专利名称：三相电能远程计量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线网络与电能计量监测领域，特别涉及一种对三相电能参数进行远程实时计量监测的装置。
背景技术：
我国三相四线制低压配电网(380V/220V)的用电负荷沿线分流，三相负荷不平衡严重，负荷率低、功率因数变化频繁，运行工作情况复杂，多年来一直存在无功补偿容量不足，无功补偿装置欠佳的情况。近年来，随着我国工业化程度的不断提高，配电网中整流器、变频调速装置、电弧炉、电气化铁路等非线性、冲击性负荷不断增加。这些负荷的非线性、冲击性和不平衡特性要么使得电网中的电压、电流波形发生畸变，要么引起电压波动、闪变和三相不平衡。与此同时，半导体电子工业的迅猛发展导致了大批精密仪器和高档家电的产生，这些设备对电能质量非常敏感，特别是在重要的工业生产过程中，供电的中断或波动将带来巨大的经济 损失。因此，低压配网中的电能质量与计量监测问题日益突出。随着能源危机问题的白热化，国家能源局为加强能源计量监督管理，促进节能减排和可持续发展，根据《中华人民共和国节约能源法》、《中华人民共和国计量法》等法律法规，规定各级质量技术监督部门应当鼓励和支持能源计量新技术的开发、研究和应用，推广经济、适用、可靠性高、带有自动数据采集和传输功能、具有智能和物联网功能的能源计量器具，促进用能单位完善能源计量管理和检测体系，引导用能单位提高能源计量管理水平。但目前现状是对企业节能效果的监测大多停留在人工监测阶段，时间覆盖率低，监测范围有限，难以反映较大区域内企业节能的真实情况，无法达到实时监测，实时报警，无人值守的要求，且费力费时，严重影响了电能计量主管部门的办事效率和快速反应能力。
发明内容为了解决现有技术中的问题，本实用新型提供了一种三相电能远程计量装置，在进行单项电能计量监测的同时，还可以进行三相电能计量监测，能解决目前电能节能监测大多停留在人工定期抄报监测的阶段，克服时间覆盖率低，监测范围有限的问题，达到实时、高效、准确计量监测的目的。本实用新型解决现有技术问题所采用的技术方案是设计和制造一种三相电能远程计量装置，包括现场电能计量终端、通信单元以及数据服务器平台；所述现场电能计量终端与所述MCU处理单元连接；所述通信单元与所述数据服务器平台采用有线网络或无线网络方式连接；所述现场电能计量终端由三相通讯型可编程电测表和MCU数据采集传输单元组成；所述MCU数据采集传输单元与所述本地服务器通过LAN连接并进行数据传输。本实用新型进一步的改进是所述现场电能计量终端包括电能计量监测单元和MCU处理单元；所述MCU处理单元接收所述用于获取电能计量数值的传感单元的数据并通过所述数据采集传输单元传输至所述服务器的本地服务器平台；所述用于电能参数计量数值获取的计量监测单元和MCU处理单元进行连接。本实用新型进一步的改进是所述通信客户端包括数据浏览页、数据库、短信接口�？橐约盎チ梦实ピ凰鍪蒌酪�、数据库、短信接口�？榉直鹩胨鐾ㄐ趴突Ф肆�。本实用新型进一步的改进是所述三相电能远程计量装置，其特征在于所述无线网络为GPRS无线网络。本实用新型进一步的改进是所述三相电能远程计量装置前端的三相通讯型可编程电测表，通过RS485与所述MCU处理单元连接。本实用新型的有益效果是通过采用传感器技术、MCU技术、无线/有线网络技术，该装置不仅能做到实时全天候无人值守远程计量监测电能消耗参数，而且建设与使用成本低廉，同时具有功能上的可扩展性。
图I是本实用新型三相电能远程计量装置连接示意框图。图2是本实用新型现场电能计量终端连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。一种三相电能远程计量装置，包括现场三相电能计量终端I—三相通讯型可编程电测表、通信单元2以及数据服务器平台3 ;所述现场三相电能计量终端与所述MCU处理单元连接；所述通信单元2与所述数据服务器平台3采用有线网络或无线网络方式连接；所述现场三相电能计量终端I由三相通讯型可编程电测表和MCU数据采集传输单元连接组成；所述MCU数据采集传输单元与所述本地服务器通过LAN连接并进行数据传输。所述现场三相电能计量终端包括三相通讯型可编程电测表和MCU处理单元；所述MCU处理单元接收所述用于获取电能计量数值的传感单元的数据并通过所述数据采集传输单元传输至所述服务器的本地服务器平台；所述用于电能计量数值获取的三相通讯型可编程电测表和MCU处理单元进行连接。所述通信客户端平台包括数据浏览页、数据库、短信接口�？椋凰鍪蒌酪�、数据库、短信接口�？榉直鹩胨鐾ㄐ趴突Ф肆�。所述无线网络为GPRS无线网络。所述三相通讯型可编程电测表通过串口与所述MCU处理单元连接；所述串口为RS485。在一实施例中，如图1，现场三相电能计量终端I由三相通讯型可编程电测表和MCU处理单元组成。三相通讯型可编程电测表探测电能消耗的的实时数据，检测电能消耗的相关参数，并将实时工作电流经AD转换测量后，送MCU处理单元，而三相通讯型可编程电测表的开关状态指示与控制信号是数字量，MCU带有相应的I/O�？椋捎牍ひ迪殖〉钠骷蛏璞钢苯恿永词迪质莸亩寥∮肷璞傅目刂�。系统主要监测的电能参数包括三相电流、三相电压、相间电压、三相有功功率、三相无功功率、总有功功率、总无功功率、总视在功率、总功率因素、频率、正向有功电能、正向无功电能、反向有功电能、反向无功电能、三相视在功率、三相功率因素、三项相位角、开合闸状态等。