采用數(shù)字總線多點(diǎn)分布采集技術(shù)的電能計(jì)量監(jiān)控裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓供電用電系統(tǒng)，特別是一種采用數(shù)字總線多點(diǎn)分布采集技術(shù)的電能計(jì)量監(jiān)控裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電能是現(xiàn)代社會(huì)應(yīng)用最普遍的能源。電能的計(jì)量裝置作為用電量結(jié)算的依據(jù)，歷來(lái)為供電、用電雙方所重視。因此，在用電線路上遍布著電能計(jì)量裝置，其中，在高壓變電站、高壓輸配電站、高壓供電系統(tǒng)關(guān)口等處安裝的電能計(jì)量裝置由于涉及巨大電量的計(jì)量，更是具有關(guān)鍵性的作用。如何保證這些電能計(jì)量裝置準(zhǔn)確可靠地運(yùn)行，是電力系統(tǒng)及用戶的重要關(guān)注焦點(diǎn)。采用監(jiān)控裝置對(duì)這些電能計(jì)量裝置進(jìn)行監(jiān)控，是目前正在興起的一種技術(shù)控制方法。
[0003]高壓電路的電能計(jì)量監(jiān)控裝置通常由被監(jiān)控的高壓電能計(jì)量裝置所屬設(shè)備(如電壓互感器、電流互感器、電能表等)及連接線路所組成。以電壓互感器、電流互感器為例，它們的作用是將電力電路中的高電壓、大電流變換為電能表輸入范圍內(nèi)的低電壓、小電流。由于高壓變電站、輸配電站、供電系統(tǒng)關(guān)口等處安裝的電壓互感器、電流互感器通常位于室外的輸配電線路處，電能表則通常安裝在室內(nèi)盤柜處，互感器與電能表之間有往往數(shù)百米距離，用于對(duì)電能計(jì)量裝置進(jìn)行監(jiān)控的電能計(jì)量監(jiān)控裝置需要分別采集電壓互感器、電流互感器輸出端的電壓、電流、相位等信號(hào)與電能表輸入端的電壓、電流、相位等信號(hào)。
[0004]如圖1所示，用于對(duì)這些電能計(jì)量裝置進(jìn)行監(jiān)控的監(jiān)控裝置5(該監(jiān)控裝置為現(xiàn)有技術(shù)，如河南弘正電氣科技有限公司的HDMS-2000電能計(jì)量裝置遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、廈門紅相電力設(shè)備股份有限公司的809系列計(jì)量裝置遠(yuǎn)程校驗(yàn)監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)等)需要分別采集電壓互感器，與電流互感器(圖1中給出2組，分別為2個(gè)電壓互感器Ia和2個(gè)電流互感器Ib)輸出端的電壓、電流、相位等信號(hào)與電能表輸入端的電壓、電流、相位等信號(hào)。采用現(xiàn)有的監(jiān)控裝置(包括采集信號(hào)的設(shè)備)，一般將其配置在室內(nèi)盤柜處電能表3附近，為了采集室外電壓互感器、電流互感器輸出端口的信號(hào)，需要配置將信號(hào)從每一個(gè)電壓互感器、電流互感器傳送到監(jiān)控裝置的信號(hào)電纜。
[0005]在三相電力系統(tǒng)中，每一條高壓配電回路的電能計(jì)量裝置需要配置一組3個(gè)電流互感器(有時(shí)是配置2個(gè)電流互感器)；若干條高壓配電回路的電能計(jì)量裝置可以公用一組三個(gè)電壓互感器。由于輸配電線路通常有許多條，安裝的互感器也很多，需要配置的信號(hào)電纜數(shù)量很多，傳送距離很長(zhǎng)，大幅度提高了電能計(jì)量監(jiān)控裝置系統(tǒng)的成本；又由于信號(hào)電纜傳送的電壓、電流等信號(hào)是模擬量，長(zhǎng)距離傳輸帶來(lái)的損耗、干擾降低了信號(hào)的準(zhǔn)確度，影響了電能計(jì)量監(jiān)控裝置的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種采用數(shù)字總線多點(diǎn)分布采集技術(shù)的電能計(jì)量監(jiān)控裝置，可有效解決電能的計(jì)量裝置信號(hào)采集電纜數(shù)量大，成本高，信號(hào)精度差的問(wèn)題。
[0007]本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，包括一個(gè)監(jiān)控裝置、至少兩個(gè)信號(hào)采集模塊以及連接所述信號(hào)采集模塊和監(jiān)控裝置的數(shù)字總線，信號(hào)采集模塊的輸入端經(jīng)信號(hào)電纜與被監(jiān)控的高壓電能計(jì)量裝置所屬設(shè)備的輸出端相連，信號(hào)采集模塊的輸出端上設(shè)置有數(shù)字總線接口，數(shù)字總線接口經(jīng)數(shù)字總線與監(jiān)控裝置的輸入端相連，從高壓電能計(jì)量裝置所屬設(shè)備采集到的電壓、電流信號(hào)由信號(hào)采集模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字總線接口輸出并經(jīng)由數(shù)字總線傳送到監(jiān)控裝置，由于信號(hào)傳遞線路中傳遞的是數(shù)字化信號(hào)，信號(hào)的衰減對(duì)信號(hào)準(zhǔn)確度沒(méi)有影響，信號(hào)抗干擾能力也大大增強(qiáng)。
