智能電力儀表的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種電力儀表，特別是涉及一種智能電力儀表。
[0002]【背景技術(shù)】:
電力是我們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中的主要基礎(chǔ)能源，在現(xiàn)代社會(huì)中起著非常重要的作用，它不僅是關(guān)系國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)的戰(zhàn)略大問(wèn)題，而且與人們的日常生活、社會(huì)穩(wěn)定有密切的關(guān)系，各種家用電器以及大規(guī)模用電設(shè)備的使用，電力系統(tǒng)越來(lái)越復(fù)雜，由此也帶來(lái)了各種各樣的新問(wèn)題，各種新型用電設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量的要求越來(lái)越高，同時(shí)由于擾動(dòng)負(fù)荷接入電力系統(tǒng)或其他擾動(dòng)源存在，造成了大量的電能質(zhì)量問(wèn)題，這就要求供電部門(mén)和用戶(hù)能夠?qū)δ骋还?jié)點(diǎn)的電網(wǎng)運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行情況采取相應(yīng)措施，提高電能質(zhì)量。
[0003]隨著電力行業(yè)測(cè)量與管理的自動(dòng)化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化逐步推進(jìn)，作為電力管理系統(tǒng)組成部分的電力監(jiān)測(cè)儀表也起著越來(lái)越重要的作用，電網(wǎng)參數(shù)的測(cè)量與監(jiān)控不僅一直受到廣泛的關(guān)注和重視，同時(shí)也關(guān)系到電力管理水平的提升及電力用戶(hù)的切身利益。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能夠計(jì)算出有功電能及功率，具有欠壓、過(guò)壓、過(guò)流報(bào)警功能，通過(guò)多核處理器同時(shí)對(duì)多戶(hù)用電信息進(jìn)行處理，并進(jìn)行畫(huà)面分割顯示和無(wú)線(xiàn)傳輸功能的智能電力儀表。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種智能電力儀表，包括多核處理器、信息采集裝置、通訊單元和畫(huà)面分割器，所述信號(hào)采集裝置與用戶(hù)電線(xiàn)和信號(hào)開(kāi)入單元連接，所述畫(huà)面分割器與顯示屏和至少兩個(gè)信號(hào)開(kāi)出單元連接，所述通訊單元與編碼單元和多核處理器連接，所述多核處理器與編碼單元、信息開(kāi)入單元、信息開(kāi)出單元、儲(chǔ)存器、外圍電路和電源電路連接，所述用戶(hù)電線(xiàn)為至少兩路。
[0006]所述信號(hào)采集單元與信號(hào)開(kāi)入單元之間和畫(huà)面分割器與信號(hào)開(kāi)出單元之間設(shè)置有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，所述通訊單元為RS485通訊單元。
[0007]所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與畫(huà)面分割器之間設(shè)置有分路接口，所述分路接口與編碼單元連接。
[0008]所述信息采集裝置包括電壓采集單元和電流采集單元，所述電源電路與顯示器、畫(huà)面分割器、通訊單元、編碼單元、信息采集裝置、信號(hào)開(kāi)出單元、信號(hào)開(kāi)入單元和外圍電路連接。
[0009]所述電源單元，是把交流的AC220V電源經(jīng)過(guò)緩沖保護(hù)、EMC、整流濾波、PffM變送、整流輸出、穩(wěn)壓反饋?zhàn)兂煽梢怨└麟娐饭ぷ鞯腄C12V、DC5V、DC3.3V的直流電源。
[0010]所述電壓、電流采集單元把用戶(hù)電線(xiàn)中的電壓、電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電壓、電流采集單元轉(zhuǎn)化為弱電信號(hào)，進(jìn)入多核處理器計(jì)算電力參數(shù)及計(jì)量電能。
[0011]所述RS485通訊單元，多核處理器通過(guò)RS485響應(yīng)上位機(jī)的通信請(qǐng)求，采用Modbus協(xié)議將測(cè)量到的電力參數(shù)和諧波值傳給上位機(jī)。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明能夠計(jì)算出有功電能及功率，具有欠壓、過(guò)壓、過(guò)流報(bào)警功能，通過(guò)多核處理器同時(shí)對(duì)多戶(hù)用電信息進(jìn)行處理，并進(jìn)行畫(huà)面分割顯示和無(wú)線(xiàn)傳輸功能，實(shí)現(xiàn)電氣檢測(cè)設(shè)備的自動(dòng)化。