而根据被采集信号方法的不同，交流电参量的采样测量方法主要有两种直流采样法和交流采样法。直流采样法是把交流电压、电流信号转化为直流电压，采样经过整流后的直流量，对采样值只需作一次比例变换即可得到被测量的数值，这种方法的主要优点是算法简单，便于滤波。但直流采样法存在一些问题测量精度直接受整流电路的精度和稳定性影响；整流电路参数调整困难且受波形因素影响较大；此外，用直流采样法测量工频电压、电流是通过测量平均值来求出有效值的，当电路中谐波含量不同时，平均值与有效值之间的关系将发生变化，给计算结果带来误差。因此，要获得高精度、高稳定性的测量结果，必须采用交流采样技术。交流采样技术是按一定规律对被测信号的瞬时值进行采样，再按一定算法进行数值处理，从而获得被测信号信息的方法。该方法的理论基础是采样定理，即要求采样频率为被采样信号频谱中最高频率的两倍以上，这就要求硬件处理电路能够提供较高的采样速度和数据处理速度。MCU处理单元根据上述电能计量�？榈男藕攀淙耄卸系绾哪苌璞甘凳惫ぷ髯纯觯芎牧渴欠裨谠て诘姆段冢芴宓缒芾弥柿渴欠翊锉辏⒔荽椭潦莘衿�。本 地通信采用LAN架构，远程通信采用无线通信架构，由GPRS�？楹虸nternet网络组成，利用中国移动/中国电信的公共网络进行传输。电能计量检测单元的监测点可以为多个监测点，即安装多个现场电能计量终端，不同监测点的现场三相电能计量终端I通过有线或无线网络将数据传输到数据服务器平台3上。实例中配电房采用具有RS485通信接口的三相通讯型可编程电测表，电表之间通过RS485通信接口串联的方式连接在一起，通过安装RS485协议转换器，实现MCU与仪表通信，实现仪表通信。无线通信单元通用分组无线业务GPRS，理论速率达到171. 2Kbps，具有接入迅速、永远在线、流量计费等特点，适用于频繁的、少量的数据传输。由于GPRS网络传输速度快，稳定性好，可全天候、不间断监测并实时传送数据，满足了系统对实时性和无人值守的要求。该系统无需自组网络，通过公网完成数据传输。通信费用采取包年或包月计费，运营成本低。使用上的无人值守也节约了人力，大幅提高了监管效率。通信客户端接入互联网，拥有已知IP地址的在线服务器作为WEB服务器。WEB服务器包括Web服务、应用服务、数据库服务等功能。用户可以在任何地方通过任何方式接入Internet广域网的终端设备来对电能耗数据进行远程实时查看。Web服务采用B/S结构，通过TCP/IP协议，管理跟踪浏览器与应用服务器之间的数据传输。应用服务器提供通信服务和数据库访问控制。数据库服务实现远程数据的存储和管理，包括监控点地理信息空间数据，监控点负责人信息数据，监控点设备状态实时数据等。数据服务器机房监测中心还可将电能参数异常值的信息通过短信平台及时告知能源管理人员。该系统硬件搭建的�？榛潭雀摺Ｕ庋唤隹梢苑奖愕卦黾拥缒茉冻碳屏考嗖獾愕氖浚业缒芗屏考嗖庵斩四？樯显ち粲斜曜冀涌冢煞奖愕乩┱蛊渌拇衅骰蚣嗖夤δ堋Ｒ陨夏谌菔墙岷暇咛宓挠叛∈凳┓绞蕉员臼涤眯滦退鞯慕徊较晗杆得鳎荒苋隙ū臼涤眯滦偷木咛迨凳┲痪窒抻谡庑┧得�。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种三相电能远程计量装置，其特征在于包括现场三相电能计量终端、通信单元以及数据服务器平台；所述现场三相电能计量终端通过通信单元与所述数据服务器平台连接；所述通信单元与所述数据服务器平台采用有线网络或无线网络方式连接；所述现场三相电能计量终端由三相通讯型可编程电测表和MCU数据采集传输单元组成；所述MCU数据采集传输单元与所述数据服务器平台上的本地服务器通过LAN连接并进行数据传输。
2.根据权利要求I所述三相电能远程计量装置，其特征在于所述MCU处理单元接收所述用于获取电能计量数值的传感单元的数据并通过所述数据采集传输单元传输至所述数据服务器平台；所述三相通讯型可编程电测表和MCU处理单元进行连接。
3.根据权利要求I所述三相电能远程计量装置，其特征在于所述无线网络为GPRS无线网络。
4.根据权利要求3所述三相电能远程计量装置，其特征在于所述三相通讯型可编程电测表通过RS485与所述MCU处理单元连接。
专利摘要本实用新型涉及无线网络与电能计量监测领域，其公开了一种三相电能远程计量装置，包括现场三相电能计量终端、通信单元以及数据服务器平台；所述现场三相电能计量终端通过通信单元与所述数据服务器平台连接；所述通信单元与所述数据服务器平台采用有线网络或无线网络方式连接。本实用新型的有益效果是通过采用传感器技术、MCU微处理技术、无线/有线网络技术，该装置不仅能做到实时全天候无人值守远程计量监测企业电能消耗状况，而且安装与使用成本低廉，同时具有功能上的可扩展性。
文档编号G01R22/10GK202710655SQ20122034116
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月16日 优先权日2012年7月16日
发明者余晓曦, 杨春生, 肖鹏, 隋良红, 李龙 申请人:中国测试技术研究院电子研究所, 四川中测电子科技有限公司
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