專利名稱：一種供電回路監(jiān)控裝置及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電氣安全領域，特別是關于一種供電回路監(jiān)控裝置及系統(tǒng)。
背景技術：
目前國內(nèi)外還沒有成熟在用的實時用電能耗監(jiān)測系統(tǒng)，這本身是智能電網(wǎng)低壓用 電側需要重點投資建設的主要內(nèi)容。以往的用電能耗監(jiān)測其主要手段就是通過獲取電能表 在一段時間(往往是以月為單位)范圍內(nèi)所記錄的有功電能消耗來完成，很顯然這種通過 抄讀電能表來獲取能耗數(shù)據(jù)的方式具有實時性差、成本高等一系列缺點。目前開始出現(xiàn)的“用電分項計量系統(tǒng)”均是采用大量安裝電能表，并通過有線 (RS485/PLC)或無線(Zigbee/GPRS)來遠程讀取用電數(shù)據(jù)實現(xiàn)部分實時與分項計量。上述系統(tǒng)的缺點如下大量加裝電能表進行分項計量，成本高、大量功能閑置；目前工業(yè)/商業(yè)/民用建 筑基本采取嵌入墻體的配電箱進行供電回路管理，由于電表自身體積大，在每個回路上安 裝分項計量電表在工程改造施工中基本無法實現(xiàn)；實時獲取數(shù)據(jù)難度大，通信鏈路的改造 與使用維護成本高、在保障眾多通信節(jié)點數(shù)據(jù)實時性的前提下系統(tǒng)自身能耗大，與節(jié)能減 排的初衷相悖；難以實現(xiàn)對每個監(jiān)測回路的下行控制。另一方面，目前國內(nèi)外所有的低壓電氣防火監(jiān)測系統(tǒng)全部都是建立在以低壓配電 柜為核心的集中式電氣防火監(jiān)測。其方法的核心內(nèi)容就是過載保護，實時監(jiān)測配電柜所有 供電回路的出線電流、母線溫度是否超出設計安全允許的數(shù)值，實時監(jiān)測配電柜所有供電 回路出線與入線的電流差(剩余電流)是否超出安全允許的數(shù)值(漏電保護)。這種方法 的缺點非常突出盡管中/大型建筑的配電柜有多個供電回路輸出，其每一個供電回路也往往還是 要為許多個更細分的子回路供電，其回路中的電流依然非常大。當該回路中的某一個子回 路出現(xiàn)過載或短路時并不一定會導致該回路的總電流的增長超出保護限值，因此，有可能 無法實現(xiàn)應有的告警提示及動作保護；同理，每一個供電回路往往要為許多個更細分的子 回路供電，其回路中的剩余電流受建筑自身結構、氣候(干燥、陰雨)情況的綜合影響往往 具有較大的基數(shù)，且這一基數(shù)不固定，因此某一個子回路出現(xiàn)嚴重漏電并不一定會導致該 回路的總剩余電流的增長超出保護限值，因此，同樣有可能無法實現(xiàn)應有的告警提示及動 作保護。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種供電回路監(jiān)控裝置及系統(tǒng)，用于解決現(xiàn)有技術中對供電回 路監(jiān)控不準確，并且成本較高的問題。本發(fā)明實施例為了解決現(xiàn)有技術中的問題，提供了一種在供電回路中的數(shù)據(jù)采集 節(jié)點，包括所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點安裝于每一供電回路或者子供電回路，其中包括電能測量單元，微處理器，本地通信單元，負荷控制單元；所述電能測量單元，實時采集一供電回路或者子供電回路的電流、電壓及剩余電流；所述微處理器，用于根據(jù)所述電流、電壓的離散數(shù)值計算出供電回路輸出的瞬時 功率和平均功率，根據(jù)所述剩余電流計算出所述剩余電流的增幅變化率，并判斷如果所述 瞬時功率超過預先設定的瞬時峰值功率門限，或者平均功率在一段時間內(nèi)連續(xù)超過預先設 定的平均功率門限，或者所述剩余電流的增幅變化率超過增幅變化門限，則控制所述負荷 控制單元切斷供電回路或者供電子回路；所述本地通信單元，用于將所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端設備，并接收遠 端設備發(fā)出的控制供電回路或者供電子回路的控制指令并將其傳送給所述微處理器。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點的一個進一步的方面，所 述電能測量單元還用于采集供電回路或者子供電回路的溫度，所述微處理器判斷所述溫度 是否超過預先設定的溫度門限，如果超過則控制所述負荷控制單元切斷供電回路或者供電 子回路。