一種單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及多功能儀表，特別是涉及一種單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表。
【背景技術(shù)】
[0002]能源管理系統(tǒng)、能效管理系統(tǒng)、配電系統(tǒng)智能化改造項(xiàng)目中，電能數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確及現(xiàn)場(chǎng)施工安裝的方便靈活是系統(tǒng)的關(guān)鍵，而在施工現(xiàn)場(chǎng)，往往是一個(gè)配電箱內(nèi)有很多單三相混合支路，而能源管理系統(tǒng)往往要求多支路分別計(jì)量，如果用傳統(tǒng)的方式安裝電能表一是體積大，配電箱安裝不下，需要增加配電箱，二是成本很高，需要安裝很多塊電表，而且需要停電施工，同時(shí)通訊線也要接入到每個(gè)電能表。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案解決。
[0005]這種單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，包括集成有通用異步接收/發(fā)送UART芯片的主CPU模塊、分別與所述主CPU模塊連接的時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)器、RS485模塊、模擬量采樣模塊、電源模塊、指示燈。
[0006]所述主CPU模塊用于模塊本身的控制邏輯和其它模塊提供的信號(hào)，控制和訪問其它模塊，實(shí)現(xiàn)多功能儀表的相關(guān)功能，所述CPU模塊通過模擬量采集模塊按照18個(gè)單相表和6個(gè)三相表電能計(jì)量及其它電力參數(shù)的計(jì)算，所述CPU模塊通過時(shí)鐘模塊完成18個(gè)單相表和6個(gè)三相表分時(shí)電能計(jì)量。
[0007]所述模擬量采樣模塊通過多路模擬開關(guān)切換連接所述主CPU模塊的A/D管腳實(shí)現(xiàn)6組三相電流電壓的采集，所述主CPU模塊通過校正公式對(duì)所述模擬量采集模塊傳送過來(lái)的開口互感器相位及幅值模擬量信號(hào)進(jìn)行校正。
[0008]所述時(shí)鐘模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，所述主CPU模塊通過所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的分時(shí)配置信息，所述時(shí)鐘模塊的實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)18塊單相表和6塊三相表的分時(shí)計(jì)量。
[0009]所述RS485模塊采用高速光耦隔離。
[0010]這種單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其特點(diǎn)是:
所述主CPU模塊單獨(dú)對(duì)18組單相進(jìn)行電能累積并實(shí)時(shí)存儲(chǔ)到所述存儲(chǔ)模塊中，配置信息只是用于重新按配計(jì)算電能，不會(huì)因?yàn)榕渲玫男薷亩a(chǎn)生錯(cuò)誤計(jì)量或丟失計(jì)量信息。
[0011 ] 所述模擬量采集模塊采用同一通道通過模擬開關(guān)切換，通道誤差對(duì)于模擬量采集幾乎可以忽略，所述開口互感器一致性較高，所述互感器可以各組通用。本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下進(jìn)一步的技術(shù)方案解決。
[0012]調(diào)試人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)接線情況生成配置信息，利用上位機(jī)通過所述RS485模塊發(fā)送報(bào)文給所述主CPU模塊，所述主CPU模塊解析報(bào)文后刷新配置信息并保存于所述存儲(chǔ)模塊。
[0013]所述主CPU模塊按照配置信息根據(jù)18組單相電能重新生成電能信息。
[0014]本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下再進(jìn)一步的技術(shù)方案解決。
[0015]所述模擬量采集模塊采用同一通道通過模擬開關(guān)切換，通道誤差對(duì)于模擬量采集幾乎可以忽略，所述開口互感器一致性較高，所述互感器可以各組通用。
[0016]所述時(shí)鐘模塊采用帶溫度補(bǔ)償?shù)男酒琑S8025T，時(shí)鐘精度誤差小于0.5秒/天。
[0017]所述模擬量采集模塊采用⑶4051多路開關(guān)、LM224運(yùn)放和雙向TVS管保護(hù)電路組成。
