CN114221323A - 一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置与方法 - Google Patents

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董勤飞
洪宇峰
张钟其
周伟杰
姚新曙
马泰
袁国珍
高忠旭
王晓明
黄晟
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Abstract

本发明公开了一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，包括：计量箱模块、连接模块、采集模块、逻辑模块、切换模块和无线模块，计量箱模块电连接连接模块，切换模块电连接逻辑模块和计量箱模块，采集模块设置于连接模块和计量箱模块内，逻辑模块电连接采集模块和无线模块。通过在集中计量箱内安装一个备用电能表及一套自动切换装置，在电能表故障造成用户停电后自动切换到备用电能表，实现快速恢复用户供电的功能，并将故障信息传输至计算机。

Description

一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置与方法
技术领域
本发明涉及电网故障诊断技术领域，特别涉及一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置与方法。
背景技术
低压计量箱担负着用电计量计费的重要任务，需持续稳定运行。由于现场环境复杂，低压计量箱经受长期严酷的温湿度变化，雷电，电网波动及电磁干扰等影响，在外界环境、负荷因素影响下，低压计量箱不可避免的发生故障，由此不仅引起维护费用的增加，更造成用户拨打95598热线电话的报修率攀升，间接影响了基层供电所员工的收入绩效。我国电力用户数以亿计，配备的低压计量箱也数量众多，近年来随着国家法治社会的建设，人民群众的维权意识日益提升，用电权益受到进一步监管，电网公司针对低压计量箱的故障诊断也急需加强。。
目前我国的城镇住宅小区内，居民低压用电的计量装置普遍采用集中计量箱，具体形式普遍为一个单元楼道安装一个集中计量箱，集中计量箱内部分别安装单元楼道内每家每户的电能表。当发生停电的原因不属于外线停电和内线故障时，根据往年的抢修经验判断，90%的故障停电原因是电能表烧毁引起的，因为电缆与电能表的接触处仅采用螺丝旋转固定，长期使用后存在金属接触面氧化、松动，进而发热造成电能表烧毁。
例如，一种在中国专利文献上公开的“电能表自动切换检测装置”，其公告号：CN103513215A，其申请日：2012年6月27日，能够在该检测装置上实现精准度的调校和校验以及耐压测试，并且可通过单片机控制多个断路器实现精准度的调校和校验以及耐压测试之间的自动切换，但是存在电能表故障造成用户停电后，实现快速恢复用户供电的功能。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置与方法，通过在集中计量箱内安装一个备用电能表及一套自动切换装置，在电能表故障造成用户停电后自动切换到备用电能表，实现快速恢复用户供电的功能，并将故障信息传输至所属供电公司抢修管理部门的计算机。
以下是本发明的技术方案，一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，包括：计量箱模块、连接模块、采集模块、逻辑模块、切换模块和无线模块，所述计量箱模块电连接连接模块，所述切换模块电连接逻辑模块和计量箱模块，所述采集模块设置于连接模块和计量箱模块内，所述逻辑模块电连接采集模块和无线模块。
作为优选，所述连接模块包括电源接入端和电源输出端，所述电源接入端电连接计量箱模块的接入侧接线处，所述电源输出端电连接计量箱模块的输出侧接线处
作为优选，所述计量箱模块包括若干电能表、备用电能表和计量表，所述电能表和备用电能表电连接电源接入端和计量表，所述计量表电连接电源输出端，所述备用电能表电连接切换模块。
作为优选，所述采集模块包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器设置于电源接入端，所述第二传感器设置于计量表，所述第三传感器设置于电源输出端，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器电连接逻辑模块。
作为优选，所述无线模块电连接逻辑模块，无线模块使用DSP 技术和无线电技术传输数据至计算机端。
作为优选，所述备用电能表电连接所有用户内部线路。
作为优选，所述备用电能表处于断开状态，仅当切换模块工作时，接通对应故障用户内部线路，为故障用户临时供电。
作为优选，所述采集模块为霍尔传感器。霍尔传感器型号为VSM系列。
作为优选，所述逻辑模块判断电路故障类型：当检测到所述第一传感器、第二传感器和第三传感器全部回传无电信号时，判断故障为外线故障；当检测到所述第二传感器和第三传感器无电信号时，判断故障为电能表故障；当仅检测到所述第三传感器无电信号时，判断故障为用户内线故障；当检测到所述采集模块其他组合方式的无电信号时，判断为故障指示器故障。
作为优选，一种住宅小区居民用电备用电表智能切换方法，包括以下步骤：
S1：所述采集模块采集电路故障信息，传输至逻辑模块；
S2：所述逻辑模块判断电路故障类型：当检测到所述第一传感器、第二传感器和第三传感器全部回传无电信号时，判断故障为外线故障；当检测到所述第二传感器和第三传感器无电信号时，判断故障为电能表故障；当仅检测到所述第三传感器无电信号时，判断故障为用户内线故障；当检测到所述采集模块其他组合方式的无电信号时，判断为故障指示器故障；
