一種多回路多功能電力儀表的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種多回路多功能電力儀表，包括MCU模塊和電源模塊，還包括計量模塊、電流輸入模塊和電壓輸入模塊，電流輸入模塊和電壓輸入模塊分別向計量模塊輸入三路電流信號與一路電壓信號，計量模塊將接收到的電流信號與電壓信號處理后輸出給MCU模塊。本實用新型可以監(jiān)測9路單相或者3路三相100A以下終端輸出回路的全電量，方便統(tǒng)計每個回路的電能消耗情況，解決現(xiàn)有技術因一回路一電表帶來的需要較大的安裝空間以及系統(tǒng)配置成本較高的問題，具備成本低與安裝及維護方便的優(yōu)點，滿足智能電網終端設備的檢測和控制。
【專利說明】—種多回路多功能電力儀表
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電力儀表【技術領域】，特別涉及一種多回路多功能電力儀表。
【背景技術】
[0002]隨著配電系統(tǒng)的發(fā)展，智能電網建設與智能配電技術的推進，智能配電回路中各種儀表向集成化和網絡化發(fā)展的方向是越來越清晰。
[0003]在目前的低壓配電系統(tǒng)中，常用的方案是對每個配電輸出回路安裝一塊多功能電力儀表，用于測量電流、電壓、功率、電能和開關量輸入輸出于一體，并可進行組網通訊；該方式只能對該回路的能耗進行計量統(tǒng)計，若要實現(xiàn)對每個終端子回路的分項計量，就需要根據(jù)子回路的數(shù)量安裝多個儀表，然而這種方式受制于柜子的體積無法安裝多個設備；且實施成本高、顯示也不直觀，操作復雜。因此對目前智能電網終端設備的完整性存在缺陷，也不利于設備上管理的要求。
實用新型內容
[0004]實用新型目的:本實用新型旨在提供一種成本低、安裝與維護方便的多回路多功能電力儀表。
[0005]技術方案:一種多回路多功能電力儀表，包括MCU模塊和電源模塊，還包括計量模塊、電流輸入模塊和電壓輸入模塊，電流輸入模塊和電壓輸入模塊分別向計量模塊輸入三路電流信號與一路電壓信號，計量模塊將接收到的電流信號與電壓信號處理后輸出給MCU模塊。
[0006]所述計量模塊包括三個計量芯片，所述電流輸入模塊包括與三個計量芯片分別連接的三個電流互感器，每個電流互感器將采集到的電流信號輸入到對應的計量芯片。
[0007]所述計量芯片為RN7302計量芯片。
[0008]所述MCU模塊連接有開入開出模塊，開入開出模塊包括四路開關量輸入模塊和兩路繼電器輸出模塊，開關量輸入模塊用以監(jiān)測回路的開關狀態(tài)，繼電器輸出模塊用以控制各個回路的通斷。
[0009]所述MCU模塊還連接有數(shù)據(jù)存儲模塊、按鍵顯示模塊和通信模塊。
[0010]所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用鐵電存儲器RC16V，用于存儲設置參數(shù)和電能值。
[0011]所述按鍵顯示模塊采用寬溫段碼式LCD。
[0012]所述通信模塊為RS485通信接口。
[0013]所述電源模塊采用TNY286P控制芯片構建的開關電源。
[0014]有益效果:本實用新型可以監(jiān)測9路單相或者3路三相100A以下終端輸出回路的全電量，方便統(tǒng)計每個回路的電能消耗情況，解決現(xiàn)有技術因一回路一電表帶來的需要較大的安裝空間以及系統(tǒng)配置成本較高的問題，具備成本低與安裝及維護方便的優(yōu)點，滿足智能電網終端設備的檢測和控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的示意圖；
[0016]圖2為本實用新型中計量模塊與電流輸入模塊、電壓輸入模塊的電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1、2所示，本實用新型所述的一種多回路多功能電力儀表，包括MCU模塊I (微處理器模塊)，所述MCU模塊I分別與電源模塊2、計量模塊3、開入開出模塊6、數(shù)據(jù)存儲模塊7、按鍵顯示模塊8和通信模塊9連接。計量模塊3還連接有電流輸入模塊4和電壓輸入模塊5。電流輸入模塊4和電壓輸入模塊5分別向計量模塊3輸入三路電流信號與一路電壓信號，計量模塊3將接收到的電流信號與電壓信號處理后輸出給MCU模塊I。
[0018]計量模塊3由三個計量芯片組成，計量芯片為銳能微公司的三相多功能計量芯片RN7302，該芯片是一款新型的三相多功能防竊電計量芯片，可以輸入3路電流和3路電壓，本實施方式中三個計量芯片共用一路電壓輸入，但分別可以接入三路電流(既可以是三路單相電流也可以是一路三相電流)；且該芯片擁有超寬的動態(tài)范圍，電壓和電流有效值在5000:1的動態(tài)范圍內，非線性誤差〈0.1 %，完全滿足國家電網0.5s級有功電能表精度要求。電流輸入模塊4包括與三個計量芯片分別連接的三個電流互感器，每個電流互感器將采集到的電流信號輸入到對應的計量芯片。