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點的再一個進一步的方面， 還包括顯示/告警單元，用于根據(jù)所述微處理器的指令輸出告警信息。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點的另一個進一步的方面， 所述微處理器為系統(tǒng)集成芯片。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點的另一個進一步的方面， 所述本地通信單元通過通信總線向所述遠端設備發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明實施例還提供了 一種數(shù)據(jù)處理裝置，包括，本地通信單元，處理單元，遠程通信單元；所述本地通信單元，與復數(shù)個數(shù)據(jù)采集節(jié)點通過本地總線相連接，用于與所述復 數(shù)個數(shù)據(jù)采集節(jié)點相通信；所述處理單元，與所述本地通信單元相連接，用于對位于不同供電回路或者供電 子回路中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和存儲，將所述統(tǒng)計分析的結果通過遠 程通信單元發(fā)送給遠端設備，并通過所述遠程通信單元獲取所述遠端設備的控制指令。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種數(shù)據(jù)處理裝置的一個進一步的方面，所述遠程通信 單元通過電力線載波通信方式與遠端設備通信。根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種數(shù)據(jù)處理裝置的再一個進一步的方面，所述遠程通 信單元與三相供電回路相連接，可通過所述三相供電回路的任意一相與所述遠端設備通
fn °根據(jù)本發(fā)明實施例所述的一種數(shù)據(jù)處理裝置的另一個進一步的方面，顯示單元和 告警單元，分別與所述處理單元相連接，用于輸出所述采集的數(shù)據(jù)和告警信息。本發(fā)明實施例還提供了一種供電回路監(jiān)控系統(tǒng)，包括如前所述的復數(shù)個數(shù)據(jù)采集 節(jié)點，如前所述的數(shù)據(jù)處理裝置，遠端設備，其中，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點安裝于每一個供電回路或者供電子回路中，用于獨立控制每一 個供電回路或者供電子回路，并與所述數(shù)據(jù)處理單元通信，將所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā) 送給數(shù)據(jù)處理單元，接收數(shù)據(jù)處理單元控制供電回路或者供電子回路的控制指令；
所述數(shù)據(jù)處理裝置，對數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，將所述統(tǒng)計分析 的結果發(fā)送給遠端設備，并獲取所述遠端設備的控制指令。通過本發(fā)明實施例，通過在每個供電回路和供電子回路中的獨立控制，并且結合 網(wǎng)絡化的集中控制管理可以使得供電線路更加安全可靠，避免不必要的斷電或者火災隱 情。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以 根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1所示為本發(fā)明實施例一種電路中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點結構示意圖；圖2所示為本發(fā)明一種電路中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點具體結構示意圖；圖3所示為本發(fā)明實施例一種數(shù)據(jù)處理裝置的結構示意圖；圖4所示為本發(fā)明實施例一種數(shù)據(jù)處理裝置與數(shù)據(jù)采集節(jié)點的結構示意圖；圖5所示為本發(fā)明實施例一種供電回路監(jiān)控系統(tǒng)的結構示意圖。
