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专利名称：用电监测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及用电监测设备，特别涉及一种适用于电信或其它行业基 站和机房的多路电能计量和电参数测量的用电监测仪。
背景技术：
目前，随着移动通信网络的不断发展与完善，基站数量越来越多，分布 越来越广，作为基站管理中的重要内容，用电管理随着基站数量的不断增多， 管理难度越来越大。
当前存在主要问题归纳如下
1、 市内基站多从附近小区或厂矿取电，部分基站采用IC卡电能表，预 存电费，卡中没钱后，强制停电。面对数量众多的基站，移动工作人员需要 时刻关注电费情况，难免会发生因遗忘续存电费而导致基站断电。
2、 部分基站电表安装在基站外，有些甚至安装在电杆顶部，查看用电量 不方便；同时容易发生#^俞电等情况。
3、 基站建设基本完成后，电费在基站运营成本中占有相当的比重，移动 公司目前不能实时掌握总体用电情况，缺少科学的统计和计量手段。
4、 随着节电设备不断被基站采用，移动公司目前不能实时地验证节电设 备的节电效果。
5、 在基站停电时，需要代维公司负责发电，保证基站运行，但却无法对 代维公司的发电量进行核实，不利于成本控制。
6、 当前电信部门要解决上述问题，只能安装两台电能计量仪器， 一台电 能计量仪器计量市电供电电能，另一台电能计量仪器计量油机发电电能，不 能有效利用资源，且应用不便。
鉴于上述问题，如何有效利用现有资源，便于企业应用和管理，为市场 提供一种用电监测仪，将是该领域当前急待解决的问题之一。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服上述不足之处，^是供一种设计合理、性能可
靠、效果显著的用电监测仪；用一台用电监测仪计量和监测经过本用电监测 仪向基站供电线路的电能和电量参数。当基站电源是多路市电或多路油机发 电时，根据油机发电信号和市电供电信号特性，识别出供电电源的来源，对 多路供电电源分别进行电能计量和参数测量，并显示和通讯上传电量测量数 据。
为实现上述目的本实用新型所采用的技术方案是 一种用电监测仪，包 括机壳、电流互感器、接线端子及印制板设有的控制电路部分；控制电路部 分设有电能计量电路与单片机连接，所述单片机分别与显示器、红外光学接 口电路、通讯接口、存储器、按键、时钟电路连接；所述电源电路与上述各 个电路单元连接提供工作电源，且时钟电路配设后备电池；其特征在于设有 供电信号检测电路与单片机连接，识别检测油机发电信号和市电供电信号； 首先外部三相供电电源接入该用电监测仪，即三相电源分别经过电流互感器， 再从用电监测仪输出，向基站供电线路供电；用电监测仪将三相电源的电压 经衰减网络输入到电能计量电路，三个电流互感器的输出信号经电流取样电 路输入到电能计量电路；所述电能计量电路釆用实现对供电线路的有功和无 功电能的计量、对功率因数、最大功率、三相电压和三相电流测量的电能计 量芯片；所述单片机电路采集电量信号，并根据油机发电信号和市电供电信 号特性识别外部供电电源的类别，对电量数据分别进行相应的累计和保存。
本实用新型的有益效果是用一台用电监测仪，计量机房(基站)市电 供电电能，同时计量油机发电电能，仅用一台用电监测仪达到了安装两台电 能计量仪器的效果，节省了电信基站和机房的设备投资，增加了企业效益。 通过基站内安装一台新型数字化用电监测仪，将它接入目前机房(基站)动 力及环境监控系统，或直接与计算机系统连接，即可以实现将基站的用电数 据实时传送回监控中心并同时在用电监测仪上进行显示，管理者可以在监控 中心实时掌握基站的用电情况。通过后台软件分析和处理数据，为分析基站 运营成本提供科学的数据，避免了人为因素的影响，有效地提高了工作效率； 并为将来评估基站节电设备的性能提供科学的依据。
该用电监测仪完全按国标要求采集电能质量的相关参数，具有长时间工
4作的可靠性、较强的现场操作和通讯功能，同时具有长时间记录存储数据的 能力。该用电监测仪有效利用设备资源，给用户带来极大的方便，本实用新
型结构简单，设计合理， 一体化设计，降低成本；应用非常广泛，市场前景广阔。


图l是本实用新型电路连接结构框图，
图2是本实用新型接线框图，
图3是本实用新型表面结构示意图4是本实用新型内部结构示意图。
具体实施方式

以下结合附图和较佳实施例，对依据本实用新型提供的具体实施方式
详 述如下
