專(zhuān)利名稱(chēng)：弱電取樣電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種弱電取樣電能表，屬于電力測(cè)量領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)微機(jī)式計(jì)量、保護(hù)、監(jiān)控的應(yīng)用，給現(xiàn)有的電能計(jì)量、保護(hù)、監(jiān)控中提供 信號(hào)的電流、電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備發(fā)生了變化，也給傳感器的發(fā)展產(chǎn)生了新的契機(jī)，主要變化 有以下幾個(gè)特點(diǎn)1、現(xiàn)有的高、低壓計(jì)量用電能表的設(shè)計(jì)是在過(guò)去的電磁電流互感器、 電磁式電壓互感器提供標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)5A、 100V的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，隨著技術(shù)的進(jìn)步，微型互 感器、各類(lèi)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)，與原標(biāo)準(zhǔn)互感器標(biāo)準(zhǔn)不匹配；2、電力系統(tǒng)自動(dòng)化的需 要，微機(jī)計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)監(jiān)控的出現(xiàn)，以及電力系統(tǒng)提高安全運(yùn)行系數(shù)的需要，標(biāo)準(zhǔn) 電流、電壓的轉(zhuǎn)換設(shè)備出現(xiàn)了許多新產(chǎn)品，光電、光纖、傳感器等各類(lèi)傳感器大量應(yīng)用， 輸出信號(hào)出現(xiàn)低功率，低電壓、小電流的變化趨勢(shì)，現(xiàn)有的電能表不能適應(yīng)；3、現(xiàn)有 的電能表是在過(guò)去的機(jī)械表的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，電流輸入回路都有錳銅分流電阻，將 5A輸入電流分流成毫安級(jí)或微安級(jí)的電流信號(hào)，才能輸入到電能計(jì)量芯片，轉(zhuǎn)換過(guò)程 多，功耗大浪費(fèi)能源；電壓輸入信號(hào)也要經(jīng)過(guò)二次降壓，才能輸入到電能計(jì)量單元進(jìn)行 計(jì)量，提高計(jì)量精度困難，容易造成誤差偏大，信號(hào)失真；4、現(xiàn)有的電能表對(duì)供給標(biāo) 準(zhǔn)電流、電壓的轉(zhuǎn)換設(shè)備要求功率大，給其制造帶來(lái)一定難度，材料浪費(fèi)大，結(jié)構(gòu)相對(duì) 復(fù)雜，耗能高；5、由于錳銅分流電阻的存在，"燒表尾"的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不利于線路 的安全運(yùn)行。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種適應(yīng)現(xiàn)代化、微型化新型傳感器大量應(yīng)用 的需要，采集傳感器(微型互感器、光電、光纖、電阻分壓、電容分壓、若高付斯基線 圈、電感分壓)供出的弱電信號(hào)，傳感器采集的通常為毫安級(jí)或者微安級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電流信 號(hào)和毫伏級(jí)或者微伏級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行計(jì)量，徹底防止燒表尾，節(jié)約材料、提高檢測(cè)精 度的弱電取樣電能表。
本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:弱電取樣電能表，包括計(jì)量模塊、 計(jì)數(shù)顯示器和供源回路，供源回路連接計(jì)量模塊，線路和殼體封閉為一體，其特征在于:計(jì)量模塊包括乘法器和u/f變換器，乘法器的輸入端連接弱電輸入端口，弱電輸入端口 分別連接電流取樣傳感器和電壓取樣傳感器，乘法器的輸出端連接u/f變換器的輸入 端，u/f變換器的輸出端連接計(jì)數(shù)顯示器。
所述的電流取樣傳感器釆用與高壓側(cè)隔離的標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器。標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器采集 被測(cè)電流信號(hào)，輸出為亳安級(jí)或者微安級(jí)的信號(hào)。