具體實施例方式下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。如圖1所示為本發(fā)明實施例一種供電回路中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點結構示意圖。所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點安裝于每一供電回路或者子供電回路，其中包括電能測量單元 101，微處理器102，本地通信單元103，負荷控制單元104。所述電能測量單元101，實時采集一供電回路或者子供電回路的電流、電壓及剩余 電流。所述微處理器102，用于根據(jù)所述電流、電壓的離散數(shù)值計算出供電回路輸出的瞬 時功率和平均功率，根據(jù)所述剩余電流計算出所述剩余電流的增幅變化率，并判斷如果所 述瞬時功率超過預先設定的瞬時峰值功率門限，或者平均功率在一段時間內(nèi)連續(xù)超過預先 設定的平均功率門限，或者所述剩余電流的增幅變化率超過增幅變化門限，則控制負荷控 制單元104切斷供電回路或者供電子回路。所述瞬時功率是指將所述電流的離散數(shù)值和電壓的離散數(shù)值相乘，在第一預定時 間內(nèi)累積運算以獲得所述瞬時功率；所述平均功率是指將所述電流的離散數(shù)值和電壓的離 散數(shù)值相乘，在第二預定時間內(nèi)累積運算，以獲得平均功率。其中增幅變化率(L)是當前采樣周期內(nèi)剩余電流有效值(It)與上一采樣周期內(nèi) 剩余電流有效值(Ip1)之差除以采樣周期⑴L = (It-It^1)A ；其中，剩余電流有效值的計
算公式IT= ￡1，其中，、為某一采樣點的電流，N采樣點的總數(shù)。
N
計算瞬時功率時，將所述電流的離散數(shù)值和電壓的離散數(shù)值相乘，在第一預定時 間內(nèi)累積運算獲得瞬時功率，例如在20mS內(nèi)累加20次乘積的結果，其中每ImS獲取一次離 散數(shù)值的電流和電壓；計算平均功率時，將所述電流的離散數(shù)值和電壓的離散數(shù)值，在第二 預定時間內(nèi)累積運算，獲得平均功率，例如在IOS內(nèi)累加10000次乘積的結果。 所述微處理器102判斷所述瞬時功率超過預先設定的瞬時峰值功率報警門限或 者平均功率在一段時間內(nèi)連續(xù)超過預先設定的平均功率報警門限，則還可以輸出用戶提示 信息，以提示用戶當前用電回路的狀況，提醒用戶檢查電力線路，這樣可以使得供電回路更 加安全，其中作為在該數(shù)據(jù)采集節(jié)點中還可以包括顯示單元105，例如LCD顯示屏或者LED 顯示屏；告警單元106，例如燈光報警器，蜂鳴器等輸出設備，用于向用戶提示信息。所述本地通信單元103，用于將所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端設備，并接 收遠端設備發(fā)出的控制供電回路或者供電子回路的控制指令，并將其傳送給所述微處理器 102。其中控制指令包括設置瞬時峰值功率門限的參數(shù)，平均功率門限參數(shù)，增幅變化門限 參數(shù)，還包括直接控制負荷控制單元104通斷供電回路或者供電子回路的控制命令。作為本發(fā)明實施例的一個優(yōu)選的實施例，所述電能測量單元101還用于采集每一 供電回路或者子供電回路的溫度，所述微處理器102判斷所述溫度是否超過預先設定的溫 度門限，如果超過則控制負荷控制單元104切斷供電回路或者供電子回路。通過本實施例 可以盡量避免供電回路線路溫度過高導致的火災隱患。上述的電能測量單元101還可以用來對供電回路或者供電子回路中的電能消耗 進行準確的監(jiān)測(瞬時功率對時間的積分就是電能量)，從而使得遠端設備可以準確的監(jiān) 測該遠端設備所控制的所有供電回路或者供電子回路的電能消耗，利用該監(jiān)測結果可以進 一步對電能供應進行控制，以便于進行整個電網(wǎng)的分析、控制。通過上述實施例，電能測量采集節(jié)點可以實時監(jiān)測每個供電回路或者子供電回 路，區(qū)分開了瞬時功率和平均功率可以分辨供電回路中大功率用電設備啟動造成的瞬時功 率增大，此時根據(jù)對平均功率的分析(平均功率小于平均功率門限)可以保證用電回路不 會被切斷，如果出現(xiàn)短路造成的瞬時功率急劇增大，同時伴隨回路輸出電壓的大幅度跌落， 可以在很短的時間內(nèi)(例如20mS內(nèi))迅速識別出短路故障，快速切斷供電回路；并且可以 通過對剩余電流增幅變化率的判斷實現(xiàn)準確的識別危險性的漏電，區(qū)分系統(tǒng)漏電，并且避 免了由于天氣或者環(huán)境的變化引起的系統(tǒng)漏電超過門限值而導致的錯誤斷電現(xiàn)象。