S3：将所述电路故障类型通过无线模块传输至所属供电公司抢修管理部门的计算机；
S4：若为电能表故障，还将所述故障类型传输至切换模块；
S5：所述切换模块切断对应故障电能表线路，转接至所述备用电能表线路，恢复用户供电。本发明的有益效果是：通过在集中计量箱内安装一个备用电能表及一套自动切换装置，在电能表故障造成用户停电后自动切换到备用电能表，实现快速恢复用户供电的功能，并将故障信息传输至所属供电公司抢修管理部门的计算机。
附图说明
图1 本发明提供的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置结构图。
图2 本发明提供的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置电路切换图。
图3 本发明提供的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置逻辑模块图。
图4 本发明提供的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置逻辑模块电路图.
图中 1-无线模块、2-逻辑模块、3-切换模块、4-第三传感器、5-电源输出端、6-计量表、7-第二传感器、8-备用电能表、9-电能表、10-第一传感器、11-电源接入端。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。另外，为了更好的说明本发明，在下文中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段未做详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
实施例：如图1所示，一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，包括：计量箱模块、连接模块、采集模块、逻辑模块2、切换模块3和无线模块1，计量箱模块电连接连接模块，切换模块3电连接逻辑模块2和计量箱模块，采集模块设置于连接模块和计量箱模块内，逻辑模块2电连接采集模块和无线模块1。
本实施例中，连接模块包括电源接入端11和电源输出端5，电源接入端11电连接计量箱模块的接入侧接线处，电源输出端5电连接计量箱模块的输出侧接线处
本实施例中，计量箱模块包括若干电能表9、备用电能表8和计量表6，电能表9和备用电能表8电连接电源接入端11和计量表6，计量表6电连接电源输出端5，备用电能表8电连接切换模块3。
本实施例中，采集模块包括第一传感器10、第二传感器7和第三传感器4，第一传感器10设置于电源接入端11，第二传感器7设置于计量表6，第三传感器4设置于电源输出端5，第一传感器10、第二传感器7和第三传感器4电连接逻辑模块2。
本实施例中，无线模块1电连接逻辑模块2，无线模块1使用数字信号处理(DSP)技术和无线电技术传输数据至计算机端，计算机端设于所属供电公司，也可以用物联网信号传输数据。
本实施例中，备用电能表8电连接所有用户内部线路，一般情况下，备用电能表处于断开状态，由对应的电能表进行供电。
本实施例中，备用电能表8处于断开状态，当用户电能表出现故障时，切换模块3工作，备用电能表接通对应故障用户内部线路，为故障用户临时供电。
本实施例中，无线模块1适用于3G、4G或5G网络。
本实施例中，备用电能表8和电能表9型号相同的三项电度表。电线为10平方的铜芯线。
本实施例中，采集模块为霍尔传感器。霍尔传感器型号为VSM系列。
本实施例中，第一传感器10、第二传感器7和第三传感器4分别监测对应的用户供电线路。
本实施例中，电能表9故障期间，备用电能表8记录初始度数和已使用用电度数。
本实施例中，如图1和图3所示，逻辑模块2判断电路故障类型：当检测到第一传感器10、第二传感器7和第三传感器4全部回传无电信号时，判断故障为外线故障；当检测到第二传感器7和第三传感器4无电信号时，判断故障为电能表9故障；当仅检测到第三传感器4无电信号时，判断故障为用户内线故障；当检测到采集模块其他组合方式的无电信号时，判断为故障指示器故障。
本实施例中，需要安装对应用户数量的电能表9和一个备用电能表8，电能表9按照常规接线，备用电能表8线路可接通全部用户内部线路，平时处于断开状态，仅当切换模块3工作时，接通对应故障用户内部线路，为故障用户临时供电。
本实施例中，采集模块分为三组传感器，分别安装于计量箱的电源接入侧接线处、计量箱内部计量表6处、计量箱输出侧接线处，此三次传感器即可对应感应外线故障、计量箱本身故障、用户内线故障三种故障类型。
本实施例中，逻辑模块2配合采集模块传感器的输出信号，仅需简易电路回路即可完成逻辑判断并输出判断结果：当检测到第一传感器10、第二传感器7和第三传感器4全部回传无电信号时，判断故障为外线故障；当检测到第二传感器7和第三传感器4无电信号时，判断故障为电能表9故障；当仅检测到第三传感器4无电信号时，判断故障为用户内线故障；当检测到采集模块其他组合方式的无电信号时，判断为故障指示器故障。
本实施例中，如图2和图4所示，仅当切换模块3收到逻辑模块2输出的电能表9故障信号时，切换模块3开始工作，切断对应故障电能表9线路，转接至备用电能表8线路，恢复用户供电。
本实施例中，无线模块1将故障信息发送至所属供电公司抢修管理部门，由抢修人员上门更换新的电能表9后手动切换回电能表9供电。
