本發(fā)明涉及一種智能安全供電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)樓宇供電線路接入系統(tǒng)中，大多都靠主線路上或支路上設(shè)置的保護(hù)開關(guān)實現(xiàn)負(fù)載超載時線路的截斷。雖然在一定程度上保障了用電設(shè)備以及線路的安全，但是其并不能實現(xiàn)對負(fù)載用電情況的準(zhǔn)確監(jiān)控，不利于對負(fù)載使用的長期監(jiān)控，不能實現(xiàn)對負(fù)載用電的均衡調(diào)配。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種智能安全供電系統(tǒng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種智能安全供電系統(tǒng)，包括：初級接入模塊、次級接入模塊、配電盤控制模塊以及負(fù)載接入模塊；

所述初級接入模塊包括：多火線輸入供電主線路、用于檢測所述多火線輸入供電線路電流信號的主電流檢測單元、n個分別用于切換以及截斷負(fù)載線路電源的初級切換與截斷單元以及用于對應(yīng)驅(qū)動所述初級切換與截斷單元的初級驅(qū)動單元；

所述次級接入模塊包括：n個用于檢測所述初級切換與截斷單元提供電源的次級電流檢測單元、n個用于切換以及截斷所述次級電流檢測單元輸出電源的次級切換與截斷單元以及分別用于驅(qū)動所述次級切換與截斷單元的次級驅(qū)動單元；

所述多火線輸入供電主線路經(jīng)所述主電流檢測單元分別與n個初級切換與截斷單元相連；所述n個次級電流檢測單元對應(yīng)與所述n個初級切換與截斷單元相連，所述n個次級電流檢測單元對應(yīng)與n個次級切換與截斷單元相連；所述主電流檢測單元、所述初級切換與截斷單元、所述初級驅(qū)動單元、所述次級電流檢測單元、所述次級切換與截斷單元、所述次級驅(qū)動單元均與一配電盤控制單元相連；

所述負(fù)載接入模塊包括n個對應(yīng)與次級切換與截斷單元相連的負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元，用于負(fù)載用電器的接入。

在本發(fā)明一實施例中，若所述多火線輸入供電主線路為三火線輸入線路，所述主電流檢測單元包括三個輸入端以及三個輸出端，所述初級切換與截斷單元包括三個輸入端以及三個輸出端，所述次級電流檢測單元包括三個輸入端以及三個輸出端，所述次級切換與截斷單元包括三個輸入端以及三個輸出端，所述負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括三個電源輸入端；所述三火線輸入線路對應(yīng)接入用于分別檢測三條接入火線電流信號的主電流檢測單元的三個輸入端，所述主電流檢測單元經(jīng)其三個輸出端對應(yīng)接入至初級切換與截斷單元的三個輸入端；所述初級切換與截斷單元的三個輸出端對應(yīng)接入所述次級電流檢測單元的三個輸入端；所述次級電流檢測單元的三個輸出端對應(yīng)接入所述次級切換與截斷單元的三個輸入端；所述次級切換與截斷單元的三個輸出端對應(yīng)接入所述負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元的三個輸入端。

在本發(fā)明一實施例中，若所述多火線輸入供電主線路為雙火線輸入線路，所述主電流檢測單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，所述初級切換與截斷單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，所述次級電流檢測單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，所述次級切換與截斷單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，所述負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括兩個電源輸入端；所述兩火線輸入線路對應(yīng)接入用于分別檢測兩條接入火線電流信號的主電流檢測單元的兩個輸入端，所述主電流檢測單元經(jīng)其兩個輸出端對應(yīng)接入至初級切換與截斷單元的兩個輸入端；所述初級切換與截斷單元的兩個輸出端對應(yīng)接入所述次級電流檢測單元的兩個輸入端；所述次級電流檢測單元的兩個輸出端對應(yīng)接入所述次級切換與截斷單元的兩個輸入端；所述次級切換與截斷單元的兩個輸出端對應(yīng)接入所述負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元的兩個輸入端。

