一種三相電力測控儀表的制作方法
【專利摘要】一種三相電力測控儀表，屬于低壓電氣技術領域，所述三相電力測控儀表包括電流采樣電路、電壓采樣電路、測量電路、微處理器電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路、通信電路、監控界面和電源電路，采用高速處理器LM3S2B93和三相電能計量芯片ATT7022D進行數據采集與處理，實現了三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數等電力參數的測量與顯示，具有十路開關量輸入和兩路開關量輸出接口，具有RS485和以太網RJ45兩種通信接口，可以方便地與其它設備一起構成電力監控系統。
【專利說明】
一種三相電力測控儀表
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力儀表領域，特別涉及一種三相電力測控儀表，屬于低壓電氣技術領域。
【背景技術】
[0002]電力監控系統是電力系統數字化和信息化的產物，是智能電網的基本組成部分，建設安全可靠的電力監控系統對智能電網的發展有重要的作用。電力監控系統是以現代電子技術、計算機技術、網絡通信技術和測控技術為基礎，通過對供配電系統中的高壓開關柜、低壓開關柜、電力變壓器、測控儀表等設備的工作狀態進行監控，實現供配電系統的集中監控管理和分散數據采集。
[0003]電力測控儀表位于電力監控系統的現場監控層，用于完成電力參數的數據采集與傳輸，并執行由監控主機下發的操作指令。電力測控儀表不依賴于監控網絡而獨立運行，其最基本的功能是電力參數的采集與顯示、數據傳輸和遠程控制。
【發明內容】
[0004]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種三相電力測控儀表，該測控儀表測量精度高、接線靈活、顯示直觀、操作便捷，可對三相電力運行參數進行全面測量，并具有開關量輸入/輸出、故障錄波和網絡通信等功能。
[0005]為實現本實用新型的目的，采用了下述的技術方案:一種三相電力測控儀表，包括電流采樣電路、電壓采樣電路、測量電路、微處理器電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路、通信電路、監控界面和電源電路，所述電流采樣電路與所述測量電路連接，用于對供電回路中的電流進行采樣，所述電壓采樣電路與所述測量電路連接，用于對供電回路中的電壓進行采樣，所述測量電路與所述微處理器電路連接，用于對采樣后的電流和電壓進行測量和計算，所述開關量輸入電路與所述微處理器電路連接，用于采集負荷開關位置信號、低壓斷路器位置信號、熔斷器熔斷信號等開關量信號的狀態，所述開關量輸出電路與所述微處理器電路連接，用于對負荷開關或低壓斷路器進行分合控制，所述通信電路與所述微處理器電路連接，用于與其它智能設備進行信息交換，所述監控界面與所述微處理器電路連接，用于顯示測量結果、指示工作狀態和人機交互，所述電源電路與所述微處理器電路連接，用于為整個測控儀表提供合適的工作電壓。
[0006]作為本實用新型的進一步優化方案，所述電流采樣電路使用變比為5A/5mA的電流互感器。
[0007]作為本實用新型的進一步優化方案，所述電壓采樣電路使用變比為2mA/2mA的電流型電壓互感器。
[0008]作為本實用新型的進一步優化方案，所述測量電路使用的測量芯片型號為ATT7022D。
[0009]作為本實用新型的進一步優化方案，所述微處理器電路使用的芯片型號為LM3S2B93。
[0010]作為本實用新型的進一步優化方案，所述通信電路包括一路RS485總線通信接口和一路以太網RJ45通信接口，其中RS485總線接口采用的芯片型號為IS03082，RJ45接口采用的芯片型號為ENC28J60。
[0011]本實用新型的積極有益技術效果在于:所述三相電力測控儀表具有強大的數據采集和處理功能，具有數據通信和遠程控制功能，能夠測量電壓、電流、頻率等常用電力參數，能夠進行有功功率、無功功率、視在功率、有功電度和無功電度的計算，能夠與其它智能設備進行數據交換，能夠將測量結果、開關量狀態信息等上傳至遠程監控中心，能夠接收遠程監控中心發出控制命令，實現電力測控儀表的多功能化、智能化和網絡化。
【附圖說明】
[0012]圖1是三相電力測控儀表的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖詳細描述本實用新型的實施方式，所述實施方式的示例在附圖中示出，參考附圖描述的實施方式是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0014]如圖1所示，一種三相電力測控儀表，包括電流采樣電路、電壓采樣電路、測量電路、微處理器電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路、通信電路、監控界面和電源電路。
[0015]所述電流采樣電路與所述測量電路連接，用于對供電回路中的電流進行采樣，供電回路一次額定輸入電流為5A，使用變比為5A/5mA的電流互感器進行采樣，采樣后的信號送入測量芯片ATT7022D的差分信號輸入端。
[0016]所述電流采樣電路與所述測量電路連接，用于對供電回路中的電壓進行采樣，供電回路一次額定輸入電壓為220V，使用時先將電壓輸入端經過一個IlOkQ電阻，將輸入電壓變換為_2mA?2mA的電流信號，然后使用2mA/2mA電流互感器進行采樣，采樣后的信號送給ATT7022D的差分信號輸入端。
