一種三相數字式多功能儀表的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種三相數字式多功能儀表，包括測量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊；所述測量模塊與定值模塊相互連接，測量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；所述顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。該多功能儀表基于無線傳感器網絡技術，成功地將處于高壓端的斷路器觸頭、母線以及柜內環境溫濕度等各種數據信息傳輸到數據采集端，給高壓開關狀態檢修提供了十分重要的設備運行狀態數據。其具有觸頭測溫功能，測溫終端采用無線傳輸技術，讀數準確，可靠性高；且安裝方便，接線簡單，工程量小。能夠廣泛用于變電站、配電網、工業自動化的配電盤、儀表盤和開關柜中。
【專利說明】一種三相數字式多功能儀表
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電氣設備用三相數字式儀表，特別是一種廣泛應用于變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、智能建筑的配電盤、儀表盤、開關柜中作為電量參數測量、控制部件的三相數字式多功能儀表。
【背景技術】
[0002]在電力系統中處于正常運行的電氣設備，由于電路的損耗，一部分電能轉化成熱能，使電氣設備發熱。當電氣設備發生缺陷如接觸性能不良或故障時，缺陷部位或關鍵部位的溫度將由于發熱的增大而急劇上升。電氣設備發熱包括電阻損耗、介質損耗引起的發熱、鐵芯磁路故障引起的發熱以及其它異常的發熱。由P=I2R知道，接觸電阻的增大會引起電路損耗的增大，從而是接觸點的發熱增加。設備的導電接點或觸點，不論是松動還是接觸壓力降低都會引起接觸電阻的增大。電阻的增大引起局部的過熱，溫度升高又會加速接觸面金屬的氧化，從而進一步增大接觸電阻，這樣就形成了一個惡性循環，使局部溫度急劇升高造成事故。如果不及時診斷并排除故障，則這些故障會逐漸發展演變，最終惡化而形成事故或使設備損壞，從而影響整個電力系統的正常工作，甚至造成巨大損失。因此，及時、準確的測出電力系統設備內各個關鍵點的溫度對于發現并排除系統的故障具有重大的意義。
實用新型內容
[0003]本實用新型的目的是提供一種三相數字式多功能儀表，該儀表主要包括全電氣測量，電能質量，最值，定值越限，掉電不丟失，事件記錄，復費率，波形捕捉，參數校準，通訊，DIDO, AIAO和觸頭測溫等功能。
[0004]本實用新型的目的是通過下述技術方案來實現的。
[0005]一種三相數字式多功能儀表，包括測量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊；
[0006]所述測量模塊與定值模塊相互連接，測量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；所述顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。
[0007]進一步地，所述測量模塊與高壓斷路器的觸頭、母線以及柜內環境溫濕度待測端相連。
[0008]進一步地，所述測量模塊設有觸頭測溫無線發射模塊，觸頭測溫無線發射模塊上連接有供電裝置，所述供電裝置設有感應線圈或電池。
[0009]進一步地，所述控制模塊采用Zigbee芯片，Zigbee芯片與測量模塊觸頭測溫無線發射模塊相連。
[0010]進一步地，所述定值模塊連接有非易失存儲器，定值存儲采用雙份存儲，并設置校驗位。
[0011 ] 進一步地，所述控制模塊設有輸入輸出開關。[0012]進一步地，所述顯示模塊與人機交互平臺相連。
[0013]進一步地，所述通訊模塊設有RS-485或者TTL通訊接口。
