一種三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及配電柜的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及配電柜，該監(jiān)測(cè)裝置包括：若干信號(hào)采集單元，用于采集配電柜各回路中的電流信號(hào)和電壓信號(hào)；以及，DSP單元，用于根據(jù)電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算相應(yīng)的負(fù)載，并輸出相應(yīng)計(jì)算結(jié)果；所有信號(hào)采集單元分別通過(guò)一數(shù)據(jù)總線與DSP單元連接；其中，數(shù)據(jù)總線包括模擬量總線和數(shù)字量總線。本實(shí)用新型具有以下有益效果：實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電柜的三相負(fù)載的監(jiān)控，用戶可以實(shí)時(shí)了解三相負(fù)載的具體情況，合理地對(duì)三相負(fù)載進(jìn)行分配，可以有效避免三相不平衡帶來(lái)的安全隱患；可支持多路單相回路的負(fù)載監(jiān)測(cè)，大大節(jié)約了硬件成本；可兼用UPS裝置的監(jiān)控單元作為外部的監(jiān)控裝置，擴(kuò)展性強(qiáng)，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
【專利說(shuō)明】—種三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及配電柜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于低壓配電柜【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及配電柜。

【背景技術(shù)】
[0002]在實(shí)際使用的數(shù)據(jù)中心機(jī)房中，容易出現(xiàn)三相不平衡的情況，當(dāng)三相嚴(yán)重不平衡時(shí)，機(jī)房會(huì)存在災(zāi)難性的隱患。因此，有必要對(duì)配電柜的三相負(fù)載情況進(jìn)行監(jiān)控，避免上述隱患的發(fā)生。然而，除了對(duì)配電柜主路的負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)外，還有必要對(duì)各支路的負(fù)載進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但是由于配電柜中之路的數(shù)量繁多，如何簡(jiǎn)單快捷地對(duì)所有主路和支路的負(fù)載進(jìn)行監(jiān)測(cè)是需要解決的技術(shù)難題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型提供一種三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置、系統(tǒng)及配電柜。具體的技術(shù)方案如下:
[0004]一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，包括:
[0005]用于采集配電柜各回路中的電流信號(hào)和電壓信號(hào)的若干信號(hào)采集單元；以及，
[0006]用于根據(jù)電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算相應(yīng)的負(fù)載，并輸出相應(yīng)計(jì)算結(jié)果的DSP單元;
[0007]所有信號(hào)采集單元分別通過(guò)一數(shù)據(jù)總線與DSP單元連接；其中，數(shù)據(jù)總線包括模擬量總線和數(shù)字量總線；
[0008]信號(hào)采集單元進(jìn)一步包括若干信號(hào)采集接口和一模擬開(kāi)關(guān)；所有信號(hào)采集接口分別與模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接，每組信號(hào)采集接口對(duì)一路單相市電的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)輸入到模擬開(kāi)關(guān)；模擬開(kāi)關(guān)的輸出端與模擬量總線連接，模擬開(kāi)關(guān)的控制端與數(shù)字量總線連接；
[0009]DSP單元進(jìn)一步包括DSP處理器，以及分別與DSP處理器連接的模擬量模塊、數(shù)字量模塊和通信模塊；其中，數(shù)字量模塊與數(shù)字量總線連接，模擬量模塊與模擬量總線連接；通信模塊與外部監(jiān)控設(shè)備連接；數(shù)字量模塊用于選通一路信號(hào)采集單元對(duì)應(yīng)的模擬開(kāi)關(guān)，模擬量模塊用于接收選通的模擬開(kāi)關(guān)輸出的一組電流信號(hào)和電壓信號(hào)。
[0010]作為優(yōu)化方案，信號(hào)采集單元還包括高阻隔離模塊、量程選擇模塊以及電平匹配模塊；所有信號(hào)采集接口檢測(cè)到的多路電流信號(hào)經(jīng)由量程選擇模塊輸入到電平匹配模塊，所有信號(hào)采集接口檢測(cè)到的多路電壓信號(hào)經(jīng)由高阻隔離模塊輸入到電平匹配模塊；電平匹配模塊再將電流信號(hào)和電壓信號(hào)輸出到模擬開(kāi)關(guān)的輸入端。