所述的電壓取樣傳感器采用與高壓側(cè)隔離的標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器。標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器采集 被測(cè)電壓信號(hào)，輸出為毫伏級(jí)或者微伏級(jí)的信號(hào)。
所述的標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器和標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器分別為微型互感器、光電、光纖、電阻分 壓、電容分壓、若高付斯基線圈、電感分壓的一種或者多種組合。
所述的弱電輸入端口包括電容C1—C9、電阻R1—R14和補(bǔ)償阻抗P1—P6，三相電 壓端口為電容C1、 C2并聯(lián)， 一端通過(guò)電阻R4連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另一端通過(guò) 電阻R1接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻抗P1連接電流取樣傳感器，電容C3、 C4并聯(lián)， 一端通過(guò) 電阻R5連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另一端通過(guò)電阻R2接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻抗P2連接 電流取樣傳感器，電容C5、 C6并聯(lián)， 一端通過(guò)電阻R6連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另 一端通過(guò)電阻R3接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻抗P3連接電流取樣傳感器，三相電流端口為補(bǔ)償 阻抗P4的兩端通過(guò)電阻R7、 R8連接計(jì)量模塊U2的輸入端，補(bǔ)償阻抗P5的兩端通過(guò)電 阻R9、 R10連接計(jì)量模塊U2的輸入端，補(bǔ)償阻抗P6的兩端通過(guò)電阻Rll、 R12連接計(jì) 量模塊U2的輸入端，補(bǔ)償阻抗P4—P6兩端還分別連接電壓取樣傳感器的三相輸出，補(bǔ) 償阻抗P4—P6的公共端通過(guò)并聯(lián)的電阻R14和電容C7接地，補(bǔ)償阻抗P4—P6的公共 端還通過(guò)電阻R13連接計(jì)量模塊U2的輸入端，電容C8、 C9并聯(lián)連接在與電阻R10的公 共端和地之間，傳感器電壓、電流的倍率直接乘入電能計(jì)量模塊的乘法器，電量即可直 讀。弱電輸入端口的作用在于將來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器和標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器的信號(hào)輸入計(jì)量 模塊U2進(jìn)行計(jì)算。
本實(shí)用新型弱電取樣電能表的有益效果是與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于來(lái)自高壓側(cè)隔離 的標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器、電壓傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓信號(hào)不再是原有100V、 5A標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)， 通過(guò)弱電輸入端口供給電能計(jì)量模塊U2的信號(hào)為毫安、毫伏級(jí)或者微安、微伏級(jí)，符 合各類(lèi)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)輸出，與計(jì)量模塊U2中的乘法器和u/f變換器的信號(hào)電壓、電流 標(biāo)準(zhǔn)相同，不需要原有電能表中的二次變換和分流。由于本實(shí)用新型減少了電流、電壓 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，降低了損耗，降低了信號(hào)的功率因此測(cè)試精度大大提高，并且節(jié) 能降耗，節(jié)省材料，徹底杜絕了分流電阻發(fā)熱、燒表尾的現(xiàn)象。本實(shí)用新型適應(yīng)傳感器的匹配要求，適應(yīng)配電網(wǎng)自動(dòng)化的需要，降低了制造難度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提高了安全運(yùn)行系數(shù)。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖。
圖1、2是本實(shí)用新型弱電取樣電能表的最佳實(shí)施例，其中U1計(jì)數(shù)顯示器U2計(jì) 量模塊R1-R14電阻CI-C9電容 P1—P6補(bǔ)償阻抗具體實(shí)施方式