[0017]所述測量電路與所述微處理器電路連接，用于對采樣后的電流信號和電壓信號進行測量和計算，測量芯片使用ATT7022D，ATT7022D是一個高精度(0.5S/0.2S)三相電能專用計量芯片，適用于三相三線和三相四線應用，內部集成了 6路19位ADC、參考電壓電路以及電力參數測量電路，利用SPI總線接口與外部CPU進行數據傳輸。
[0018]所述微處理器電路用于開關量輸入信號狀態判斷、開關量輸出控制、故障錄波信息處理、數據通信控制等，微處理器選用LM3S2B93實現，LM3S2B93具有ARM Cortex_M3處理器內核，時鐘頻率最高可達80MHz，片內集成有256KB的FLASH ROM和96KB的SRAM，含有16路10位A/D轉換器(輸入電壓為O?5V，采樣速率為IM采樣/秒)，含有8個多功能串行口，支持UART、I2C、SSPI和I2S四種功能配置，含有4個32位定時器和2個看門狗定時器，具有集成度高、硬件可靠性和穩定性強、數據處理能力強、低功耗等優點。
[0019]所述通信電路與所述微處理器電路連接，用于與其它智能設備進行信息交換，包括一路RS485總線通信接口和一路以太網RJ45通信接口，RS485總線接口電路使用芯片IS03082實現，RJ45接口電路使用芯片ENC28 J60實現。
[0020]所述開關量輸入電路與所述微處理器電路連接，用于采集負荷開關位置信號、低壓斷路器位置信號、熔斷器熔斷信號等開關量信號的狀態，所述測控儀表有十路開關量輸入接口，當開關量輸入的外部節點閉合時，所述測控儀表的監控界面顯示對應的開關量閉合，同時內部相應的狀態信息被置成I，當外部節點斷開時，所述測控儀表的監控界面顯示對應的開關量斷開，同時內部相應的狀態信息被置成O。
[0021]所述開關量輸出電路與所述微處理器電路連接，用于對負荷開關或低壓斷路器進行分合控制，所述測控儀表有兩路繼電器開關量輸出接口，當內部相應的狀態信息被置成I時，繼電器閉合輸出，監控界面顯示對應的繼電器閉合，當內部相應的狀態信息被置成O時，繼電器斷開，監控見面顯示對應的繼電器斷開。
[0022]所述監控界面與所述微處理器電路連接，用于顯示測量結果、指示工作狀態和人機交互，包括數值顯示區、功能指示區和按鍵區，數值顯示區用于顯示三相電力參數，功能指示區用于指示所顯示數據代表的含義，按鍵區用于切換測量顯示界面和編程設置。
[0023]所述電源電路與所述微處理器電路連接，為整個測控儀表提供合適的工作電壓，包括+24V、+5V、+3.3V、+1.5V 直流電壓。
[0024]所述多功能三相電力測控儀表，采用高速處理器LM3S2B93和三相電能計量芯片ATT7022D進行數據采集與處理，實現了三相電壓、三相電流、有功功率、無功功率、功率因數等電力參數的測量與顯不，具有十路開關量輸入和兩路開關量輸出接口，開關量輸出接口分斷電流能力為5A，能對斷路器或負荷開關進行控制，具有RS485和以太網RJ45兩種通信接口，可以方便地與其它設備一起構成電力監控系統。
[0025]以上是對本實用新型的較佳實施進行了具體說明，但本實用新型并不限于所述實施例，熟悉本領域的技術人員在本實用新型的基礎上所作出的變化、改型、添加或者替換，也屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種三相電力測控儀表，包括電流采樣電路、電壓采樣電路、測量電路、微處理器電路、開關量輸入電路、開關量輸出電路、通信電路、監控界面和電源電路，其特征在于:所述電流采樣電路與所述測量電路連接，用于對供電回路中的電流進行采樣，所述電壓采樣電路與所述測量電路連接，用于對供電回路中的電壓進行采樣，所述測量電路與所述微處理器電路連接，用于對采樣后的電流和電壓進行測量和計算，所述開關量輸入電路與所述微處理器電路連接，用于采集開關量信號的狀態，所述開關量輸出電路與所述微處理器電路連接，用于對負荷開關或低壓斷路器進行分合控制，所述通信電路與所述微處理器電路連接，用于與其它智能設備進行信息交換，所述監控界面與所述微處理器電路連接，用于顯示測量結果、指示工作狀態和人機交互，所述電源電路與所述微處理器電路連接，用于為整個測控儀表提供合適的工作電壓。2.根據權利要求1所述的一種三相電力測控儀表，其特征在于:所述電流采樣電路使用變比為5A/5mA的電流互感器。3.根據權利要求1所述的一種三相電力測控儀表，其特征在于:所述電壓采樣電路使用變比為2mA/2mA的電流型電壓互感器。4.根據權利要求1所述的一種三相電力測控儀表，其特征在于:所述測量電路使用的測量芯片型號為ATT7022D。5.根據權利要求1所述的一種三相電力測控儀表，其特征在于:所述微處理器電路使用的芯片型號為LM3S2B93。6.根據權利要求1所述的一種三相電力測控儀表，其特征在于:所述通信電路包括一路RS485總線通信接口和一路以太網RJ45通信接口，其中RS485總線接口采用的芯片型號為IS03082，RJ45接口采用的芯片型號為ENC28J60。
【文檔編號】G01R31/00GK205506968SQ201620267235
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月5日
【發明人】翟亞芳, 張天鵬, 李正斌, 張繼軍, 郭汝靜, 程萬里, 申慶超
【申請人】安陽工學院