[0011]作為優(yōu)化方案，監(jiān)測(cè)裝置包括16個(gè)信號(hào)采集單元。
[0012]作為優(yōu)化方案，每個(gè)信號(hào)采集單元包括8組信號(hào)采集接口。
[0013]作為優(yōu)化方案，模擬量模塊包括16個(gè)A/D 口，其中，8個(gè)A/D 口用于接收電流信號(hào)，
8個(gè)A/D 口用于接收電壓信號(hào)。
[0014]作為優(yōu)化方案，通信模塊包括RS232接口、R485接口以及CAN接口。
[0015]一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)測(cè)裝置以及分別與其連接的若干后臺(tái)監(jiān)控裝置，后臺(tái)監(jiān)控裝置為PC機(jī)或UPS裝置的監(jiān)控單元。
[0016]一種配電柜，其內(nèi)部裝設(shè)有監(jiān)測(cè)裝置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0018](I)本實(shí)用新型提供的監(jiān)測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)配電柜的三相負(fù)載的監(jiān)控，用戶可以實(shí)時(shí)了解三相負(fù)載的具體情況，合理地對(duì)三相負(fù)載進(jìn)行分配，可以有效避免三相不平衡帶來(lái)的安全隱患；
[0019](2)本實(shí)用新型提供的監(jiān)測(cè)裝置可支持多路單相回路的負(fù)載監(jiān)測(cè)，在每個(gè)信號(hào)采集單元中設(shè)置模擬開(kāi)關(guān)，使得一個(gè)DSP處理器即可對(duì)多路監(jiān)測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理，大大節(jié)約了硬件成本；
[0020](3)本實(shí)用新型可兼用UPS裝置的監(jiān)控單元作為外部的監(jiān)控裝置，擴(kuò)展性強(qiáng)，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型提供的配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0022]圖2為信號(hào)采集單元的結(jié)構(gòu)框圖。
[0023]上圖中序號(hào)為:lfln_信號(hào)采集單元、1lf 1lm-信號(hào)采集接口、102-模擬開(kāi)關(guān)、103-電平匹配模塊、104-量程選擇模塊、105-高阻隔離模塊、2-DSP單元、201-DSP處理器、202-模擬量模塊、203-數(shù)字量模塊、204-通信模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖以實(shí)施例的方式詳細(xì)描述本實(shí)用新型。
[0025]實(shí)施例1:
[0026]如圖1所示，一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，包括:
[0027]若干信號(hào)采集單元11、12……In，用于采集配電柜各回路中的電流信號(hào)和電壓信號(hào)；以及，
[0028]DSP單元2，用于根據(jù)電流信號(hào)和電壓信號(hào)計(jì)算相應(yīng)的負(fù)載，并輸出相應(yīng)計(jì)算結(jié)果O
[0029]所有信號(hào)采集單元11、12……In分別通過(guò)一數(shù)據(jù)總線與DSP單元2連接；其中，數(shù)據(jù)總線包括模擬量總線和數(shù)字量總線。
[0030]如圖2所示，信號(hào)采集單元In進(jìn)一步包括若干信號(hào)采集接口 1011、1012……1lm和一模擬開(kāi)關(guān)102 ;所有信號(hào)采集接口 1011、1012……1lm分別與模擬開(kāi)關(guān)102的輸入端連接，每組信號(hào)采集接口對(duì)一路單相市電的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)輸入到模擬開(kāi)關(guān)102 ;模擬開(kāi)關(guān)102的輸出端與模擬量總線連接，模擬開(kāi)關(guān)102的控制端與數(shù)字量總線連接。在本實(shí)施例中，模擬開(kāi)關(guān)102選用型號(hào)為CD4066的模擬開(kāi)關(guān)，但不限于此，具體型號(hào)可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選擇。
[0031]DSP單元2進(jìn)一步包括DSP處理器201，以及分別與DSP處理器201連接的模擬量模塊202、數(shù)字量模塊203和通信模塊204 ;其中，數(shù)字量模塊203與數(shù)字量總線連接，模擬量模塊202與模擬量總線連接；通信模塊204與外部監(jiān)控設(shè)備連接；數(shù)字量模塊203用于選通一路信號(hào)采集單元In對(duì)應(yīng)的模擬開(kāi)關(guān)102，模擬量模塊202用于接收選通的模擬開(kāi)關(guān)102輸出的一組電流信號(hào)和電壓信號(hào)。
[0032]在實(shí)際應(yīng)用中，可設(shè)計(jì)一底板，在底板上分別設(shè)計(jì)DSP單元插針和采集單元插針，并預(yù)設(shè)好模擬量總線和數(shù)字量總線。將DSP單元2和信號(hào)采集單元分別設(shè)計(jì)為接插板，便于對(duì)信號(hào)采集單元的數(shù)量的調(diào)整，也為裝置的維護(hù)帶來(lái)便利。