[0018]所述存儲(chǔ)模塊采用鐵電存儲(chǔ)器MB85RS64，存儲(chǔ)容量為8K字節(jié)，使用壽命達(dá)100億次，方便實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，減小掉電丟失電度的可能。
[0019]所述指示燈包括儀表運(yùn)行燈、RS485通信燈、6路三相有功光脈沖燈，儀表正常工作時(shí)，運(yùn)行燈以1秒/次的頻率閃爍，RS485模塊通信時(shí)，RS485通信燈閃爍，6組三相存在有功負(fù)載時(shí)相應(yīng)的光脈沖閃爍。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
本發(fā)明采用多回路自由組合技術(shù)，尤其是現(xiàn)場(chǎng)存在三相和單相線路混合安裝的情況時(shí)，多回路靈活配置的功能將大大減少安裝空間，降低安裝的難度。本發(fā)明中采用的開口互感器簡(jiǎn)化了現(xiàn)場(chǎng)施工難度，降低了施工成本，開口互感器交流補(bǔ)償算法彌補(bǔ)了開口互感器計(jì)量精度的缺陷，本發(fā)明計(jì)量精度可達(dá)1.0級(jí)，足以滿足大部分用戶需求。
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的組成方框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明。
[0023]一種如圖1所示的用于能源管理系統(tǒng)的單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其包括:
集成UART芯片的主CPU模塊用于模塊本身的控制邏輯和其它模塊提供的信號(hào)，控制和訪問其它模塊，實(shí)現(xiàn)多功能儀表的相關(guān)功能，所述CPU模塊通過模擬量采集模塊按照18個(gè)單相表和6個(gè)三相表電能計(jì)量及其它電力參數(shù)的計(jì)算，所述CPU模塊通過時(shí)鐘模塊完成18個(gè)單相表和6個(gè)三相表分時(shí)電能計(jì)量。
[0024]與主CPU模塊連接的時(shí)鐘模塊采用帶溫度補(bǔ)償?shù)男酒琑S8025T，時(shí)鐘精度誤差小于0.5秒/天，用于分時(shí)計(jì)量的時(shí)間基準(zhǔn)。
[0025]與主CPU模塊連接的采用鐵電存儲(chǔ)芯片的存儲(chǔ)器，可有100億次壽命，用來(lái)以秒為間隔實(shí)時(shí)存儲(chǔ)18個(gè)單相表電度6個(gè)三相表電度及按照配置信息分配。
[0026]與主CPU模塊連接的模擬量采集模塊，采用3片⑶4051多路開關(guān)、通過主CPU模塊選通，采集單個(gè)三相線路的電流電壓，利用LM224運(yùn)放偏置電壓來(lái)滿足主CPU模塊A/D單極性，利用3.3V雙向TVS管保護(hù)主CPU模塊的A/D 口，防止高壓損壞。
[0027]與主CPU模塊連接的電源模塊以及與主CPU模塊連接的包括儀表運(yùn)行燈、RS485通信燈、6路三相有功光脈沖燈，儀表正常工作時(shí)，運(yùn)行燈以1秒/次的頻率閃爍，RS485模塊通信時(shí)，RS485通信燈閃爍，6組三相存在有功負(fù)載時(shí)相應(yīng)的光脈沖閃爍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，包括集成有通用異步接收/發(fā)送UART芯片的主CPU模塊、分別與所述主CPU模塊連接的時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)器、RS485模塊、模擬量采樣模塊、電源模塊、指示燈； 所述主CPU模塊用于模塊本身的控制邏輯和其它模塊提供的信號(hào)，控制和訪問其它模塊，實(shí)現(xiàn)多功能儀表的相關(guān)功能； 所述CPU模塊通過模擬量采集模塊按照18個(gè)單相表和6個(gè)三相表電能計(jì)量及其它電力參數(shù)的計(jì)算； 所述CPU模塊通過時(shí)鐘模塊完成18個(gè)單相表和6個(gè)三相表分時(shí)電能計(jì)量； 所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)配置信息、電度量、其它參數(shù)； 所述RS485模塊用于上位機(jī)進(jìn)行通訊，所述上位機(jī)通過所述RS485模塊訪問多功能儀表，通信命令解析，寫命令用于單三相配置參數(shù)及其它設(shè)置，存儲(chǔ)與所述存儲(chǔ)模塊，讀命令用于返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)； 其特征在于: 