在本發(fā)明一實施例中，所述主電流檢測單元檢測多火線輸入供電主線路的電流信號，并將多火線輸入供電主線路的電流信號發(fā)送至所述配電盤控制模塊；所述次級電流檢測單元檢測對應(yīng)負(fù)載線路的電流信號，并將檢測獲取的電流信號上傳至所述配電盤控制單元；所述配電盤控制單元根據(jù)采集到的供電主線路的多火線輸入線路上的電流信號與負(fù)載線路的電流信號，得到每條線路上的用電量，判斷當(dāng)前工作線路上使用的火線線路上接入的負(fù)載是否超載；若超載，則所述配電盤控制單元控制對應(yīng)的驅(qū)動單元驅(qū)動與其相連的切換與截斷單元，將當(dāng)前工作的接入火線線路切換連接至另一條接入火線線路上；若每條接入火線線路均已超載，則所述配電盤控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動與其相連的切換與截斷單元將當(dāng)前工作的線路與接入火線線路之間進(jìn)行截斷；所述配電盤控制單元將采集到的電流信號以及負(fù)載線路運(yùn)行時間上傳至一云端服務(wù)器并進(jìn)行存儲。

在本發(fā)明一實施例中，所述配電盤控制單元包括一第一mcu以及分別與該第一mcu相連的第一ac/dc電路、用于接收所述主電流檢測單元提供的電流信號的主輸入電流檢測電路、用于為所述初級切換與截斷單元提供驅(qū)動信號的初級驅(qū)動輸出電路、用于接收所述次級電流檢測單元提供的電流信號的次級輸出電流檢測電路、用于為所述次級切換與截斷單元提供驅(qū)動信號的次級驅(qū)動輸出電路、第一指示燈、第一揚(yáng)聲器、用于提供鍵入功能的第一按鍵電路、用于顯示信息的第一顯示器以及用于與一遠(yuǎn)程服務(wù)器通信的第一無線通訊電路。

在本發(fā)明一實施例中，所述負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括插座本體；所述插座本體內(nèi)部設(shè)置有用于切換以及截斷負(fù)載供電線路的負(fù)載接入切換與截斷單元，第二mcu以及分別與所述第二mcu相連的用于檢測負(fù)載用電電流信號的負(fù)載電流檢測單元、用于驅(qū)動所述負(fù)載接入切換與截斷單元的負(fù)載驅(qū)動器、第二指示燈、第二揚(yáng)聲器、用于提供鍵入功能的第二按鍵電路、用于顯示信息的第二顯示器以及用于與一遠(yuǎn)程服務(wù)器通信的第二無線通訊電路；所述負(fù)載接入切換與截斷單元的輸入端為雙火線接入端，所述負(fù)載切換與截斷單元的輸出端連接至負(fù)載插座火線輸入端；所述負(fù)載電流檢測單元還與所述負(fù)載插座火線輸入端相連。

在本發(fā)明一實施例中，所述負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括插座本體；所述插座本體內(nèi)部設(shè)置有用于切換以及截斷負(fù)載供電線路的負(fù)載接入切換與截斷單元，第二mcu以及分別與所述第二mcu相連的用于檢測負(fù)載用電電流信號的負(fù)載電流檢測單元、用于驅(qū)動所述負(fù)載接入切換與截斷單元的負(fù)載驅(qū)動器、第二指示燈、第二揚(yáng)聲器、用于提供鍵入功能的第二按鍵電路、用于顯示信息的第二顯示器以及用于與一遠(yuǎn)程服務(wù)器通信的第二無線通訊電路；所述負(fù)載接入切換與截斷單元的輸入端為三火線接入端，所述負(fù)載切換與截斷單元的輸出端連接至負(fù)載插座火線輸入端；所述負(fù)載電流檢測單元還與所述負(fù)載插座火線輸入端相連。

在本發(fā)明一實施例中，所述初級切換與截斷單元、所述次級切換與截斷單元以及所述負(fù)載接入切換與截斷單元均采用電磁繼電器。

在本發(fā)明一實施例中，所述負(fù)載電流檢測單元檢測負(fù)載用電的電流信號，并將該電流信號發(fā)送至所述第二mcu；所述第二mcu根據(jù)采集到的電流信號，得到負(fù)載的用電量，判斷負(fù)載當(dāng)前工作線路上使用的火線線路上接入的負(fù)載是否超載；若超載，則所述第二mcu控制負(fù)載驅(qū)動器驅(qū)動負(fù)載切換與截斷單元，將當(dāng)前工作的接入火線線路切換連接至另一條接入火線線路上；若每條接入火線線路均已超載，則所述第二mcu控制負(fù)載驅(qū)動單元驅(qū)動負(fù)載切換與截斷單元將當(dāng)前工作的線路與接入火線線路之間進(jìn)行截斷；所述第二mcu將采集到的電流信號以及負(fù)載線路運(yùn)行時間上傳至一云端服務(wù)器并進(jìn)行存儲。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明所提出的一種智能安全用電系統(tǒng)，有效地實現(xiàn)了對供電主線路與支路負(fù)載之間的有效切換，能夠在監(jiān)測到負(fù)載線路超載時，切換與負(fù)載線路相連的火線輸入線路，保證負(fù)載安全；另外，還實現(xiàn)了實時對負(fù)載用電情況的監(jiān)控與對用電設(shè)備老化情況的判斷，將突發(fā)情況下發(fā)至用戶，還可進(jìn)行安全預(yù)置投切。此外，通過云端服務(wù)器對各個類型設(shè)備用電情況的監(jiān)測，為后續(xù)線路布設(shè)以及用電設(shè)備的技術(shù)改進(jìn)提供的數(shù)據(jù)支撐。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例中多火線輸入供電主線路為三火線輸入線路的接線示意圖。