[0008]所述的高壓電能計(jì)量裝置所屬設(shè)備包括至少I個(gè)電壓互感器、至少I個(gè)電流互感器和至少I個(gè)電能表，電壓互感器、電流互感器和電能表的輸出端分別經(jīng)信號(hào)電纜與信號(hào)采集模塊的輸入端相連，從電流互感器和電壓互感器采集到的電壓、電流信號(hào)由與其相連的信號(hào)采集模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字總線接口輸出并經(jīng)由數(shù)字總線傳送到監(jiān)控裝置，與電能表相連的信號(hào)采集模塊將電能表輸入端的電壓、電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字總線接口輸出并經(jīng)由數(shù)字總線傳送到監(jiān)控裝置，本發(fā)明采用一種全新的數(shù)字總線分布采集技術(shù)，分別采集到電壓互感器、電流互感器和電能表輸出端各信號(hào)的數(shù)值(如電壓、電流、相位、回路阻抗等)，實(shí)現(xiàn)了電能計(jì)量監(jiān)控裝置系統(tǒng)所需要的信號(hào)采集要求。
[0009]本發(fā)明結(jié)構(gòu)新穎獨(dú)特，簡(jiǎn)單合理，多點(diǎn)分布式信號(hào)采集模塊分別就近安裝在各條高壓電力線路的電能計(jì)量裝置所屬的電壓互感器與電流互感器附近，使得連接互感器與信號(hào)采集模塊的信號(hào)電纜的長(zhǎng)度大大縮短；連接各信號(hào)采集模塊與監(jiān)控裝置主體的長(zhǎng)度較長(zhǎng)的數(shù)字總線其價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于信號(hào)電纜，大大降低了裝置系統(tǒng)成本；在具有多個(gè)信號(hào)采集模塊的系統(tǒng)中，各信號(hào)采集模塊可以共用數(shù)字總線，進(jìn)一步降低了系統(tǒng)成本；長(zhǎng)度較長(zhǎng)的數(shù)字總線中傳遞的是數(shù)字化信號(hào)，信號(hào)抗干擾能力也大大增強(qiáng)，信號(hào)的衰減對(duì)信號(hào)準(zhǔn)確度沒(méi)有影響，與直接傳送模擬信號(hào)現(xiàn)有技術(shù)電能計(jì)量監(jiān)控裝置相比，信號(hào)測(cè)量準(zhǔn)確度可以提高一個(gè)等級(jí)，極大地拓寬了監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域，應(yīng)用本發(fā)明特有的分布采集技術(shù)和數(shù)字總線技術(shù)構(gòu)成電能計(jì)量監(jiān)控裝置，是一種全新技術(shù)方案，具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1為現(xiàn)有的電能計(jì)量監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)框式連接示意圖。
[0011]圖2為本發(fā)明的框式連接示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明信號(hào)采集模塊的框式連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0014]由圖2-3給出，本發(fā)明包括一個(gè)監(jiān)控裝置5、至少兩個(gè)信號(hào)采集模塊2以及連接所述信號(hào)采集模塊2和監(jiān)控裝置5的數(shù)字總線4，信號(hào)采集模塊2的輸入端分別經(jīng)信號(hào)電纜6與被監(jiān)控的高壓電能計(jì)量裝置所屬設(shè)備的輸出端相連，信號(hào)采集模塊2的輸出端上設(shè)置有數(shù)字總線接口，數(shù)字總線接口經(jīng)數(shù)字總線4與監(jiān)控裝置5的輸入端相連，從高壓電能計(jì)量裝置所屬設(shè)備采集到的電壓、電流信號(hào)由信號(hào)采集模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并通過(guò)數(shù)字總線接口輸出并經(jīng)由數(shù)字總線傳送到監(jiān)控裝置5，由于信號(hào)傳遞線路中傳遞的是數(shù)字化信號(hào)，信號(hào)的衰減對(duì)信號(hào)準(zhǔn)確度沒(méi)有影響，信號(hào)抗干擾能力也大大增強(qiáng)。
[0015]為保證使用效果，所述的高壓電能計(jì)量裝置所屬設(shè)備的輸出端與信號(hào)采集模塊
(2)的輸入端之間信號(hào)電纜的長(zhǎng)度小于信號(hào)采集模塊2輸出端與監(jiān)控裝置5之間數(shù)字總線的長(zhǎng)度。
[0016]所述的信號(hào)采集模塊2包括依次相連的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、多路開(kāi)關(guān)、AD轉(zhuǎn)換器和微處理器，所述的多路開(kāi)關(guān)(又稱多路選擇器)為市售產(chǎn)品，如型號(hào)為MAX309的多路開(kāi)關(guān)；所述的AD轉(zhuǎn)換器為市售產(chǎn)品，如亞德諾半導(dǎo)體生產(chǎn)的型號(hào)為AD7606(*)的AD轉(zhuǎn)換器，又如德州儀器生產(chǎn)的型號(hào)為ADS8556的AD轉(zhuǎn)換器，能夠?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；所述的微處理器為市售產(chǎn)品(現(xiàn)有技術(shù))，如意法半導(dǎo)體生產(chǎn)的型號(hào)為STM32F407VET6 (*)的微處理器，又如Altera公司生產(chǎn)