如圖2所示為本發(fā)明一種供電回路中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點具體結構示意圖。包括采集單元201，電壓互感器202，電流互感器203，零序互感器204，測溫單元 205，系統(tǒng)集成(System On Chip, S0C)芯片206，顯示/告警單元207，本地通信單元208。 由于使用了系統(tǒng)集成芯片作為微處理器以進行計算或者判斷控制等操作，相比較現(xiàn)有技術 中的智能電表等設備成本更低，并且體積更小可以安裝于每一個供電回路或者供電子回路 中。在圖中電流互感器203串聯(lián)于供電回路中的火線，電壓互感器202并聯(lián)于供電回 路中的火線與零線之間，零序互感器204采集連接于火線與零線，測溫單元205安裝于供 電回路的線路中，用于采集供電回路線路的溫度；所述采集單元201接收所述電壓互感器 202，電流互感器203，零序互感器204和測溫單元205的采集結果，所述采集單元201將上 述采集結果發(fā)送給系統(tǒng)集成芯片206，由該系統(tǒng)集成芯片206根據(jù)所述電流、電壓的離散數(shù)值計算出供電回路輸出的瞬時功率和平均功率，根據(jù)所述剩余電流計算出所述剩余電流的 增幅變化率，并判斷如果所述瞬時功率超過預先設定的瞬時峰值功率門限，或者平均功率 超過預先設定的平均功率門限，或者所述剩余電流的增幅變化率超過增幅變化門限，或者 測溫單元205的檢測結果超過溫度門限，當超過某個門限值則可以向顯示/告警單元207 輸出相應的告警信息，例如當平均功率超過平均功率門限則輸出供電回路中包括有大功率 用電設備，該設備啟動時的瞬時功率很大，用戶需要注意，或者供電回路線路的溫度超過溫 度門限，則輸出線路過熱的報警信息，并控制供電回路中的負荷控制單元(圖未示)切斷供 電回路。 在上述系統(tǒng)集成芯片206進行判斷時還可以包括，統(tǒng)計所述瞬時功率或平均功率 的近門限時間，如果所述瞬時功率或平均功率近門限時間超過時間門限，則輸出用戶提示 信息。其中，所述近門限時間是指所述瞬時功率在一預定的范圍內(nèi)小于瞬時峰值功率門限， 上述狀態(tài)的統(tǒng)計時間，例如小于瞬時峰值功率門限5%以內(nèi)的統(tǒng)計時間達到整個統(tǒng)計時間 的90%，則近門限時間超過所述時間門限；或者所述近門限時間是指所述平均功率在一預 定的范圍內(nèi)小于平均功率門限，上述狀態(tài)的統(tǒng)計時間，例如小于平均功率門限5%以內(nèi)的統(tǒng) 計時間達到整個統(tǒng)計時間的90%，則近門限時間超過所述時間門限。作為進一步的實施例，當所述瞬時功率在第一預定范圍內(nèi)超過瞬時峰值功率門 限，或者平均功率在第二預定范圍內(nèi)超過平均功率門限時，可以延遲一預定時間輸出用戶 提示信息，所述第一預定范圍可以大于瞬時峰值功率門限5%以內(nèi)，或者所述第二預定范 圍可以大于平均功率門限5%以內(nèi)，這樣可以保證供電回路不會在出現(xiàn)可容忍范圍內(nèi)過載 現(xiàn)象時就進行斷電保護，保證了供電回路的穩(wěn)定性和可靠性。另外，還可以當所述瞬時功 率超過預先設定的瞬時峰值功率門限或者平均功率超過預先設定的平均功率門限后延遲 0. 5秒向斷路執(zhí)行機構發(fā)出斷路控制信號，在這種情況中可以對過載保護進行延遲，以達到 控制斷路靈敏度，提高供電回路的可靠性。其中，瞬時峰值功率門限是指供電回路所能提 供或負載所需的最大峰值功率；平均功率門限是指略大于正常工作狀態(tài)下用電設備的功率 門限，預設的平均功率門限可參考用電設備的額定功率或供電回路帶載能力，以略大于所 述用電設備的平均功率或供電回路帶載能力為宜，并可以同時預設保護動作的延遲時間門 限。所述系統(tǒng)集成芯片206還可以用于在任意時間間隔(時、日、月、年)為單位累 計電能，并將這些數(shù)據(jù)存貯在系統(tǒng)集成芯片206內(nèi)部或外部的非易失性存儲器(Flash或 E2PROM)當中。所述本地通信單元208可以將所述系統(tǒng)集成芯片206中獲得的采集結果、計算結 果或者切斷供電回路的命令傳送給遠端設備，或者接收遠端設備發(fā)送給該系統(tǒng)集成芯片 206的控制指令，例如可以包括設置不同門限的參數(shù)，切斷或者回復供電回路的控制指令 等，其中可以采用通信總線方式向遠端設備發(fā)送。如圖3所示為本發(fā)明實施例一種數(shù)據(jù)處理裝置的結構示意圖。