專利名稱：配電負荷監(jiān)視記錄器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種測量記錄低壓(1000V以下)電參數(shù)的儀器，尤其適合作為低壓電カ線路負荷測量記錄器。
背景技術：
隨著居民生活水平日益提高，家用電器越來越多。供電單位對居民生活片區(qū)用電負荷已經很難估算。目前供電單位多采用人工現(xiàn)場讀取電流表作為參考，但是人工帶電情 況下記錄電カ線路的電參數(shù)是ー個異常艱苦的工作。因為沒有準確供電負荷情況，所以供電部門無法合理調配電力容量，導致配電設備頻發(fā)故障，停電事故多有發(fā)生。
發(fā)明內容為了對電カ線路負荷有個準確詳細的了解，本實用新型提供ー種配電負荷監(jiān)視記錄器，該配電負荷監(jiān)視記錄器可以實時記錄電壓和電流有效值；相位、頻率有和有功無功電能和時間數(shù)據(jù)。本實用新型內有大容量串行Flash芯片(AT4 B161/16Mbit)，可以長期儲存電參數(shù)數(shù)據(jù)。本實用新型在應用于采集三相四線的配電線路的電參數(shù)數(shù)據(jù)時，如果每分鐘采集一次電壓、電流、相位、電能、有功、無功數(shù)據(jù)，本實用新型可以連續(xù)儲存45天實時記錄數(shù)據(jù)。方便供電單位對配電負荷的準確把握。同時也可以利用本實用新型記錄的電能消耗數(shù)據(jù)也可以監(jiān)視竊電行為，降低線路損耗。本實用新型的配電負荷監(jiān)視記錄器技術方案是它以下電路組成主控MCU、電能計量芯片、鉗形電流互感器、電壓互感器、串行FLASH存儲器、實時時鐘芯片、串行通信接ロ、鍵盤電路、IXD顯示模塊、ISP編程接ロ、電源電路。本實用新型在應用于三相四線配電負荷監(jiān)視記錄這樣工作的三組鉗形電流互感器的圓心分別卡住要測試的三相交流電A相、B相、C相用于檢測A相、B相、C相電流值；三組電壓互感器夾頭分別夾在A相與零線、B相與零線、C相與零線，用于檢測A相、B相、C相電壓值。主控MCU和電能計量芯片是SPI接ロ連接方式，主控MCU可以通過這個SPI接ロ讀寫電能計量芯片數(shù)據(jù)。主控MCU通過串行方式讀寫實時時鐘芯片信息。主控MCU通過SPI接ロ操縱FLASH存儲器，主控MCU將獲取的負荷數(shù)據(jù)和實時時鐘打包存于串行FLASH存儲器。主控M⑶提供串行通信接口和ISP編程接ロ。主控MCU連接有IXD顯示模塊，顯示工作信息。主控MCU連接鍵盤電路。主控MCU根據(jù)鍵盤輸入的控制模式提供5種工作模式⑴實時記錄電參數(shù)主控MCU讀取電力計量芯片的電參數(shù)和實時時鐘芯片的時間，數(shù)據(jù)打包后儲存于串行FLASH存儲器。(2)顯示回放電參數(shù)主控MCU讀取儲存于串行FLASH存儲器的負荷數(shù)據(jù)和時間，送給IXD顯示。
(3)上傳已記錄的電參數(shù)主控MCU讀取儲存于串行FLASH存儲器的數(shù)據(jù)，經過串行通信接口上傳給微機。(4)校準時鐘。(5)軟件校表。電源電路輸入為交流220V和電池兩種，輸出是+5V和+3. 3V。本實用新型的有益效果是可以全天候實時在線檢測記錄配電電カ線路的各項電參數(shù)。為供電部門合理調度分配電能，提供客觀詳實依據(jù)。利用本實用新型記錄的電能消耗數(shù)據(jù)也可以監(jiān)視竊電行為，降低線路損耗。本實用新型結構簡單成本低廉。

[0006]
以下結合附圖和實施例對本實用新型進ー步說明。圖I是本實用新型的電路原理圖。圖2是本實用新型的程序流程圖。在圖I所示IC1(ATMEGA16)是主控MCU、IC2 (ATT7022)是電能計量芯片、TIA/T1B/TIC/是三組鉗形電流互感器探頭、TUA/TUB/TUC/是三組電壓互感器、IC3 (AT45DB161)是串行FLASH存儲器、IC4 (DS1302)是實時時鐘芯片、IC5 (MAX232)是串行通信芯片，IC5 (MAX232)和 J2 (DB9)組成串行通信接 ロ、K1/K2/K3/K4 組成鍵盤電路、LCD (LCD12864)液晶顯示模塊、電源電路有IC6 (LM2575-5. 0)提供直流+5. OV電源和IC7 (LM1117-3. 3)提供直流+3. 3V電源、JI是ISP編程接ロ。
具體實施方式
在圖I所示主控MCUiCi (atmegai6)的管腳(ro4/ro5/ro6/ro7)依次連接于和IC2 (ATT7022)的 SPI 管腳(DOUT/DIN/SCLK/CS)。主控 MCU (ATMEGA16)的管腳(PD2)相連于IC2(ATT7022)的(SIG)管腳，主控MCU通過(ATT7022)的(SIG)管腳監(jiān)測電能計量芯片工作狀態(tài)。主控MCU(ATMEGA16)的管腳(H)3)相連于IC2 (ATT7022)的(RESET)管腳，主控MCU通過(TO2)管腳可以復位電能計量芯片(ATT7022)。TIA/TIB/TIC/是三組鉗形電流互感器。鉗形電流互感器有兩檔可選，輸出電壓和輸入電流比率分別是lOmv/A和lmv/A，鉗形電流互感器提供的是毫伏級電壓信號。如圖I所示連接關系是TIA鉗形電流互感器探頭輸出IAI經過阻容濾波電路R211，C211連接于IC2 (ATT7022)的(VlP)管腳。TIA鉗形電流互感器探頭輸出IAO經過阻容濾波電路R212，C212連接于IC2 (ATT7022)的(VlN)管腳，R213 連接在 IC2 (ATT7022)的 VlP 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。R214 連接在 IC2(ATT7022)的 VlN和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。TIB鉗形電流互感器探頭輸出IBI經過阻容濾波電路R231，C231連接于IC2 (ATT7022)的(V3P)管腳。TIB鉗形電流互感器探頭輸出IBO經過阻容濾波電路R232，C232連接于IC2 (ATT7022)的(V3N)管腳，R233 連接在 IC2 (ATT7022)的 V3P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。