[0013]2、本發(fā)明采用多核處理器代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電量信息計(jì)量裝置，能夠同時(shí)檢測(cè)多個(gè)用戶(hù)的用電信息，減少資源的浪費(fèi)。
[0014]3、本發(fā)明設(shè)置有畫(huà)面分割器，能夠在顯示器上同時(shí)顯示所檢測(cè)用戶(hù)的用電信息，解決了傳統(tǒng)多個(gè)顯示器進(jìn)行顯示造成資源浪費(fèi)的問(wèn)題。
[0015]4、本發(fā)明通過(guò)編碼單元和通訊單元實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的顯示，編碼單元的設(shè)置，保證在進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通訊時(shí)間數(shù)據(jù)的有序性。
[0016]5、本發(fā)明能夠同時(shí)代替多個(gè)傳統(tǒng)計(jì)電設(shè)備的工作量，減少了傳統(tǒng)計(jì)電設(shè)備的使用量，使檢測(cè)設(shè)備體積變小，減少了空間的使用量，同時(shí)減少資源的浪費(fèi)。
[0017]6、本發(fā)明實(shí)時(shí)測(cè)量電壓、電流、電網(wǎng)頻率等電力基本參數(shù)，計(jì)算出有功電能和功率、無(wú)功電能和功率、視在電能和功率、功率因數(shù)、電網(wǎng)電壓和電流的相角、電網(wǎng)電壓和電流的2-31次諧波的幅值及含有率，并在顯示屏上進(jìn)行顯示。
[0018]7、本發(fā)明具有欠壓、過(guò)壓、過(guò)流、低頻、高頻、功率因數(shù)低、電壓相序錯(cuò)等報(bào)警，并可設(shè)置不同報(bào)警事件控制信號(hào)輸出開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。
[0019]【附圖說(shuō)明】:
圖1為智能電力儀表的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為電源電路電路圖。
[0021]圖3為電壓采集電路電路圖。
[0022]圖4為電流采集電路電路圖。
[0023]圖5為信號(hào)開(kāi)入電路電路圖。
[0024]圖6為信號(hào)開(kāi)出電路電路圖。
[0025]圖7為通訊電路電路圖。
[0026]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例:參見(jiàn)圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7。
[0027]智能電力儀表，包括多核處理器、信息采集裝置、通訊單元和畫(huà)面分割器，信號(hào)采集裝置與用戶(hù)電線(xiàn)和信號(hào)開(kāi)入單元連接，畫(huà)面分割器與顯示屏和至少兩個(gè)信號(hào)開(kāi)出單元連接，通訊單元與編碼單元和多核處理器連接，多核處理器與編碼單元、信息開(kāi)入單元、信息開(kāi)出單元、儲(chǔ)存器、外圍電路和電源電路連接，用戶(hù)電線(xiàn)為至少兩路。
[0028]信號(hào)采集單元與信號(hào)開(kāi)入單元之間和畫(huà)面分割器與信號(hào)開(kāi)出單元之間設(shè)置有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，通訊單元為RS485通訊單元。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與畫(huà)面分割器之間設(shè)置有分路接口，分路接口與編碼單元連接。
[0029]信息采集裝置包括電壓采集單元和電流采集單元，電源電路與顯示器、畫(huà)面分割器、通訊單元、編碼單元、信息采集裝置、信號(hào)開(kāi)出單元、信號(hào)開(kāi)入單元和外圍電路連接。
[0030]電源電路分為緩沖保護(hù)部分、EMC部分、整流濾波部分、PffM變送部分、整流輸出部分和穩(wěn)壓反饋部分來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，交流電源經(jīng)過(guò)緩沖保護(hù)電路RQl和M0V1，用于防止雷擊等情況發(fā)生時(shí)的差模干擾，EMC電路上的L3和CXl組合成為一個(gè)低通濾波電路，經(jīng)整流濾波后，其中DBl為整流橋，轉(zhuǎn)化成高電平直流信號(hào)，高電平直流信號(hào)經(jīng)過(guò)PffM主控芯片LNK364調(diào)制和脈沖變壓器EE16磁芯、材料PC47，Dll續(xù)流二極管，轉(zhuǎn)化成低電壓交流脈沖信號(hào)，低電壓交流脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)整流輸出部分轉(zhuǎn)化成所需要的直流信號(hào)，直流信號(hào)上再接穩(wěn)壓反饋通過(guò)光耦TL431將隔離后的開(kāi)通/關(guān)斷信號(hào)傳輸給開(kāi)關(guān)電源控制芯片，從而完成輸出端不同負(fù)載下的穩(wěn)壓。