下面結(jié)合圖l、 2對(duì)本實(shí)用新型弱電取樣電能表做進(jìn)一步說(shuō)明。 如圖l所示，供源回路包括取源回路、整流電路和穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮敵龆诉B 接計(jì)量模塊，提供計(jì)量電能表所需電能。計(jì)量模塊包括乘法器和u/f變換器，乘法器的 輸入端連接弱電輸入端口 ，弱電輸入端口連接分別連接電流取樣傳感器和電壓取樣傳感 器，乘法器的輸出端連接u/f變換器的輸入端，u/f變換器的輸出端連接計(jì)數(shù)顯示器。 供源回路為普通現(xiàn)有技術(shù)，為本行業(yè)技術(shù)人員所掌握。
電流取樣傳感器采用與高壓側(cè)隔離的標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器。標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器采集被測(cè)電 流信號(hào)，輸出為毫安級(jí)或者微安級(jí)的信號(hào)。電壓取樣傳感器采用與高壓側(cè)隔離的標(biāo)準(zhǔn)電 壓傳感器。標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器采集被測(cè)電壓信號(hào)，輸出為毫伏級(jí)或者微伏級(jí)的信號(hào)。標(biāo)準(zhǔn) 電流傳感器和標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器的輸出端口分別輸出毫安級(jí)標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)和毫伏級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 電壓信號(hào)，進(jìn)入計(jì)量模塊進(jìn)行電能計(jì)量。
由于與高壓側(cè)隔離的標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器、電壓傳感器的標(biāo)準(zhǔn)電流、電壓信號(hào)不再是原 有100V、 5A標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，直接供給電能計(jì)量模塊U2的信號(hào)為毫安、毫伏級(jí)或者微安、微 伏級(jí)，符合各類(lèi)傳感器的標(biāo)準(zhǔn)輸出，通過(guò)弱電輸入端口進(jìn)入乘法器進(jìn)行電能計(jì)量，省卻 了原有同類(lèi)設(shè)備中降壓、分流環(huán)節(jié)。標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器和標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器分別為微型互感 器、光電、光纖、電阻分壓、電容分壓、若高付斯基線圈、電感分壓的一種或者多種組合。
如圖2所示，弱電輸入端口包括電容C1—C9、電阻R1—R14和補(bǔ)償阻抗P1—P6。 三相電壓端口為電容C1、 C2并聯(lián)， 一端通過(guò)電阻R4連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另 一端通過(guò)電阻R1接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻抗P1連接電流取樣傳感器。電容C3、 C4并聯(lián)， 一端通過(guò)電阻R5連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另一端通過(guò)電阻R2接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻 抗P2連接電流取樣傳感器。電容C5、 C6并聯(lián)， 一端通過(guò)電阻R6連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另一端通過(guò)電阻R3接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻抗P3連接電流取樣傳感器。三相電流端 口為補(bǔ)償阻抗P4的兩端通過(guò)電阻R7、 R8連接計(jì)量模塊U2的輸入端。補(bǔ)償阻抗P5的 兩端通過(guò)電阻R9、 R10連接計(jì)量模塊U2的輸入端。補(bǔ)償阻抗P6的兩端通過(guò)電阻Rll、 R12連接計(jì)量模塊U2的輸入端。補(bǔ)償阻抗P4—P6兩端還分別連接電壓取樣傳感器的三 相輸出。補(bǔ)償阻抗P4—P6的公共端通過(guò)并聯(lián)的電阻R14和電容C7接地，補(bǔ)償阻抗P4 一P6的公共端還通過(guò)電阻R13連接計(jì)量模塊U2的輸入端，電容C8、 C9并聯(lián)連接在與 電阻R10的公共端和地之間。弱電輸入端口的作用在于將來(lái)自標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器和標(biāo)準(zhǔn)電 壓傳感器的信號(hào)輸入計(jì)量模塊U2。計(jì)量模塊U2的輸出端連接計(jì)數(shù)顯示器U1的輸入端。 三相電壓信號(hào)通過(guò)電壓端口進(jìn)入計(jì)量模塊U2，同時(shí)三相電流信號(hào)通過(guò)電流端口進(jìn) 入計(jì)量模塊U2。計(jì)量模塊U2進(jìn)行計(jì)量，然后將結(jié)果輸送到計(jì)數(shù)顯示器U1。