所述主CPU模塊通過模擬量采集模塊按照18個(gè)單相表和6個(gè)三相表電能計(jì)量及其它電力參數(shù)的計(jì)算，所述主CPU模塊根據(jù)所述存儲(chǔ)模塊中配置信息重新分配電能計(jì)量及其它電力參數(shù)，可以充分體現(xiàn)出靈活性；所述配置信息包括6組三相線路分別是3個(gè)單相表或者1個(gè)三相表； 所述模擬量采樣模塊通過多路模擬開關(guān)切換連接所述主CPU模塊的Α/D管腳實(shí)現(xiàn)6組三相電流電壓的采集，所述主CPU模塊通過校正公式對(duì)所述模擬量采集模塊傳送過來(lái)的開口互感器相位及幅值模擬量信號(hào)進(jìn)行校正； 所述時(shí)鐘模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，所述主CPU模塊通過所述存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)的分時(shí)配置信息，所述時(shí)鐘模塊的實(shí)時(shí)時(shí)鐘實(shí)現(xiàn)18塊單相表和6塊三相表的分時(shí)計(jì)量； 所述RS485模塊采用高速光耦隔離。2.如權(quán)利要求1所述單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其特征在于: 所述主CPU模塊單獨(dú)對(duì)18組單相進(jìn)行電能累積，配置信息只是用于重新計(jì)算電能，不會(huì)因?yàn)榕渲玫男薷亩a(chǎn)生錯(cuò)誤計(jì)量或丟失計(jì)量信息。3.如權(quán)利要求2所述單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其特征在于: 所述模擬量采集模塊采用同一通道通過模擬開關(guān)切換，通道誤差對(duì)于模擬量采集幾乎可以忽略，所述開口互感器一致性較高，所述互感器可以各組通用。4.如權(quán)利要求3所述單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其特征在于: 所述時(shí)鐘模塊采用帶溫度補(bǔ)償?shù)男酒琑S8025T，時(shí)鐘精度誤差小于0.5秒/天。5.如權(quán)利要求4所述單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其特征在于: 所述模擬量采集模塊采用⑶4051多路開關(guān)、LM224運(yùn)放和雙向TVS管保護(hù)電路組成。6.如權(quán)利要求5所述單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其特征在于: 所述存儲(chǔ)模塊采用鐵電存儲(chǔ)器MB85RS64，存儲(chǔ)容量為8K字節(jié)，使用壽命達(dá)100億次，方便實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)，減小掉電丟失電度的可能。7.如權(quán)利要求6所述單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，其特征在于: 所述指示燈包括儀表運(yùn)行燈、RS485通信燈、6路三相有功光脈沖燈，儀表正常工作時(shí)，運(yùn)行燈以1秒/次的頻率閃爍，RS485模塊通信時(shí)，RS485通信燈閃爍，6組三相存在有功負(fù)載時(shí)相應(yīng)的光脈沖閃爍。
【專利摘要】一種單三相靈活配置多回路外置開口互感器多功能儀表，包括集成UART芯片的主CPU模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)器、RS485模塊、模擬量采樣模塊，其特征在于：主CPU采用模擬量采集模塊同步采樣完成6個(gè)三相回路信號(hào)采集并按照18個(gè)單相表和6個(gè)三相表電能計(jì)量及其它電力參數(shù)的計(jì)算，通過時(shí)鐘模塊做18個(gè)單相表和6個(gè)三相表的分時(shí)計(jì)量，主CPU通過存儲(chǔ)器中的配置對(duì)電能及其它電力參數(shù)進(jìn)行重新計(jì)算，存儲(chǔ)器中的單三相配置通過RS485模塊接口得到并且通過RS485模塊上送配置信息要求的電度量及其它電力參數(shù)。本發(fā)明采用開口互感器，現(xiàn)場(chǎng)施工非常方便，多回路靈活配置的功能將大大減少安裝空間，降低安裝的難度。
【IPC分類】G01R11/00, G01R19/25, G01R22/10
【公開號(hào)】CN105353183
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510782323
【發(fā)明人】梁文鋒
【申請(qǐng)人】杭州佳和電氣股份有限公司
【公開日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年11月16日