[0014]本實用新型采用了高端配置，高性能32位嵌入式微處理器、高精度AD采樣、可直接或間接測量三相電網中的電壓、電流、功率、功率因數和頻率等，又能與工控設備連接，組成測控系統。本實用新型還具有開關柜觸頭測溫功能，能夠實時監測動觸頭與靜觸頭之間的觸點、柜內母線、電纜接頭的故障趨勢，提供故障部位和檢修指導。測溫模塊采用無線傳輸技術作為數據傳輸的媒介，徹底杜絕了高壓設備電器絕緣帶來的麻煩，采用電池供電的供電模式，解決了測溫電源問題；采用進口高精度數字溫度傳感器，使溫度測量更精確，配有RS-485接口可方便組成網絡。可廣泛應用于變電站自動化、配電網自動化、小區電力監控、工業自動化、智能建筑、智能型配電盤、儀表盤、開關柜中作為電量參數測量、控制部件。
[0015]本實用新型與已有的技術相比具有以下特色:
[0016]1、本實用新型視窗界面十分美觀、超清晰IXD顯示、各種顯示內容一目了然并隨功能變換。
[0017]2、本實用新型基于無線傳感器網絡技術，成功的將處于高壓端的斷路器觸頭、母線以及柜內環境溫濕度等各種數據信息傳輸到數據采集端，給高壓開關狀態檢修提供了十分重要的設備運行狀態數據。
[0018]3、本實用新型具有觸頭測溫功能。本功能特別針對高壓斷路器手車結構中動、靜觸頭之間存在的接觸電阻由于老化和氧化等因素而增大，從而引起電力系統重大事故這一問題而開發的智能在線檢測功能。該功能集在線監測、后臺界面顯示、即時報警和統計分析功能于一體，準確反映觸頭的溫升和環境溫度，從根本上杜絕溫升隱患。
[0019]4、本實用新型測溫終端采用國際先進的無線傳輸技術。解決了無線信號的互相干擾問題和數據傳輸糾錯問題。讀數準確，可靠性高。
[0020]5、本實用新型安裝方便，接線簡單，工程量小。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型三相數字式多功能儀表系統框圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，該三相數字式多功能儀表，包括測量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊。測量模塊與定值模塊相互連接，測量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。
[0023]測量模塊與高壓斷路器的觸頭、母線以及柜內環境溫濕度待測端相連。測量模塊根據定值系統參數、電能參數、校準參數、配置參數等將采樣的原始數據轉換為實際的電參數；本實用新型增加了觸頭測溫功能，能及時、準確的測出電力系統設備內各個關鍵點的溫度進而排除系統的故障。在測量模塊中設了觸頭測溫無線發射模塊，觸頭測溫無線發射模塊上連接有供電裝置，所述供電裝置為線圈感應取電，或為電池取電。觸頭測溫功能能夠實時監測動觸頭與靜觸頭之間的觸點、柜內母線、電纜接頭的故障趨勢，提供故障部位和檢修指導。[0024]控制模塊設有輸入輸出開關量。控制模塊根據測量參數和定值參數作出相應的開關量輸出或者模擬量輸出，并向顯示和通訊模塊提供越限、開關量、模擬量的狀態；控制模塊采用Zigbee芯片無線接收測量模塊觸頭測溫無線發射模塊發射的溫度值，避免了有線連接的布線困難，有效提高了系統的絕緣隔離性。
[0025]定值模塊可以通過顯示模塊和通訊模塊修改；定值模塊連接有非易失存儲器，定值存儲采用雙份存儲，并設置校驗位。雙份存儲可以保證寫入過程中被打斷后始終有一份數據是正確的，校驗可用于判斷存儲數據是否完整。
[0026]顯示模塊與人機交互平臺相連。顯示模塊除了顯示和修改參數外，還可以顯示通訊狀態。
[0027]通訊模塊設有RS-485或者TTL通訊接口，通訊模塊除了顯示和修改參數外，還具有遙控功能，遠程控制開關量動作。
[0028]本實用新型采用標準RS485接口或者TTL通訊接口，采用Modbus-RTU協議。可帶模擬量輸出、繼電器報警輸出、開關量輸入、開關量輸出。根據不同要求，通過儀表面板按鍵，對變比、報警、通訊等參數進行設置和控制。
[0029]本實用新型是針對低壓電力監控而研制的集遙測、遙信、遙控于一體的多功能三相數字式智能測控儀表。