[0019]本實施方式中三路電壓信號經過高耐壓電阻分壓后，通過精密電阻取樣，然后經過阻容抗混疊濾波電路分別接入三個計量芯片；一次電流線穿過外置高精密電流電感器，然后電流互感器二次回路接入儀表主體，輸入主體的二次電流信號經過精密電阻把HlA級電流信號轉換成電壓信號，采用差分輸入，然后經過阻容抗混疊濾波電路接入計量芯片的電流信號輸入端，計量芯片的電流采樣信號采用分段擴增益，可以提高電流采樣的動態(tài)范圍，使電能、電流的誤差在整個電流范圍0.01?100A要求滿足0.5s級的標準。
[0020]MCU模塊I通過SPI總線和3個計量芯片連接，分別對每個計量芯片每個信號回路單獨進行校準，以保證每個回路的測量精度。計量芯片既計算三個回路的總功率和總電能，也計算每個回路的分相功率和電能，然后通過SPI總線把數(shù)據(jù)傳送給MCU模塊1，MCU模塊I對傳送的數(shù)據(jù)進行計算，并把電能數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)存儲模塊中；同時在顯示模塊上顯示所有數(shù)據(jù)。所以本實用新型既可以測量顯示9個單相回路的電參量以及能耗信息，也可以測量顯示3個三相回路的電參量以及能耗信息。
[0021]電源模塊2采用PI公司的開關電源控制芯片TNY286P構建的開關電源。可以為MCU模塊1、通信模塊9及開入開出模塊6提供三路相互隔離的直流電源。
[0022]開入開出模塊6,包括四路開關量輸入模塊和兩路繼電器輸出模塊。開關量輸入模塊可以監(jiān)測輸出回路的開關狀態(tài)，繼電器輸出模塊可以控制各個輸出回路的通斷。
[0023]數(shù)據(jù)存儲模塊7采用鐵電存儲器RC16V，用于存儲儀表的設置參數(shù)和每個回路的電能值。
[0024]按鍵顯示模塊8采用寬溫段碼式IXD顯示，用于顯示電力參數(shù)以及電能值，同時配合按鍵進行參數(shù)設置。
[0025]通信模塊9為標準的RS485通信接口，通信協(xié)議為M0DBUS-RTU通信協(xié)議，通過通信接口可以對儀表進行參數(shù)設置，并讀取儀表中的所有數(shù)據(jù)。
[0026]本實用新型主要應用于需要監(jiān)測電流在100A以下的終端出線回路的電參數(shù)配電設備，將每個回路中的電壓、電流、頻率、功率因數(shù)、有功功率、無功功率以及有功電能、無功電能集中測量和顯示，并可對輸出回路的開關狀態(tài)集中監(jiān)測和顯示，也可以控制各個回路的輸出。以上各參量通過通信接口完成數(shù)據(jù)上傳，實現(xiàn)對整個配電出線回路的集中測量和監(jiān)視。具備了投資小、安裝及維護方便的優(yōu)點，滿足智能電網終端設備的檢測和控制。
【權利要求】
1.一種多回路多功能電力儀表，包括MCU模塊(I)和電源模塊(2)，其特征在于，還包括計量模塊(3)、電流輸入模塊⑷和電壓輸入模塊(5),電流輸入模塊⑷和電壓輸入模塊(5)分別向計量模塊(3)輸入三路電流信號與一路電壓信號，計量模塊(3)將接收到的電流信號與電壓信號處理后輸出給MCU模塊(I)。
2.根據(jù)權利要求1所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述計量模塊(3)包括三個計量芯片，所述電流輸入模塊(4)包括與三個計量芯片分別連接的三個電流互感器，每個電流互感器將采集到的電流信號輸入到對應的計量芯片。
3.根據(jù)權利要求2所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述計量芯片為RN7302計量芯片。
4.根據(jù)權利要求1所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述MCU模塊(I)連接有開入開出模塊(6)，開入開出模塊(6)包括四路開關量輸入模塊和兩路繼電器輸出模塊，開關量輸入模塊用以監(jiān)測回路的開關狀態(tài)，繼電器輸出模塊用以控制各個回路的通斷。
5.根據(jù)權利要求1所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述MCU模塊(I)還連接有數(shù)據(jù)存儲模塊(7)、按鍵顯示模塊(8)和通信模塊(9)。
6.根據(jù)權利要求5所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲模塊(7)采用鐵電存儲器RC16V，用于存儲設置參數(shù)和電能值。
7.根據(jù)權利要求5所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述按鍵顯示模塊(8)采用寬溫段碼式IXD。
8.根據(jù)權利要求5所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述通信模塊(9)為RS485通信接口。
9.根據(jù)權利要求1所述的多回路多功能電力儀表，其特征在于，所述電源模塊(2)采用TNY286P控制芯片構建的開關電源。
【文檔編號】H04L29/06GK204116475SQ201420410288
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年7月23日 優(yōu)先權日:2014年7月23日
【發(fā)明者】王小健, 張守尚, 葉長明, 徐岳清 申請人:江蘇斯菲爾電氣股份有限公司