本实施例中，如图1和图4所示，被测电路连接第一传感器10、第二传感器7和第三传感器4，传感器内部元件连接方式为：信号器件H连接放大器A1正极、三极管VT1 和放大器A2正极，放大器A1顺次连接51千欧电阻、50千欧排阻RP1、51千欧电阻和三极管VT1，其中排阻RP1连接信号器件H和放大器A2，三极管VT1一端连接100欧电阻，2千欧排阻RP3两端连接100欧电阻和15伏特电压，三极管VT1另一端连接与910欧电阻和二极管的连线，二极管连接15伏特电压，放大器A2负极连接1千欧电阻，20千欧排阻RP2一端连接放大器A2负极与1千欧电阻连线，另一端连接于放大器A2相连的1千欧电阻，放大器A2输出信号。
具体实施方案：如图1、图2、图3和图4所示，安装对应用户数量的电能表9和一个备用电能表8，电能表9按照常规接线，备用电能表8线路可接通全部用户内部线路，平时处于断开状态；采集模块采集电路故障信息，传输至逻辑模块2；逻辑模块2判断电路故障类型：当检测到第一传感器10、第二传感器7和第三传感器4全部回传无电信号时，判断故障为外线故障；当检测到第二传感器7和第三传感器4无电信号时，判断故障为电能表9故障，当发生电能表9故障时，该电能表9对应的故障用户内部线路停止供电；当仅检测到第三传感器4无电信号时，判断故障为用户内线故障；当检测到采集模块其他组合方式的无电信号时，判断为故障指示器故障；将电路故障类型通过无线模块1传输至所属供电公司抢修管理部门的计算机；若为电能表9故障，还将故障类型传输至切换模块3；切换模块3切断对应故障电能表9线路，对应故障用户内部线路转接至备用电能表8线路，恢复用户供电。
以上内容，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，包括：计量箱模块、连接模块、采集模块、逻辑模块、切换模块和无线模块，所述计量箱模块电连接连接模块，所述切换模块电连接逻辑模块和计量箱模块，所述采集模块设置于连接模块和计量箱模块内，所述逻辑模块电连接采集模块和无线模块。
2.根据权利要求1所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述连接模块包括电源接入端和电源输出端，所述电源接入端电连接计量箱模块的接入侧接线处，所述电源输出端电连接计量箱模块的输出侧接线处。
3.根据权利要求2所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述计量箱模块包括若干电能表、备用电能表和计量表，所述电能表和备用电能表电连接电源接入端和计量表，所述计量表电连接电源输出端，所述备用电能表电连接切换模块。
4.根据权利要求3所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述采集模块包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，所述第一传感器设置于电源接入端，所述第二传感器设置于计量表，所述第三传感器设置于电源输出端，所述第一传感器、第二传感器和第三传感器电连接逻辑模块。
5.根据权利要求1或4所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述无线模块电连接逻辑模块，所述无线模块使用DSP 技术和无线电技术。
6.根据权利要求3所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述备用电能表电连接所有用户内部线路。
7.根据权利要求3所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述备用电能表处于断开状态，仅当切换模块工作时，接通对应故障用户内部线路，为故障用户临时供电。
8.根据权利要求1或4所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述采集模块为霍尔传感器，分别监测对应的用户供电线路。
9.根据权利要求1或4所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，所述逻辑模块判断电路故障类型，所述电路故障类型分为四种；外线故障、电能表故障、内线故障和指示器故障。
10.一种住宅小区居民用电备用电表智能切换方法，适用于如权利要求1至9任一项所述的一种住宅小区居民用电备用电表智能切换装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1：所述采集模块采集电路故障信息，传输至逻辑模块；
S2：所述逻辑模块判断电路故障类型：
当检测到所述第一传感器、第二传感器和第三传感器全部回传无电信号时，判断故障为外线故障；
当检测到所述第二传感器和第三传感器无电信号时，判断故障为电能表故障；
当仅检测到所述第三传感器无电信号时，判断故障为用户内线故障；
当检测到所述采集模块其他组合方式的无电信号时，判断为故障指示器故障；
S3：将所述电路故障类型通过无线模块传输至所属供电公司抢修管理部门的计算机；
S4：若为电能表故障，还将所述故障类型传输至切换模块；
S5：所述切换模块切断对应故障电能表线路，转接至所述备用电能表线路，恢复用户供电。
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CN115877313A (zh) * 2023-02-13 2023-03-31 山东省计量科学研究院 一种电力计量检测***

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