包括本地通信單元301，處理單元302，遠程通信單元303。所述本地通信單元301，與復數(shù)個數(shù)據(jù)采集節(jié)點相連接，用于與所述復數(shù)個數(shù)據(jù)采 集節(jié)點相通信。所述處理單元302，與所述本地通信單元301相連接，用于對位于不同供電回路或者供電子回路中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，例如對指定時間間隔的實時數(shù) 據(jù)進行累計，按相別進行合并處理，普通民用配電箱中通常只有一相，在辦公樓中的配電箱 中有三相，可以分別或者合并統(tǒng)計三相供電回路中的電能信息(其中電能信息是指瞬時功 率隨時間的累加)，以及告警門限比較判決等等。將所述統(tǒng)計分析的結果通過遠程通信單元 303發(fā)送給遠端設備，并通過所述遠程通信單元獲取所述遠端設備的控制指令。其中作為優(yōu)選的實施例，遠程通信單元303由隔離/耦合電路、信號調理電路、調 制/解調電路以及輸出功率放大電路組成，用于接收(解調)其它遠端設備，例如數(shù)據(jù)集中 器，連接有有線、無線調制/解調器的電腦(手機或移動電腦)等設備。在該數(shù)據(jù)處理裝置中還可以包括顯示單元由顯示單元304(如IXD顯示屏)和驅 動電路組成，用于實時輪流顯示每個數(shù)據(jù)采集節(jié)點的溫度、功率負荷、累計輸出電能與時間 以及告警提示等各種信息。還可以包括告警單元305由喇叭、LED燈組成，用于異常狀況時 的聲、光報警。
如果通過電力載波的方式與遠端設備進行通信，可以同時將3相電力線路(A、B、C 三相)連接到數(shù)據(jù)處理裝置的遠程通信單元303中，如圖4所示，因此可以通過任意一相的 電力線路與遠端設備通信，這樣可以提高遠端設備對供電回路或者供電子回路控制的可靠 性。由于每個數(shù)據(jù)采集節(jié)點都是安裝于某相電力線路的回路中，如果通過每個數(shù)據(jù)采 集節(jié)點分別與遠端設備相連接傳送數(shù)據(jù)，成本過高，并且如果某一相的電力線路有問題會 影響對數(shù)據(jù)采集節(jié)點與遠端設備之間的通信，從而影響數(shù)據(jù)采集節(jié)點對供電回路或者供電 子回路的通/斷控制，通過上述的實施例，可以更加安全可靠的對供電回路或者供電子回 路進行通/斷控制，并且節(jié)省了與遠端設備通信的成本。如圖5所示為本發(fā)明實施例一種供電回路監(jiān)控系統(tǒng)的結構示意圖。包括復數(shù)個如圖1-2所描述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點501，如圖3所描述的數(shù)據(jù)處理裝置 502，遠端設備503。其中數(shù)據(jù)處理裝置502可以接收遠端設備503發(fā)送給該數(shù)據(jù)處理裝置502以設 置、控制或讀取與該數(shù)據(jù)處理裝置502相連接的數(shù)據(jù)采集節(jié)點501內(nèi)部數(shù)據(jù)的命令，并將這 些命令傳遞給所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點501的微處理器單元。此外，數(shù)據(jù)處理裝置502還可以用 于將數(shù)據(jù)采集節(jié)點501中微處理器單元的應答信息以及上報的內(nèi)部數(shù)據(jù)調制后向外發(fā)送， 供其它遠端設備503接收。不同通信技術構成的數(shù)據(jù)處理裝置502與遠端設備503之間的 遠程通信有著不同的應用瓶頸，例如光纜、雙絞線均需要單獨布線，尤其是在改造工程中， 增加了布線難度和使用維護成本；無線通信具有免布線的優(yōu)點，但無線通信受建筑的結構、 材料和拓撲結構的影響較大，往往存在通信死角；電力線載波通信因用電設備和布控的監(jiān) 測節(jié)點本身就在供電線路上，具有免布線與無維護成本的優(yōu)點，但電力線噪聲環(huán)境復雜，尤 其是我國部分地區(qū)供電線路設計不當，諸多用電設備雜亂無序的分布，使得這地區(qū)的載波 通信效果不佳。因此，在選擇耗電和防火監(jiān)控裝置或(和)監(jiān)控組網(wǎng)系統(tǒng)的通信方式時，可 以根據(jù)具體情況選擇基于不同通信技術的遠程通信單元或(和)采用多種通信方式相結合 的組網(wǎng)系統(tǒng)，以達到最佳的實際應用效果。