圖2為本發(fā)明一實施例中多火線輸入供電主線路為雙火線輸入線路的接線示意圖。

圖3為本發(fā)明一實施例中配電盤控制單元的電路原理圖。

圖4為本發(fā)明一實施例中負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行具體說明。

本發(fā)明提供一種智能安全供電系統(tǒng)，包括：初級接入模塊、次級接入模塊、配電盤控制模塊以及負(fù)載接入模塊；

初級接入模塊包括：多火線輸入供電主線路、用于檢測多火線輸入供電線路電流信號的主電流檢測單元、n個分別用于切換以及截斷負(fù)載線路電源的初級切換與截斷單元以及用于對應(yīng)驅(qū)動初級切換與截斷單元的初級驅(qū)動單元；

次級接入模塊包括：n個用于檢測初級切換與截斷單元提供電源的次級電流檢測單元、n個用于切換以及截斷次級電流檢測單元輸出電源的次級切換與截斷單元以及分別用于驅(qū)動次級切換與截斷單元的次級驅(qū)動單元；

多火線輸入供電主線路經(jīng)所述主電流檢測單元分別與n個初級切換與截斷單元相連；n個次級電流檢測單元對應(yīng)與n個初級切換與截斷單元相連，n個次級電流檢測單元對應(yīng)與n個次級切換與截斷單元相連；主電流檢測單元、初級切換與截斷單元、初級驅(qū)動單元、次級電流檢測單元、次級切換與截斷單元、次級驅(qū)動單元均與一配電盤控制單元相連；

負(fù)載接入模塊包括n個對應(yīng)與次級切換與截斷單元相連的負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元，用于負(fù)載用電器的接入。

進(jìn)一步的，在本實施例中，如圖1所示，若多火線輸入供電主線路為三火線輸入線路，主電流檢測單元包括三個輸入端以及三個輸出端，初級切換與截斷單元包括三個輸入端以及三個輸出端，次級電流檢測單元包括三個輸入端以及三個輸出端，次級切換與截斷單元包括三個輸入端以及三個輸出端，負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括三個電源輸入端；三火線輸入線路對應(yīng)接入用于分別檢測三條接入火線電流信號的主電流檢測單元的三個輸入端，主電流檢測單元經(jīng)其三個輸出端對應(yīng)接入至初級切換與截斷單元的三個輸入端；初級切換與截斷單元的三個輸出端對應(yīng)接入次級電流檢測單元的三個輸入端；次級電流檢測單元的三個輸出端對應(yīng)接入次級切換與截斷單元的三個輸入端；次級切換與截斷單元的三個輸出端對應(yīng)接入負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元的三個輸入端。

進(jìn)一步的，在另一實施例中，如圖2所示，若多火線輸入供電主線路為雙火線輸入線路，主電流檢測單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，初級切換與截斷單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，次級電流檢測單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，次級切換與截斷單元包括兩個輸入端以及兩個輸出端，負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括兩個電源輸入端；兩火線輸入線路對應(yīng)接入用于分別檢測兩條接入火線電流信號的主電流檢測單元的兩個輸入端，主電流檢測單元經(jīng)其兩個輸出端對應(yīng)接入至初級切換與截斷單元的兩個輸入端；初級切換與截斷單元的兩個輸出端對應(yīng)接入次級電流檢測單元的兩個輸入端；次級電流檢測單元的兩個輸出端對應(yīng)接入次級切換與截斷單元的兩個輸入端；次級切換與截斷單元的兩個輸出端對應(yīng)接入負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元的兩個輸入端。

