[实用新型]一种单相四回路无线电能采集装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及物联网、道路照明、工业控制领域，尤其涉及一种单相四回路无线电能采集装置。

背景技术

在道路照明及工业控制领域，存在大量的交流供配电设施，这些交流供配电设施将输入的交流电进行回路分配，给各个回路负载进行供电，每个回路通过手动和自动方式进行开关控制供电，每个回路供电后，由于回路负载电流大小不同导致交流供配电设施使用过程中的供电配置不平衡导致供电故障时有发生；回路负载容量在使用过程中会随着负载的增加，回路电流超过设计的负载容量，导致回路电缆烧断的故障发生；交流供配电设施的回路供电在使用过程中出现偷电行为的发生，导致回路电流突发性的上升等等一系列的安全性问题，而目前的交流供配电设施还无法实时的检测每个供电回路的电流状况和电能耗电情况，导致供电故障的事故频发。

目前虽然有些厂家设计了一体化的控制设备，能够控制交流供配电设施的远程开关控制和回路电流的检测，但这些设备为了追求功能的大而全，设备体积较大，具有回路供电控制、电流检测、开关量检测、开关量输出、远程抄表、后备蓄电池供电等各种功能，且每台设备的回路电流检测路数通常为12路，超过12路后需要另外增加一台同等设备；但在实际使用过程中，大部分的交流供配电设施为了节约成本，其箱体设计都比较紧凑小巧，没有足够的空间安装这种一体化控制设备，且对于这些一体化控制设备的其他功能也用不上；还有数量巨大的交流供配电设施只有1～2个供配电回路，只需要检测1～2个回路的电流即可，使用一体化的控制设备浪费严重。

为了解决安装体积的问题有些厂家也会采用各种体积小巧的电流变送器进行回路电流的检测，该电流变送器虽然能够很灵活方便的检测回路电流，但是需要额外提供DC24V供电电源给电流变送器供电，还要提供模拟转数字的采样装置、还要提供RS485、RS232的数据传输装置，该方案设计复杂，配件多，故障率高，功能单一，智能化程度不高，且不能对回路功率因素进行检测和回路耗电电能进行统计。上述提到的这些缺陷已经成为了急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型专门针对交流供配电设施设计了一种单相四回路无线电能采集装置，该装置能够实时采集交流供配电设施中的4个回路的电流、电压、负载功率、功率因素、电能耗电量信息，并能够根据用户设置的电流、电压、功率门限值判断每个供电回路是否有越限报警，能够快速的实现供电回路异常的报警；本实用新型的无线电能采集装置能够通过无线通讯通道将采集到信息发送到管理服务器设备中；在实际应用中若超过4个回路需要进行电能采集，可以采用多个本实用新型装置进行采集，然后通过无线通讯模块将所有的电能信息全部发送到管理服务设备中；由于本装置只采集4个回路的电能信息，所以其体积小巧、电路简单、安装方便、通过无线通讯方式能够实现任意多个回路负载的电能采集。

本实用新型采用了如下技术方案：

一种单相四回路无线电能采集装置，该采集装置包括隔离电源供电模块、电能采样芯片供电模块、ARM CPU无线通讯核心模块、电能采样芯片、电流采样互感电路、电压采样分压电路、电流采样接线端子、单相供电接线端子、电能采样校正端子,其特征在于：

所述隔离电源供电模块，用于将单相供电AC220V电源转换为DC5V直流电源给ARM CPU无线通讯核心模块供电，然后将DC5V直流电源转换为DC3.3V直流电源；

所述电能采样芯片供电模块用于将单相供电AC220V电源转换为AVCC3.3V非隔离直流电源给电能采样芯片供电，用于实现输入的电压、电流的采样；

所述ARM CPU无线通讯核心模块通过UART隔离通讯接口和电能采样芯片进行通讯实现电流电压等采样数值的读取，根据配置的门限值判断越限告警，并利用模块内部的无线通讯模块将采样数值和告警信息发送给管理服务器设备；

所述电能采样芯片用于对输入的4路电流采样信号、1路电压采样信号进行采样，并由芯片内部的逻辑器件根据输入的电流、电压信号相位计算回路电流负载功率因素、计算回路负载的有功功率、无功功率，计算供电电压的频率，并进行电能能耗的统计；

所述电流采样互感电路将外部电流互感器输入进来的0-5A的电流信号转换为0-5mA的小电流信号输入给电能采样芯片进行电流信号的采样；

所述电压采样分压电路将回路负载供电的电压信号进行分压输入给电能采样芯片进行电压信号的采样；