所述遠端設備503可以例如為數(shù)據(jù)集中器，連接有有線、無線調制/解調器的電 腦(手機或移動電腦)等，該遠端設備還可以通過有線網(wǎng)絡或者無線網(wǎng)絡等方式與服務器相連接，以構成網(wǎng)絡化的供電回路控制系統(tǒng)。通過上述的數(shù)據(jù)采集節(jié)點501對供電回路或 者供電子回路中的電能消耗進行準確的監(jiān)測，從而使得數(shù)據(jù)處理裝置502可以準確的監(jiān)測 所控制的所有供電回路或者供電子回路的電能消耗，將該監(jiān)測結果通過遠端設備503反饋 給服務器可以利用該監(jiān)測結果可以進一步對電能供應進行控制，以便于進行整個電網(wǎng)的分 析、控制；并且由于不用數(shù)據(jù)采集節(jié)點都與數(shù)據(jù)集中器或者服務器相連接，節(jié)省了遠程通信 的成本，并且解決了當某條電力線路通信故障時，數(shù)據(jù)處理單元可以通過其它兩條電力線 路中的任意一條與數(shù)據(jù)集中器通信。目前推行的電能消耗監(jiān)測系統(tǒng)和電氣防火監(jiān)測系統(tǒng)，是分別獨立的兩個體系，新 建和改造時分別進行。本發(fā)明實施例采用在供電線路的節(jié)點上同時對耗電監(jiān)測和電氣防 火監(jiān)測所需的溫度、電流、電壓數(shù)據(jù)進行實時計量，將基于相同節(jié)點上相同部件同時采集的 數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計、分析，消除了數(shù)據(jù)來源之間因采集器件標準和精度不同而產(chǎn)生的誤差，更準 確；將兩個系統(tǒng)有機地集成起來，分 別成為供電線路上綜合監(jiān)測系統(tǒng)中的兩個子部分，更有 利于協(xié)調兩個系統(tǒng)的控制和管理、避免在同時控制時發(fā)生沖突，更智能；合并了兩個原有獨 立系統(tǒng)的絕大部分設備和裝置，大幅度降低了成本，更經(jīng)濟；減少設備和元件的使用同時也 降低了系統(tǒng)所需的能耗，更節(jié)能、更環(huán)保。通過同時計量電流、電壓、溫度等實時數(shù)據(jù)實現(xiàn)耗電、電氣防火測控的數(shù)據(jù)采集節(jié) 點中內(nèi)置的負載控制單元，可獨立或分組控制一個或多個供電回路上的終端用電設備，在 安排合理電耗、保障安全、應對突發(fā)狀況等諸多方面，具有重要意義。安全的合理電能消費當某一節(jié)點上的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，接到執(zhí)行預設或手動或遠 程經(jīng)過授權驗證的有效控制與命令時，首先查詢系統(tǒng)內(nèi)相關節(jié)點的溫度、電流數(shù)據(jù)，得到可 執(zhí)行分析結果后獨立或與連接在此裝置上的各種智能用電終端配合/聯(lián)動，執(zhí)行相關動作 控制命令，在確保供電線路安全的前提下完成不同用電解決方案，滿足使用者的不同需要 (舒適需要、最低能耗需要等等)的最低能耗或最優(yōu)能耗方案。例如可以在波谷電價時執(zhí) 行最優(yōu)用電方案，如由數(shù)據(jù)采集節(jié)點、數(shù)據(jù)處理裝置或者服務器控制開啟洗衣機、電熱水 器、為插電式油電混合動力車的電池充電；在波峰電價執(zhí)行最低用電方案，如通過關閉部 分空調設備來調高/低空調溫度、通過關閉部分燈具來降低非工作區(qū)域照明亮度、開啟分 布式新能源發(fā)電系統(tǒng)等等。上述的實施過程可以為，由服務器控制發(fā)送導通某個供電回路 或者供電子回路的指令，由數(shù)據(jù)集中器接收該指令并發(fā)送給相應的數(shù)據(jù)處理裝置，數(shù)據(jù)處 理裝置將所述指令傳送給數(shù)據(jù)采集節(jié)點，數(shù)據(jù)采集節(jié)點根據(jù)控制指令實現(xiàn)供電回路的通/ 斷；或者可以由用戶在數(shù)據(jù)處理裝置設置通/斷供電回路的指令，當時間或者其它條件滿 足時，將設置的指令傳送給相應的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，數(shù)據(jù)采集節(jié)點根據(jù)指令通/斷某個供電 回路，其中如何定位數(shù)據(jù)采集節(jié)點可以根據(jù)現(xiàn)有的電力載波中的點位技術，或者根據(jù)數(shù)據(jù) 采集節(jié)點和數(shù)據(jù)處理裝置之間連接總線的定位技術實現(xiàn)定位功能，在此不再贅述。