進(jìn)一步的，主電流檢測單元檢測多火線輸入供電主線路的電流信號，并將多火線輸入供電主線路的電流信號發(fā)送至配電盤控制模塊；次級電流檢測單元檢測對應(yīng)負(fù)載線路的電流信號，并將檢測獲取的電流信號上傳至配電盤控制單元；配電盤控制單元根據(jù)采集到的供電主線路的多火線輸入線路上的電流信號與負(fù)載線路的電流信號，得到每條線路上的用電量，判斷當(dāng)前工作線路上使用的火線線路上接入的負(fù)載是否超載；若超載，則配電盤控制單元控制對應(yīng)的驅(qū)動單元驅(qū)動與其相連的切換與截斷單元，將當(dāng)前工作的接入火線線路切換連接至另一條接入火線線路上；若每條接入火線線路均已超載，則配電盤控制單元控制驅(qū)動單元驅(qū)動與其相連的切換與截斷單元將當(dāng)前工作的線路與接入火線線路之間進(jìn)行截斷；配電盤控制單元將采集到的電流信號以及負(fù)載線路運(yùn)行時間上傳至一云端服務(wù)器并進(jìn)行存儲。

進(jìn)一步的，配電盤控制單元包括一第一mcu以及分別與該第一mcu相連的第一ac/dc電路、用于接收主電流檢測單元提供的電流信號的主輸入電流檢測電路、用于為初級切換與截斷單元提供驅(qū)動信號的初級驅(qū)動輸出電路、用于接收次級電流檢測單元提供的電流信號的次級輸出電流檢測電路、用于為次級切換與截斷單元提供驅(qū)動信號的次級驅(qū)動輸出電路、第一指示燈、第一揚(yáng)聲器、用于提供鍵入功能的第一按鍵電路、用于顯示信息的第一顯示器以及用于與一遠(yuǎn)程服務(wù)器通信的第一無線通訊電路。

進(jìn)一步的，第一mcu依不同季節(jié)，月、周、日、小時以及早、中、晚不同時段，儲存負(fù)載電流最大值、平均值與變化量等數(shù)據(jù)，作為獲取電流信號的數(shù)據(jù)來源，并為產(chǎn)生異常時，資料比對分析使用以及用電量消耗分析使用。

進(jìn)一步的，在一實施例中，負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括插座本體；插座本體內(nèi)部設(shè)置有用于切換以及截斷負(fù)載供電線路的負(fù)載接入切換與截斷單元，第二mcu以及分別與第二mcu相連的用于檢測負(fù)載用電電流信號的負(fù)載電流檢測單元、用于驅(qū)動負(fù)載接入切換與截斷單元的負(fù)載驅(qū)動器、第二指示燈、第二揚(yáng)聲器、用于提供鍵入功能的第二按鍵電路、用于顯示信息的第二顯示器以及用于與一遠(yuǎn)程服務(wù)器通信的第二無線通訊電路；負(fù)載接入切換與截斷單元的輸入端為雙火線接入端，負(fù)載切換與截斷單元的輸出端連接至負(fù)載插座火線輸入端；負(fù)載電流檢測單元還與負(fù)載插座火線輸入端相連。

進(jìn)一步的，在另一實施例中，負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元包括插座本體；插座本體內(nèi)部設(shè)置有用于切換以及截斷負(fù)載供電線路的負(fù)載接入切換與截斷單元，第二mcu以及分別與第二mcu相連的用于檢測負(fù)載用電電流信號的負(fù)載電流檢測單元、用于驅(qū)動負(fù)載接入切換與截斷單元的負(fù)載驅(qū)動器、第二指示燈、第二揚(yáng)聲器、用于提供鍵入功能的第二按鍵電路、用于顯示信息的第二顯示器以及用于與一遠(yuǎn)程服務(wù)器通信的第二無線通訊電路；負(fù)載接入切換與截斷單元的輸入端為三火線接入端，負(fù)載切換與截斷單元的輸出端連接至負(fù)載插座火線輸入端；負(fù)載電流檢測單元還與負(fù)載插座火線輸入端相連。