[0030]該儀表具有全電氣測量，電能質量，最值，定值越限，掉電不丟失，事件記錄，復費率，波形捕捉，參數校準，通訊，DIDO，AIAO和觸頭測溫等功能。
[0031]其中:
[0032]全電氣測量，包括電壓、電流、頻率、有功、無功、視在、功率因數、電能。三相電接線方式分星型和角型兩種方式，角型接線把B相作為工作地，測量線電壓、線電流、總有功、總無功、總視在、總功率因數；無功算法分為真無功算法和廣義無功算法，廣義無功算法適用于諧波偏大的用電場合，視在等于電壓和電流的乘積；電能計量可細分正反向有功電能，四象限無功電能測量。
[0033]電能質量，主要指電壓電流矢量分析，不平衡和諧波分析，電能質量的計算基于傅氏算法。傅氏算法計算出的基波幅值和相角即為矢量；三相的負序分量與正序分量之比即為不平衡度；諧波分量與基波之比為諧波含有率，總諧波分量與基波之比為諧波總畸變。
[0034]最值，用于記錄電參數的最大值和最小值及其發生時間。
[0035]定值越限，用于監控電參數是否超出正常范圍，異常則進行報警。
[0036]掉電不丟失，主要利用EEPROM和NVRAM存儲定值、事件、波形，定值的存儲要保存雙份并設置校驗碼。
[0037]事件記錄，按照事件發生順序記錄，包括時間、事件、主要參數。
[0038]復費率，電能計量將一天劃分為多個時段，分別計量電能和需量，一般分為尖峰平谷總。
[0039]波形捕捉，可將采集到的原始數據進行記錄，以便在事故發生后分析事故發生的原因。
[0040]參數校準，主要用于糾正電路中元器件參數的異同。
[0041]通訊，是將系統參數按照一定的規約傳送給上位機，采用標準RS485接口，使用標準的M0DBUS_RTU規約，也可使用DLT645-2007規約。[0042]DIDO是指輸入輸出開關信號量。
[0043]AIAO是指輸入輸出模擬信號量。
[0044]觸頭測溫功能，能夠實時監測動觸頭與靜觸頭之間的觸點、柜內母線、電纜接頭的故障趨勢，提供故障部位和檢修指導。
[0045]盡管上面結合附圖對本實用新型進行了描述，但是本實用新型并不局限于上述【具體實施方式】，上述【具體實施方式】僅僅是示意性的，本領域的技術人員在本實用新型的啟示下，在不脫離本實用新型的宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種三相數字式多功能儀表，其特征在于:包括測量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊； 所述測量模塊與定值模塊相互連接，測量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；所述顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。
2.根據權利要求1所述的三相數字式多功能儀表，其特征在于:所述測量模塊與高壓斷路器的觸頭、母線以及柜內環境溫濕度待測端相連。
3.根據權利要求2所述的三相數字式多功能儀表，其特征在于:所述測量模塊設有觸頭測溫無線發射模塊，觸頭測溫無線發射模塊上連接有供電裝置，所述供電裝置設有感應線圈或電池。
4.根據權利要求3所述的三相數字式多功能儀表，其特征在于:所述控制模塊采用Zigbee芯片，Zigbee芯片與測量模塊觸頭測溫無線發射模塊相連。
5.根據權利要求1所述的三相數字式多功能儀表，其特征在于:所述控制模塊設有輸入輸出開關量。
6.根據權利要求1所述的三相數字式多功能儀表，其特征在于:所述定值模塊連接有非易失存儲器，定值存儲采用雙份存儲，并設置校驗位。
7.根據權利要求1所述的三相數字式多功能儀表，其特征在于:所述顯示模塊與人機交互平臺相連。
8.根據權利要求1所述的三相數字式多功能儀表，其特征在于:所述通訊模塊設有RS-485或者TTL通訊接口。
【文檔編號】G01R15/12GK203688618SQ201320842903
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2013年12月19日 優先權日:2013年12月19日
【發明者】邢疆玲 申請人:西安眾恒科技有限公司