權(quán)利要求1、弱電取樣電能表，包括計(jì)量模塊、計(jì)數(shù)顯示器和供源回路，供源回路連接計(jì)量模塊，線路和殼體封閉為一體，其特征在于計(jì)量模塊包括乘法器和u/f變換器，乘法器的輸入端連接弱電輸入端口，弱電輸入端口分別連接電流取樣傳感器和電壓取樣傳感器，乘法器的輸出端連接u/f變換器的輸入端，u/f變換器的輸出端連接計(jì)數(shù)顯示器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的弱電取樣電能表，其特征在于電流取樣傳感器采用與 高壓側(cè)隔離的標(biāo)準(zhǔn)電流傳感器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的弱電取樣電能表，其特征在于電壓取樣傳感器采用與 高壓側(cè)隔離的標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的弱電取樣電能表，其特征在于所述的標(biāo)準(zhǔn)電流傳 感器和標(biāo)準(zhǔn)電壓傳感器分別為微型互感器、光電、光纖、電阻分壓、電容分壓、若高付 斯基線圈、電感分壓的一種或者多種組合。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的弱電取樣電能表，其特征在于弱電輸入端口包括電容 C1一C9、電阻R1—R14和補(bǔ)償阻抗P1—P6，三相電壓端口為電容C1、 C2并聯(lián)， 一端通 過(guò)電阻R4連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另一端通過(guò)電阻Rl接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻抗Pl連 接電流取樣傳感器，電容C3、 C4并聯(lián)， 一端通過(guò)電阻R5連接計(jì)量模塊U2的輸入端， 另一端通過(guò)電阻R2接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻抗P2連接電流取樣傳感器，電容C5、 C6并聯(lián), 一端通過(guò)電阻R6連接計(jì)量模塊U2的輸入端，另一端通過(guò)電阻R3接地，還通過(guò)補(bǔ)償阻 抗P3連接電流取樣傳感器，三相電流端口為補(bǔ)償阻抗P4的兩端通過(guò)電阻R7、 R8連接 計(jì)量模塊U2的輸入端，補(bǔ)償阻抗P5的兩端通過(guò)電阻R9、 R10連接計(jì)量模塊U2的輸入 端，補(bǔ)償阻抗P6的兩端通過(guò)電阻R11、 R12連接計(jì)量模塊U2的輸入端，補(bǔ)償阻抗P4— P6兩端還分別連接電壓取樣傳感器的三相輸出，補(bǔ)償阻抗P4—P6的公共端通過(guò)并聯(lián)的 電阻R14和電容C7接地，補(bǔ)償阻抗P4—P6的公共端還通過(guò)電阻R13連接計(jì)量模塊U2 的輸入端，電容C8、 C9并聯(lián)連接在與電阻R10的公共端和地之間。
專(zhuān)利摘要弱電取樣電能表，屬于電力測(cè)量領(lǐng)域。包括計(jì)量模塊、計(jì)數(shù)顯示器和供源回路，供源回路連接計(jì)量模塊，線路和殼體封閉為一體，其特征在于計(jì)量模塊包括乘法器和u/f變換器，乘法器的輸入端連接弱電輸入端口，弱電輸入端口分別連接電流取樣傳感器和電壓取樣傳感器，乘法器的輸出端連接u/f變換器的輸入端，u/f變換器的輸出端連接計(jì)數(shù)顯示器。具有采集傳感器(微型互感器、光電、光纖、電阻分壓、電容分壓等)供出的弱電信號(hào)，傳感器采集的通常為毫安級(jí)或者微安級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)和毫伏級(jí)或者微伏級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)電壓進(jìn)行計(jì)量，徹底防止燒表尾，節(jié)約材料、提高檢測(cè)精度等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01R22/06GK201251600SQ200820187889
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月14日
發(fā)明者徐文超, 博 榮, 趙振曉 申請(qǐng)人:淄博計(jì)?；ジ衅餮芯克?br>