預設即時異常報告消除潛在隱患當某一節(jié)點上的數(shù)據(jù)采集節(jié)點，監(jiān)測到供電回 路的溫度持續(xù)增高，有可能是該供電回路連接的用電設備嚴重超負荷或線路老化產(chǎn)生的漏 電事故，當溫度增高幅度達到預設閾值時，數(shù)據(jù)采集節(jié)點迅速按照預設方案發(fā)出告警，所在 區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)進入戒備狀態(tài)，并通知指定人員前來檢查?？茖W地應對突發(fā)狀況當數(shù)據(jù)處理裝置監(jiān)測到局部故障/險情時，發(fā)出聲、光報警 的同時通過通信單元報告監(jiān)測中心、聯(lián)系消防人員，并查詢系統(tǒng)內(nèi)各個節(jié)點或區(qū)域中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點相關數(shù)據(jù)，在全面評估的基礎上執(zhí)行預設或手動或遠程的處置控制命令，快速 有效地控制局部故障/險情蔓延，消除局部故障/險情的同時把損失降到最低水平。例如 某共辦公樓的某層，發(fā)生嚴重短路或漏電事件，數(shù)據(jù)處理裝置會迅速發(fā)現(xiàn)并準確定位，同時 發(fā)出聲、光報警，并通過遠端通信單元報告監(jiān)測中心、聯(lián)系消防、管理人員，并按照預設方案 切斷險情所在局部區(qū)域內(nèi)的所有相連供電線路。如果火災監(jiān)測系統(tǒng)同時發(fā)現(xiàn)火情，則開啟 應急通道及應急照明系統(tǒng)，相鄰各區(qū)域監(jiān)測控制系統(tǒng)進入一級戒備狀態(tài)，以事故現(xiàn)場為中 心向周圍區(qū)域逐級通報及進入各級預設戒備狀態(tài)，等待消防人員趕到現(xiàn)場滅火。科學地分析電氣火災發(fā)生的原因通過查詢數(shù)據(jù)集中器與數(shù)據(jù)服務器中的歷史數(shù) 據(jù)記錄，檢索負載電流或剩余電流異常增大的區(qū)域/位置及時間，定位電氣火災的源頭和 起因。有助于科學電能消費習慣的養(yǎng)成，對提高安全用電意識，促進在保證生產(chǎn)和生活發(fā)展 基礎上的節(jié)約能源、減少排放，具有 深遠的意義。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步 詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明 的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含 在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點，其特征在于包括，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點安裝于每一供電回路或者子供電回路，其中包括電能測量單元，微處理器，本地通信單元，負荷控制單元；所述電能測量單元，實時采集一供電回路或者子供電回路的電流、電壓及剩余電流；所述微處理器，用于根據(jù)所述電流、電壓的離散數(shù)值計算出供電回路輸出的瞬時功率和平均功率，根據(jù)所述剩余電流計算出所述剩余電流的增幅變化率，并判斷如果所述瞬時功率超過預先設定的瞬時峰值功率門限，或者平均功率在一段時間內(nèi)連續(xù)超過預先設定的平均功率門限，或者所述剩余電流的增幅變化率超過增幅變化門限，則控制所述負荷控制單元切斷供電回路或者供電子回路；所述本地通信單元，用于將所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠端設備，并接收遠端設備發(fā)出的控制供電回路或者供電子回路的控制指令并將其傳送給所述微處理器。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點，其特征在于，所述電能測量 單元還用于采集供電回路或者子供電回路的溫度，所述微處理器判斷所述溫度是否超過預 先設定的溫度門限，如果超過則控制所述負荷控制單元切斷供電回路或者供電子回路。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點，其特征在于還包括，顯示/告 警單元，用于根據(jù)所述微處理器的指令輸出告警信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點，其特征在于，所述微處理器 為系統(tǒng)集成芯片。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種供電回路中數(shù)據(jù)采集節(jié)點，其特征在于，所述本地通信 單元通過通信總線向所述遠端設備發(fā)送數(shù)據(jù)。
