LCD，LCM19264)、图6a-图6i(人机指示按键)、以及图7(以太网通信接口)为根据本发明基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统中主控显示单元的电气原理示意图；\n[0023] 图8a-图8h(油机市电防雷检测模块)、以及图9a-图9o(与计量模块的接口电路)为根据本发明基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统中交流配电综合检测单元的电气原理示意图；\n[0024] 图10a-图10k为根据本发明基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统中16支路开关状态扩展单元的电气原理示意图；\n[0025] 图11a-图11h(CPU与RS485通信接口)、图12a-图12j(电参数测量模块)、以及图13a-图13b(计量模块)为根据本发明基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统中多路全电量检测单元的电气原理示意图(与计量模块的接口电路参见图9a-图9o)。\n具体实施方式\n[0026] 以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。\n[0027] 根据本发明实施例，如图1-图14b所示，提供了一种基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统。\n[0028] 如图1所示，本实施例包括主控显示单元，以及并行设置、且分别通过通信总线(如RS485总线)与主控显示单元连接的交流配电综合监测单元、支路开关状态扩展单元及多路全电量测量单元。交流配电综合监测单元、支路开关状态扩展单元及多路全电量测量单元，可以通过RS485通信方式与主控显示单元连接。\n[0029] 其中，上述主控显示单元，包括第一单片机，以及分别与第一单片机连接的人机交互模块、告警输出模块、通信模块、及与通信总线连接的第一通信接口(如第一RS485通信接口)。该人机交互模块，主要包括分别与第一单片机连接的液晶显示屏及人机指示按键。\n该液晶显示屏，包括型号为LCM19264的人机LCD。该告警输出模块，可以包括故障告警继电器输出模块、声光告警输出模块及干接点告警输出模块中的任意一种或多种。\n[0030] 具体实施时，第一通信接口的电气原理，参见图2a-图2h，第二至第五通信接口可参考第一通信接口设置；第一单片机的电气原理，参见图3a-图3j；故障告警继电器输出模块的电气原理，参见图4a-图4e；人机LCD的电气原理，参见图5a-图5d；人机指示按键的电气原理，参见图6a-图6i；以太网通信接口的电气原理，参见图7。\n[0031] 例如，上述人机LCD显示的电气参数显示界面，可以包括：\n[0032] ⑴电流、电压显示界面\n[0033] \n[0034] [注]：①正常时显示该界面，电流、电压有告警项时该项反白显示；②防雷为三种状态：失效、正常、不显示(无防雷检测时)；③故障/支路：发生故障的支路数量/配置支路总数；④支路故障数：反白显示发生故障的支路数量。\n[0035] ⑵有功功率、无功功率显示界面\n[0036] \n[0037] [注]：①Pa、Pb、Pc：A相、B相、C相有功功率；②Qa、Qb、Qc：A相、B相、C相无功功率；③P：合相有功功率；④Q：合相无功功率。\n[0038] ⑶合相功率因数、频率、总电能与油机时间显示界面\n[0039] \n[0040] [注]：①F：表示电网频率，COS∮：表示合相功率因数；②EP：合相有功电能，EQ：\n合相无功电能；③市电：表示市电供电，油机供电显示“油机”。\n[0041] ⑷市电与油机发电电能显示界面\n[0042] \n[0043] ⑸开关状态显示界面\n[0044] \n[0045] [注]：①每页显示9回路，超出9回路后转入第二页显示；②1/2中分子表示为当前开关状态显示页面，分母表示共多少页面；③在此页面按设置键对合闸回路进行跳闸报警设置，设置时可将“合”设置成RUN；RUN可设置“合”；ERR可设置“分”，“分”不可以设置。\n[0046] ⑹支路计量显示界面\n[0047] \n[0048] \n[0049] ⑺设置界面\n[0050] \n[0051] [注]：①按“翻页”键进入此界面后，按“设置”键使光标移动到需要设置的对应位置，进行修改，设置完成后按“翻页”键结束；②电能清零与发电时间清零时输入密码(默认)1234后清零；③默认电压告警限值为187—242V，电流告警限值为000—100A。\n[0052] 上述交流配电综合监测单元，包括第二单片机，分别与第二单片机连接的综合监测模块、总计量模块、16支路开关状态监测模块、及与通信总线连接的第二通信接口(如第二RS485通信接口)，以及与总计量模块连接的电参数测量模块。该综合监测模块，包括并行设置、且分别与第二单片机连接的防雷状态监测模块、市电供电监测模块及油机供电监测模块。该交流配电综合监测单元，主要由第二单片机、电参数测量模块、总计量模块、综合监测模块(即防雷、市电、油机等监测模块)组成；具有总电流、电压、总功率、频率、功率因数等检测与总电量、油机发电电量、市电供电电量检测功能，并具有16路支路开关状态监测功能。具体实施时，综合监测模块的电气原理，参见图图8a-图8h展示的油机市电防雷检测模块；与计量模块的接口电路，参见图9a-图9o。\n[0053] 上述支路开关状态扩展单元，包括第三单片机，以及分别与第三单片机连接的16支路状态监测模块、及与通信总线连接的第三通信接口(如第三RS485通信接口)。该支路开关状态扩展单元，主要由第三单片机与16路支路状态监测模块组成，参见图10a-图10k，主要用于支路开关状态的监测。\n[0054] 上述多路全电量测量单元，包括第四单片机，以及分别与第四单片机连接的多个测量支路、及与通信总线连接的第四通信接口(如第四RS485通信接口)。