如图1、图2所示， 一种用电监测仪，包括机壳、电流互感器、接线端子 及印制板设有的控制电路部分；控制电路部分设有电能计量电路与单片机连 接，所述单片机分别与显示器、红外光学接口电路、通讯接口、存储器、按 键、时钟电路连接；所述电源电路与上述各个电路单元连接提供工作电源， 且时钟电路配设后备电池；其特征在于设有供电信号检测电路与单片机连接， 识别检测油机发电信号和市电供电信号；首先外部三相供电电源接入该用电 监测仪，即A、 B、 C三相电源分别经过电流互感器，再从用电监测仪输出， 向基站供电线路供电；用电监测仪将三相电源的电压经衰减网络输入到电能 计量电路，三个电流互感器的输出信号经电流取样电路输入到电能计量电路； 所述电能计量电路采用实现对供电线路的有功和无功电能的计量、对功率因 数、最大功率、三相电压和三相电流测量的电能计量芯片，电能计量芯片与 作为指示灯的三个发光二极管连接；同时电能计量芯片与单片机电路连接， 所述单片机电路采集电量信号，并根据油机发电信号和市电供电信号特性， 识别外部供电电源的类别，对电量数据分别进行相应的累计和保存。
所述单片机连接的供电信号检测电路设为油机发电信号检测电路、市电 供电信号检测电路两路分别识别检测油机发电信号和市电供电信号；或供电 信号检测电路与单片机连接通过高低电平识别检测油机发电信号和市电供电 信号。所迷供电信号检测电路包括的油机发电信号检测电路、市电供电信号检
测电3各对应i殳为两^各或两^各以上。
所迷供电信号检测电路所检测的信号是开关信号、电压信号、电流信号 之一。
所迷显示器循环显示或根据按键步进显示市电供电和油机发电的电量参 数；红外光学接口电路用于与带红外接口手持器通讯，手持器对用电监测仪 进行参数设置和抄收数据；通讯接口通过RS232、 RS485、 RS422总线和机房 (基站)动力及环境监控系统连接，或通过GSM网络直接与监控系统通讯， 完成对用电监测仪的参数设置和抄收数据；存储器分别保存市电供电和油机 发电的计量和测量参数；按键电路实现操作者通过按键查看用电监测仪的参 数设置和电量测量数据；时钟电路完成时间和日期计算;.市电供电和油机发 电输入信号经转换处理后，输入到单片机电路；电源电路将外部供电电源进 行电压变换和整流、稳压，对用电监测仪内的各单元电路提供电源；当线路 供电电源中断时，后备电池对时钟电路提供电源。
如图2所示，外部供电线路的A相电源，接入用电监测仪的①端，经本 仪器内的电流互感器从③端输出；外部供电线路的B相电源，接入用电监测 仪的④端，经本仪器内的电流互感器从⑥端输出；外部供电线路的C相电源， 接入用电监测仪的⑦端，经本仪器内的电流互感器从⑨端输出；如果是三相 四线供电方式，外部供电线路的中相线，接入用电监测仪的⑩端。市电供电 识别信号接入用电监测仪的(ll)和似端；油机发电识别信号接入用电监测仪的 (13)和(14)端；RS422的通讯线接入用电监测仪的(15)、 (16)、叨、(18)端。
接入用电监测仪①、 、⑦电源电压，经过衰减网络输入到电能计量电 路，同时，各相电流互感器的输出信号经电流取样电路，也输入到电能计量 电路；电能计量电路完成有功电能、无功电能、功率因数、各相电压、各相 电流的测量，直接输出有功电能脉冲CF1、无功电能脉冲CF2和是否反相信 号REVP，驱动LED发光二极管。单片机从电能计量电路读取有功电能、无 功电能、功率因数、各相电压、各相电流的值，并进行相应计算；单片机冲全 测市电供电识别信号有效，将上述计算值保存到市电电量相关数据区，并进 行显示；如果检测油机发电识别信号有效，.将上述计算值保存到油机电量相 关数据区，并进行显示。通过红外光学接口电路，用带红外接口手持器可以设置用电监测仪的参数和读取测量数据。通过RS232、 RS422或RS485接口 与机房(基站)动力及环境监控系统或其它计算机控制系统连接，设置用电 监测仪的参数和读取测量数据。存储器保存电能测量数据，并在电源断电时， 也不丢失。按键操作可以在显示器土顺序查看用电监测仪的参数和测量数据。 时钟电路完成时间和日历功能，在电源断电时，由后备电池提供电源。电源 电路将用电监测仪①、 、⑦三相电源输入先经变压器转换，再整流稳压， 提供给各个单元电路电压。
如图3、图4所示，本实用新型结构部分包括的机壳由上盖8、底壳4、 端钮盒7和端钮盒盖ll构成；机壳内设有电流互感器10，滤波器6和印制板 组件5;印制板组件5设有液晶显示器1、红外指示灯2、 4务建开关3;在端 钮盒7上设有铅封12;在上盖8内侧安装面板9。
用电监测仪实现主要功能
1、 多路电参数测量
(1) 市电供电时的电参数测量