6.一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于包括，本地通信單元，處理單元，遠程通信單元；所述本地通信單元，與復數(shù)個數(shù)據(jù)采集節(jié)點通過本地總線相連接，用于與所述復數(shù)個 數(shù)據(jù)采集節(jié)點相通信；所述處理單元，與所述本地通信單元相連接，用于對位于不同供電回路或者供電子回 路中的數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和存儲，將所述統(tǒng)計分析的結果通過遠程通 信單元發(fā)送給遠端設備，并通過所述遠程通信單元獲取所述遠端設備的控制指令。
7.根據(jù)權利要求6所述的一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述遠程通信單元通過電 力線載波通信方式與遠端設備通信。
8.根據(jù)權利要求6所述的一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，所述遠程通信單元與3相供 電回路相連接，通過所述3相供電回路的任意一相與所述遠端設備通信。
9.根據(jù)權利要求6所述的一種數(shù)據(jù)處理裝置，其特征在于，顯示單元和告警單元，分別 與所述處理單元相連接，用于輸出所述采集的數(shù)據(jù)和告警信息。
10.一種供電回路監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括復數(shù)個如權利要求1-5任意一項所述的 數(shù)據(jù)采集節(jié)點，如權利要求6-9任意一項所述的數(shù)據(jù)處理裝置，遠端設備，其中，所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點安裝于每一個供電回路或者供電子回路中，用于獨立控制每一個供 電回路或者供電子回路，并與所述數(shù)據(jù)處理單元通信，將所述數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送給 數(shù)據(jù)處理單元，接收數(shù)據(jù)處理單元控制供電回路或者供電子回路的控制指令；所述數(shù)據(jù)處理裝置，對數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，將所述統(tǒng)計分析的結果發(fā)送給遠端設備，并獲取所述遠端設備的控制指令。
全文摘要
本發(fā)明涉及電氣安全領域，用于解決現(xiàn)有技術中對電路監(jiān)控不準確，并且成本較高的問題，提供了一種供電回路監(jiān)控裝置及系統(tǒng)，其中系統(tǒng)包括，數(shù)據(jù)采集節(jié)點安裝于每一個供電回路或者供電子回路中，獨立控制每一個供電回路或者供電子回路，并與數(shù)據(jù)處理單元通信，將數(shù)據(jù)采集節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理單元，接收數(shù)據(jù)處理單元控制供電回路或者供電子回路的控制指令；數(shù)據(jù)處理裝置，對數(shù)據(jù)采集節(jié)點采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，將統(tǒng)計分析的結果發(fā)送給遠端設備，并獲取所述遠端設備的控制指令。通過本發(fā)明實施例結合網(wǎng)絡化的集中控制管理可以使得供電線路更加安全可靠，避免不必要的斷電或者火災隱情。
文檔編號H02J13/00GK101969230SQ201010510310
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月18日 優(yōu)先權日2010年10月18日
發(fā)明者呂紀文 申請人:呂紀文