[0031]電流采集單元和電壓采集單元是將電網(wǎng)中三相的電流、電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為弱電信號(hào)，Tl 電流互感器為 HWGS-9 (5A/2.5mA), T4 電壓互感器為 TR3121CH(2mA /2mA)，R1、C1、R4、C2構(gòu)成RC濾波電路，電阻R2、R3、R18、R19信號(hào)取樣電阻保證輸入最大信號(hào)時(shí)，輸入的信號(hào)不超出輸入范圍。
[0032]信號(hào)開(kāi)入單兀和信號(hào)開(kāi)出單兀為開(kāi)關(guān)量輸入檢測(cè)和開(kāi)關(guān)量輸出控制，光親隔尚U8、UlO 為 TLP127,隔離電壓 2500V，R29、R30、R32、R33 電阻為 200K，上拉電阻 R31 為 10K，R34為5.1K、C8為104電容，D7為IN4007，開(kāi)關(guān)量輸出為繼電器RJl HF46F無(wú)源節(jié)點(diǎn)，開(kāi)關(guān)量輸入及輸出均由I/O 口進(jìn)行檢測(cè)及控制。
[0033]使用時(shí)，信號(hào)采集裝置采集用戶(hù)電線(xiàn)上的電流電壓信息，通過(guò)處理后輸送到多核處理器，多核處理器對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理后，一路發(fā)送到畫(huà)面分割器，另一路通過(guò)編碼單元進(jìn)行編碼后進(jìn)過(guò)通訊單元進(jìn)行無(wú)線(xiàn)傳輸，畫(huà)面分割器對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理。在顯示屏上進(jìn)行顯示。
[0034]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種智能電力儀表，包括多核處理器、信息采集裝置、通訊單元和畫(huà)面分割器，其特征是:所述信號(hào)采集裝置與用戶(hù)電線(xiàn)和信號(hào)開(kāi)入單元連接，所述畫(huà)面分割器與顯示屏和至少兩個(gè)信號(hào)開(kāi)出單元連接，所述通訊單元與編碼單元和多核處理器連接，所述多核處理器與編碼單元、信息開(kāi)入單元、信息開(kāi)出單元、儲(chǔ)存器、外圍電路和電源電路連接，所述用戶(hù)電線(xiàn)為至少兩路。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電力儀表，其特征是:所述信號(hào)采集單元與信號(hào)開(kāi)入單元之間和畫(huà)面分割器與信號(hào)開(kāi)出單元之間設(shè)置有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元，所述通訊單元為RS485通訊單元。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能電力儀表，其特征是:所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換單元與畫(huà)面分割器之間設(shè)置有分路接口，所述分路接口與編碼單元連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電力儀表，其特征是:所述信息采集裝置包括電壓采集單元和電流采集單元，所述電源電路與顯示器、畫(huà)面分割器、通訊單元、編碼單元、信息采集裝置、信號(hào)開(kāi)出單元、信號(hào)開(kāi)入單元和外圍電路連接。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種智能電力儀表，包括多核處理器、信息采集裝置、通訊單元和畫(huà)面分割器，所述信號(hào)采集裝置與用戶(hù)電線(xiàn)和信號(hào)開(kāi)入單元連接，所述畫(huà)面分割器與顯示屏和至少兩個(gè)信號(hào)開(kāi)出單元連接，所述通訊單元與編碼單元和多核處理器連接，所述多核處理器與編碼單元、信息開(kāi)入單元、信息開(kāi)出單元、儲(chǔ)存器、外圍電路和電源電路連接，所述用戶(hù)電線(xiàn)為至少兩路,本發(fā)明能夠計(jì)算出有功電能及功率，具有欠壓、過(guò)壓、過(guò)流報(bào)警功能，通過(guò)多核處理器同時(shí)對(duì)多戶(hù)用電信息進(jìn)行處理，并進(jìn)行畫(huà)面分割顯示和無(wú)線(xiàn)傳輸功能，實(shí)現(xiàn)電氣檢測(cè)設(shè)備的自動(dòng)化。
【IPC分類(lèi)】G01R31/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105067932
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510531799
【發(fā)明人】張憲清, 俞力, 陳曉蕓, 許萬(wàn)鵬, 郜立志
【申請(qǐng)人】鄭州華力信息技術(shù)有限公司, 國(guó)網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司
【公開(kāi)日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日