進(jìn)一步的，初級切換與截斷單元、次級切換與截斷單元以及負(fù)載接入切換與截斷單元均采用電磁繼電器。

進(jìn)一步的，負(fù)載電流檢測單元檢測負(fù)載用電的電流信號，并將該電流信號發(fā)送至第二mcu；第二mcu根據(jù)采集到的負(fù)載電流信號，得到負(fù)載的用電量，判斷負(fù)載當(dāng)前工作線路上使用的火線線路上接入的負(fù)載是否超載；若超載，則第二mcu控制負(fù)載驅(qū)動器驅(qū)動負(fù)載切換與截斷單元，將當(dāng)前工作的接入火線線路切換連接至另一條接入火線線路上；若每條接入火線線路均已超載，則第二mcu控制負(fù)載驅(qū)動單元驅(qū)動負(fù)載切換與截斷單元將當(dāng)前工作的線路與接入火線線路之間進(jìn)行截斷；第二mcu將采集到的電流信號以及負(fù)載線路運(yùn)行時間上傳至一云端服務(wù)器并進(jìn)行存儲。

進(jìn)一步的，當(dāng)負(fù)載接入負(fù)載插座火線輸入端后，負(fù)載電流檢測單元獲取負(fù)載電流信號，并將檢測獲取的電流信號上傳至第二mcu；第二mcu將該電流信號與預(yù)存負(fù)載類型電流信號比較，判斷該負(fù)載類型，第二mcu單元獲取該對應(yīng)負(fù)載接入線路后的電流信號以及負(fù)載運(yùn)行時間上傳至云端服務(wù)器并進(jìn)行存儲。第二mcu中預(yù)先存儲有不同種類的負(fù)載電流接入、運(yùn)行電流信號，包括照明設(shè)備、溫度調(diào)節(jié)設(shè)備、主機(jī)設(shè)備以及電源設(shè)備，通過將所獲取實際接入負(fù)載電流信號與預(yù)存負(fù)載類型電流信號進(jìn)行比較，包括接入電流以及運(yùn)行電流的波形、幅值、頻率等，進(jìn)而確定負(fù)載類型。

進(jìn)一步的，電流信號包括負(fù)載接入電流信號、負(fù)載正常運(yùn)行電流信號以及負(fù)載異常運(yùn)行電流信號。

進(jìn)一步的，第二mcu依不同季節(jié)，月、周、日、小時以及早、中、晚不同時段，儲存負(fù)載電流最大值、平均值與變化量等數(shù)據(jù)，作為獲取電流信號的數(shù)據(jù)來源，并為產(chǎn)生異常時，資料比對分析使用以及用電量消耗分析使用。

進(jìn)一步的，云端服務(wù)器根據(jù)每個負(fù)載的負(fù)載運(yùn)行時間計算累計運(yùn)行時間t、負(fù)載異常運(yùn)行信號的頻率f1、負(fù)載啟動頻率f2以及負(fù)載類型k判斷負(fù)載老化程度。通過如下方式計算：k=a1*t+a2*f1+a3*f2+a4*k，a1、a2、a3以及a4分別為各個參量的權(quán)重系數(shù)，在計算過程中，權(quán)重系數(shù)可根據(jù)實際負(fù)載情況進(jìn)行設(shè)定。k值根據(jù)不同負(fù)載類型的健全性設(shè)定。

進(jìn)一步的，第二mcu根據(jù)負(fù)載正常運(yùn)行電流信號與負(fù)載異常運(yùn)行電流信號，以及預(yù)存于第二mcu中與負(fù)載類型匹配的閾值信號比較，判斷負(fù)載是否處于超載范圍內(nèi)，并將判斷結(jié)果上傳至云端服務(wù)器；當(dāng)負(fù)載處于超載范圍時，第二mcu發(fā)送驅(qū)動控制信號至對應(yīng)的負(fù)載接入切換與截斷單元。閾值信號包括負(fù)載正常運(yùn)行電流大小、負(fù)載異常運(yùn)行電流大小以及負(fù)載異常運(yùn)行時間。較佳地，通過檢測負(fù)載正常運(yùn)行電流以及負(fù)載異常運(yùn)行電流獲取異常產(chǎn)生情況，并檢測異常情況持續(xù)時間觸發(fā)判斷，進(jìn)而確定是否處于超載范圍內(nèi)。

進(jìn)一步的，在本實施例中，還包括一與云端服務(wù)器匹配的手持終端；云端服務(wù)器將配電盤控制單元以及負(fù)載插座數(shù)據(jù)采集單元上傳的電流信號與負(fù)載運(yùn)行時間、負(fù)載老化程度以及負(fù)載是否處于超載范圍實時發(fā)送至手持終端，以為用戶提供實時的用電設(shè)備用電情況檢測。

以上是本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明技術(shù)方案所作的改變，所產(chǎn)生的功能作用未超出本發(fā)明技術(shù)方案的范圍時，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。