[0033]在本實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)裝置包括16個(gè)信號(hào)采集單元，每個(gè)信號(hào)采集單元包括8組信號(hào)采集接口。在DSP單元2中，模擬量模塊202包括16個(gè)A/D 口，其中，8個(gè)A/D 口用于接收電流信號(hào)，8個(gè)A/D 口用于接收電壓信號(hào)。由此可見(jiàn)，本實(shí)施例提供的監(jiān)測(cè)裝置最多可對(duì)128路單相回路的負(fù)載進(jìn)行監(jiān)測(cè)，DSP單元2按周期依次對(duì)16個(gè)信號(hào)采集單元分別對(duì)應(yīng)的單相回路的負(fù)載進(jìn)行監(jiān)測(cè)，即每個(gè)周期對(duì)一個(gè)信號(hào)采集單元對(duì)應(yīng)的8路單相回路的負(fù)載進(jìn)行監(jiān)測(cè)，下一周期對(duì)下一個(gè)信號(hào)采集單元對(duì)應(yīng)的8路單相回路的負(fù)載進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如此循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)最多128路單相回路的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。當(dāng)然，以上僅為舉例，信號(hào)采集單元的數(shù)量以及每個(gè)信號(hào)采集單元中信號(hào)采集接口的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行調(diào)整，只要保證DSP單元2中A/D 口的數(shù)量能至少滿足一個(gè)信號(hào)采集單元的信號(hào)采集接口數(shù)量即可。
[0034]在本實(shí)施例中，為了使采集到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)更加精確，信號(hào)采集單元還包括高阻隔離模塊、量程選擇模塊以及電平匹配模塊；所有信號(hào)采集接口檢測(cè)到的多路電流信號(hào)經(jīng)由量程選擇模塊輸入到電平匹配模塊，所有信號(hào)采集接口檢測(cè)到的多路電壓信號(hào)經(jīng)由高阻隔離模塊輸入到電平匹配模塊；電平匹配模塊再將電流信號(hào)和電壓信號(hào)輸出到模擬開(kāi)關(guān)的輸入端。
[0035]在本實(shí)施例中，通信模塊提供多種不同類型的通信接口，使得本實(shí)用新型提供的監(jiān)測(cè)裝置能夠擴(kuò)展適配多種不同的后臺(tái)監(jiān)控裝置。在實(shí)際應(yīng)用中，提供的通信接口可以包括RS232接口、R485接口以及CAN接口，當(dāng)然，以上僅為舉例，通信接口的數(shù)量不限于此。
[0036]本實(shí)用新型的工作流程及使用方法如下:
[0037]初始狀態(tài)下，所有信號(hào)采集單元11的模擬開(kāi)關(guān)102均是關(guān)閉的，電壓信號(hào)和電流信號(hào)不會(huì)輸入到DSP單元2。
[0038]利用DSP單元2通過(guò)數(shù)字量模塊203發(fā)送一選通信號(hào)至第一個(gè)信號(hào)采集單元11中模擬開(kāi)關(guān)102的控制端，將信號(hào)采集單元11至模擬量總線的信號(hào)通道導(dǎo)通；信號(hào)采集單元11將采集到的8路電壓信號(hào)和8路電流信號(hào)經(jīng)由模擬量總線輸送到DSP單元2的模擬量模塊202 ；DSP處理器201根據(jù)接收到的8路電壓信號(hào)和8路電流信號(hào)對(duì)相應(yīng)單相回路的負(fù)載進(jìn)行計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果通過(guò)通信模塊204發(fā)送到外部的后臺(tái)監(jiān)控裝置。
[0039]至此，信號(hào)采集單元11的信號(hào)采集完畢，轉(zhuǎn)入下一周期，由DSP單元2選通下一個(gè)信號(hào)采集單元12的模擬開(kāi)關(guān)，重復(fù)上述監(jiān)測(cè)步驟，直至所有信號(hào)采集單元的信號(hào)都已處理后，再循環(huán)進(jìn)行上述操作。
[0040]實(shí)施例2:
[0041]一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括如實(shí)施例1的監(jiān)測(cè)裝置以及分別與其連接的若干后臺(tái)監(jiān)控裝置，后臺(tái)監(jiān)控裝置為PC機(jī)或UPS裝置的監(jiān)控單元。該些后臺(tái)監(jiān)控裝置分別通過(guò)通信模塊204提供的通信接口與DSP單元2連接?？梢酝ㄟ^(guò)這些后臺(tái)監(jiān)控裝置對(duì)DSP單元2的一些環(huán)境參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，環(huán)境參數(shù)包括判斷過(guò)壓的額定電壓、判斷欠壓的基準(zhǔn)值、判斷過(guò)流的基準(zhǔn)值以及判斷過(guò)載的基準(zhǔn)值等，通過(guò)還可以設(shè)置DSP單元2，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)壓、欠壓、過(guò)流或過(guò)載等情形時(shí)，發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警信號(hào)到后臺(tái)監(jiān)控裝置，及時(shí)通知監(jiān)控人員排查故障。