有功电量计量，无功电量计量，功率因数、最大功率、，三相电压、三相 电流等测量。
(2) 油机供电时的电参数测量
有功电量计量，无功电量计量，功率因数、最大功率、，三相电压、三相 电流等测量。
2、 监控功能
一台用电监测仪在市电供电时，计量市电用电量；在市电停电，油机启 动时，计量油机发电量，做到一台用电监测仪完成机房的多种电量计量和用 电监控功能。
(1) 基站市电供电的有功电量计量，做为对电力系统电费结算的参 考依据。
(2) 在基站市电停电时，自动计量油机发电的电量，为与代维公司的结 算提供了准确的数据。
(3 )基站电能消耗总量的计量，做为基站内设备用电是否正常的监测数据。
(4 )实时测量电路的功率因数和无功电量，为衡量基站内设备效率高低，降低电能消耗和电费支出，提供有效数据。
(5) 可测量并保存最大用电功率，当基站设备用电异常时，可及早发现问题。
(6) 实时测量三相供电电压，当缺相或电压过高或过低，发出报警信息。
(7) 实时测量三相供电电流，当供电电流过大或三相电流严重不平衡时， 发出报警信息。
3、 数据通信协议
用电监测仪支持《通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统》 的前端智能设备+办议，通过RS232、 RS422或RS485接口与机房(基站)动 力及环境监控系统连接。
4、 现场设置和抄收数据
可以使用带红外接口手持器通过红外光学接口对用电监测仪进行初始底 数(电力局电表读数)设置，这样，用电监测仪的有功电量计量数据和电力 局电表读数保持一致，便于电量数据结算管理。另外也可以通过带红外接口 手持器抄读用电监测仪的各项数据。
5、 数据保存
市电供电和油机发电的有功电量计量、无功电量计量、和最大用电功率 等数据在断电时不丟失，数据可保存10年以上。
上述参照实施例对该用电监测仪的详细描述，是说明性的而不是限定性 的；因此在不脱离本实用新型总体构思下的变化和修改，应属本实用新型的 保护范围之内。
8
权利要求1、一种用电监测仪，包括机壳、电流互感器、接线端子及印制板设有的控制电路部分；控制电路部分设有电能计量电路与单片机连接，所述单片机分别与显示器、红外光学接口电路、通讯接口、存储器、按键、时钟电路连接；所述电源电路与上述各个电路单元连接提供工作电源，且时钟电路配设后备电池；其特征在于设有供电信号检测电路与单片机连接，识别检测油机发电信号和市电供电信号；首先外部三相供电电源接入该用电监测仪，即三相电源分别经过电流互感器，再从用电监测仪输出，向基站供电线路供电；用电监测仪将三相电源的电压经衰减网络输入到电能计量电路，三个电流互感器的输出信号经电流取样电路输入到电能计量电路；所述电能计量电路采用实现对供电线路的有功和无功电能的计量、对功率因数、最大功率、三相电压和三相电流测量的电能计量芯片；所述单片机电路采集电量信号，并根据油机发电信号和市电供电信号特性识别外部供电电源的类别，对电量数据分别进行相应的累计和保存。
2、 根据权利要求1所述的用电监测仪，其特征在于所述单片机连接的供 电信号检测电路设为油机发电信号检测电路、市电供电信号检测电路两路分 别识别检测油机发电信号和市电供电信号；或供电信号检测电路与单片机连 接通过高低电平识别检测油机发电信号和市电供电信号。
3、 根据权利要求2所述的用电监测仪，其特征在于所述供电信号检测电 路包括的油机发电信号检测电路、市电供电信号检测电路对应设为两路或两 路以上。
4、 根据权利要求1或2、或3所述的用电监测仪，其特征在于所述供电 信号检测电路所检测的信号是开关信号、电压信号、电流信号之一。
专利摘要本实用新型涉及一种用电监测仪，包括机壳、电流互感器、接线端子及印制板设有的控制电路部分；控制电路部分设有电能计量电路与单片机连接，所述单片机分别与显示器、红外光学接口电路、通讯接口、存储器、按键、时钟电路连接；所述电源电路与上述各个电路单元连接提供工作电源，且时钟电路配设后备电池；其特征在于设有供电信号检测电路与单片机连接，识别油机发电信号和市电供电信号。该仪器既能够计量市电供电电能，也能够计量油机发电电能，一体化计量监测，充分利用现有资源，大大节省电信基站和机房设备的投资，有效提高设备工作效率，通过对电量多种参数的测量，为评估基站节电设备的性能提供科学的依据。
文档编号G01R22/00GK201278001SQ200820142258
公开日2009年7月22日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者任国强, 铁 李, 陈典瑞 申请人:天津市腾马电表有限公司