该多个测量支路并行设置，每个测量支路包括依次连接至第四单片机的电参数测量模块及计量模块。该多路电量检测单元，主要由第四单片机与多个计量模块(如8个计量模块)以及对应计量模块的电参数监测电路组成，可完成单相24路或三相8路配出支路的电量检测与电能计量，检测支路多于单相24路或三相8路时，可任意扩展。具体实施时，第四单片机与第四RS485通信接口的电气原理，参见图11a-图11h展示的CPU与RS485通信接口；电参数测量模块的电气原理，参见图12a-图12j；计量模块的电气原理，参见图13a-图13b。\n[0055] 上述通信总线，包括RS485总线和/或RS422总线和/或RS232总线和/或以太网总线；第一至四通信接口，包括RS485通信接口和/或RS422通信接口和/或RS232通信接口和/或以太网通信接口。\n[0056] 上述实施例的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，是用于通信基站交流配电系统与防雷设备的一种监控系统，并具备交流设备的能耗检测，它是基站动环监控最重要的前端采集设备之一。该基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，是专为智能型基站交流配电防雷一体化箱开发的监控系统；该基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统的运用，为基站的动环监控系统供了交流配电设备运行状态及数据、防雷设备的运行状态、交流负载设备的用电情况、以及市电与油机发电情况，方便用户全面了解掌握基站交流电源及负载设备运行情况，方便运营商对发电业务的管理考核，并为基站能耗管理、节能减排提供全面可靠的分析数据。\n[0057] 上述实施例的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，是一种集交流电量检测、电能质量监测、电能分类计量、发电业务管理、防雷监测为一体的智能型基站交流配电防雷监控、计量系统；该基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，不仅能够更加准确地对基站交流配电防雷一体箱的电压、总电流、功率因数、频率、功率、防雷模块等进行实时监测；而且，具备发电时间与油机发电电能进行计量，方便发电业务管理；同时，具备了交流负载设备的能耗检测，即配电箱每支路的电流、功率、功率因数、电能进行实时检测。该系统集成度高、性能稳定、功能齐全、精度高、成本低。\n[0058] 与现有技术相比，上述实施例的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，具有以下特点：\n[0059] (1)实时监测基站交流配电设备的电压、总电流、总有功功率、总无功功率、功率因数、频率、总有功电能、总无功电能；市电供电有功电能、无功电能；油机发电有功电能、无功电能；油机发电时间；每配出支路的电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能；每配出支路开关状态；当前供电(市电或油机)状态；当前防雷模块状态等。功能齐全、监测内容全面；\n[0060] (2)通过对油机发电有功电能、无功电能；油机发电时间，方便油机发电业务的考核、管理；\n[0061] (3)对没配出支路的电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能进行监测，为能耗管理、节能减排提供可靠的数据依据；\n[0062] (4)总计量模块与配出支路计量模块均单独采用专用电量计量芯片，互相不影响测量精度；通过数字校准电量测量精度可达0.2级，有功精度可达0.5S,无功精度可达1级；\n[0063] (5)支路电量检测单元每个可最多检测24路单相或8路三相，超出24路单相或8路三相时可扩展，少于24路单相或8路三相时可减少计量模块，避免资源浪费；\n[0064] (6)监测每配出支路的开关状态，并具有重要支路的跳闸报警功能；\n[0065] (7)电流、电压超限，市电断电、缺相，支路开关跳闸，防雷失效等故障具有声光报警功能，并提供两组告警输出干接点；\n[0066] (9)提供RS485、RS422、RS232、以太网四种通信接口，即能通过接入基站动环监控系统实现集中监控、管理，也可以通过以太网接口实现集中监控、管理。\n[0067] 综上所述，本发明各实施例的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，采用单片机为核心的器件完成了各项功能，降低了系统成本、增加了系统的可靠性。电量计量采用了专用的电量计量芯片，通过数字校准保证了高精度。具有油机发电有功电能、无功电能、发电时间的计量功能；方便了用户的油机发电业务的考核、管理，对每个交流负载设备的电流、功率因数、有功功率、无功功率、有功电能、无功电能进行实时监测，对基站进行能耗管理、节能减排提供可靠的数据依据；配电综合监测模块所配备了16路支路开关状态监测，能够满足大多数用户需求；开关状态监测支路数不够时，可用16路支路开关状态监测扩展模块进行扩展；主控显示单元提供两组继电器告警输出接口，并提供RS485、RS422、RS232、以及以太网通信接口，保证了报警信息与数据的及时上传。\n[0068] 可见，上述实施例的基站智能交流配电防雷与支路能耗监测系统，采用先进的技术对多项电参数进行实时测量与监控，能够对电压、电流、功率因数、有功电能、无功电能等多种参数进行实时监测，对保障配电系统正常稳定的运行起到了关键作用，降低了系统维护成本，提高了整体工作效率，在实现多项监控的同时确保系统的可靠性。\n[0069] 最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。\n凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。