[0042]本實(shí)用新型對(duì)后臺(tái)監(jiān)控裝置的類型不做具體限制，可以選用專用的PC機(jī)。為了節(jié)約成本，也可以兼用UPS裝置的監(jiān)控單元，通過(guò)RS485總線與DSP單元2連接。在監(jiān)控UPS的同時(shí)，也可以監(jiān)控配電柜的三相負(fù)載情況，減少了設(shè)備數(shù)量，使用便捷，且節(jié)約了成本。
[0043]實(shí)施例3:
[0044]一種配電柜，其內(nèi)部裝設(shè)有實(shí)施例1提供的監(jiān)測(cè)裝置。該監(jiān)測(cè)裝置對(duì)該配電柜內(nèi)的所有單相回路的負(fù)載情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。本實(shí)施例的其他技術(shù)特征均與實(shí)施例1相同，在此不再贅述。
[0045]以上公開(kāi)的僅為本申請(qǐng)的三個(gè)具體實(shí)施例，但本申請(qǐng)并非局限于此任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括: 用于采集配電柜各回路中的電流信號(hào)和電壓信號(hào)的若干信號(hào)采集單元；以及， 用于根據(jù)所述電流信號(hào)和所述電壓信號(hào)計(jì)算相應(yīng)的負(fù)載，并輸出相應(yīng)計(jì)算結(jié)果的DSP單元； 所有信號(hào)采集單元分別通過(guò)一數(shù)據(jù)總線與所述DSP單元連接；其中，所述數(shù)據(jù)總線包括模擬量總線和數(shù)字量總線； 所述信號(hào)采集單元進(jìn)一步包括若干信號(hào)采集接口和一模擬開(kāi)關(guān)；所有信號(hào)采集接口分別與所述模擬開(kāi)關(guān)的輸入端連接，每組信號(hào)采集接口對(duì)一路單相市電的電流信號(hào)和電壓信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)到的電流信號(hào)和電壓信號(hào)輸入到所述模擬開(kāi)關(guān)；所述模擬開(kāi)關(guān)的輸出端與所述模擬量總線連接，所述模擬開(kāi)關(guān)的控制端與所述數(shù)字量總線連接； 所述DSP單元進(jìn)一步包括DSP處理器，以及分別與所述DSP處理器連接的模擬量模塊、數(shù)字量模塊和通信模塊；其中，所述數(shù)字量模塊與所述數(shù)字量總線連接，所述模擬量模塊與所述模擬量總線連接；所述通信模塊與外部監(jiān)控設(shè)備連接；所述數(shù)字量模塊用于選通一路信號(hào)采集單元對(duì)應(yīng)的模擬開(kāi)關(guān)，所述模擬量模塊用于接收選通的模擬開(kāi)關(guān)輸出的一組電流信號(hào)和電壓信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述信號(hào)采集單元還包括高阻隔離模塊、量程選擇模塊以及電平匹配模塊；所有信號(hào)采集接口檢測(cè)到的多路電流信號(hào)經(jīng)由所述量程選擇模塊輸入到所述電平匹配模塊，所有信號(hào)采集接口檢測(cè)到的多路電壓信號(hào)經(jīng)由所述高阻隔離模塊輸入到所述電平匹配模塊；所述電平匹配模塊再將電流信號(hào)和電壓信號(hào)輸出到模擬開(kāi)關(guān)的輸入端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括16個(gè)信號(hào)采集單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，每個(gè)信號(hào)采集單元包括8組信號(hào)采集接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述模擬量模塊包括16個(gè)A/D 口，其中，8個(gè)A/D 口用于接收電流信號(hào)，8個(gè)A/D 口用于接收電壓信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述通信模塊包括RS232接口、R485接口以及CAN接口。
7.一種配電柜的三相負(fù)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置以及分別與其連接的若干后臺(tái)監(jiān)控裝置，所述后臺(tái)監(jiān)控裝置為PC機(jī)或UPS裝置的監(jiān)控單J Li ο
8.一種配電柜，其特征在于，其內(nèi)部裝設(shè)有如權(quán)利要求1所述的監(jiān)測(cè)裝置。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK203929921SQ201420233069
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月8日
【發(fā)明者】湯恒, 孫曉穎, 潘至平 申請(qǐng)人:上海銀音信息科技股份有限公司