R234 連接在 IC2 (ATT7022)的 V3N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。TIC鉗形電流互感器探頭輸出ICI經過阻容濾波電路R251，C251連接于IC2 (ATT7022)的(V5P)管腳。[0022]TIC鉗形電流互感器探頭輸出ICO經過阻容濾波電路R252，C252連接于IC2 (ATT7022)的(V5N)管腳，R253 連接在 IC2 (ATT7022)的 V5P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。R254 連接在 IC2 (ATT7022)的 V5N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。TUA/TUB/TUC/是三組輸入電壓和輸出電壓比率100V/0. 5V的電壓互感器，如圖I所示連接關系是TUA電壓互感器輸出VA經過阻容濾波電路R221，C221連接于IC2(ATT7022)的(V2P)管腳。TUA電壓互感器輸出VAN經過阻容濾波電路R222，C222連接于IC2 (ATT7022)的(V2N)管腳。R223 連接在 IC2 (ATT7022)的 V2P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。R224 連接在 IC2 (ATT7022)的 V2N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。TUB電壓互感器輸出VB經過阻容濾波電路R241，C241連接于IC2(ATT7022)的(V4P)管腳。TUB電壓互感器輸出VBN經過阻容濾波電路R242，C242連接于IC2 (ATT7022)的(V4N)管腳。R243 連接在 IC2 (ATT7022)的 V4P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。R244 連接在 IC2 (ATT7022)的 V4N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。TUC電壓互感器輸出VC經過阻容濾波電路R261，C261連接于IC2(ATT7022)的(V6P)管卻。TUC電壓互感器輸出VCN經過阻容濾波電路R262，C262連接于IC2 (ATT7022)的(V6N)管腳。R263 連接在 IC2 (ATT7022)的 V6P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。R264 連接在 IC2 (ATT7022)的 V6N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管腳上，提供直流偏置。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管腳(PB4/PB5/PB6/PB7)依次和 IC3 (AT4OTB161)串行FLASH存儲器的管腳(CS/SI/S0/SCK)相連成SPI接ロ。主控MCU ICl (ATMEGA16)通過這個SPI接ロ讀寫操作IC3(AT4 B161)。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管腳(PC0/PC1/PC2)分別和 IC4(DS1302)實時時鐘芯片(I0/SCK/RST)相連。MCU ICl (ATMEGA16)可以讀寫操作 IC4 (DS1302)。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管腳(TXD/RXD)分別和IC5 (MAX232)串行通信芯片(T1IN/R10UT)相連。IC5 (MAX232)的(TI0UT/R1IN)分別經過電阻 R501，R502 連接在 DB9的2，3管腳上，這就組成了與微機進行串行通信的接ロ。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管腳(PB0/PB1/PB2/PB3)依次經過電阻(R101/R102/R103/R104)依次連接在(K1/K2/K3/K4)上形成鍵盤電路。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管腳(PA0/PA1/PA2/PA3/PA4/PA5/PA6/PA7/PC7/PC6/PC5/PC4/PC3)依次連接于 LCD (LCD 12864)液晶顯示器(D0/D1/D2/D3/D4/D5/D6/D7/RS/R&W/E/CS1/CS2)。主控MCU ICl通過這種連接驅動IXD顯示數(shù)據(jù)。如圖I所示可調Rl分別連接在LCD (LCD12864)液晶顯示器(VD/V0/V0UT)。K6是連接在LCD (LCD12864)液晶顯示器(BLA)為背光選擇。在圖I所示JI是ISP編程接ロ，JI連接器的管腳(RST/MIS0/SCK/M0SI)分別連接在主控MCU IC I (ATMEGA16)的(RESET/PB6/PB7/PB5)的管腳。為主控MCU提供編程接
n在圖I 所示:C101，C102，X101 連接在主控MCU ICl (ATMEGA16)的管腳(XI,X2)上形成振蕩電路。D101，K5，C103，R105組成ICl (ATMEGA16)的復位電路，K5是手動復位開關。在圖I所示電源電路是有Tl變壓器(220v/9v)、整流橋BGOl、6V備用電池、肖特基D601、D602、LM2575-5. O、LMl117-3. 3和圖I所示的元件組成的+5. OV和+3. 3V供電系統(tǒng)。R601和D604為電源指示燈電路。
權利要求1.一種配電負荷監(jiān)視記錄器，有主控MCU、電能計量芯片、鉗形電流互感器、電壓互感器、串行FLASH存儲器、實時時鐘芯片、串行通信接ロ、鍵盤電路、IXD顯示模塊、ISP編程接ロ、電源電路組成硬件電路，其特征是主控MCU是ATMEGA16芯片、電能計 量芯片是ATI7022、鉗形電流互感器、串行FLASH存儲器是AT45DB161芯片、實時時鐘是DS1302芯片、IXD顯示模塊是IXD12864液晶模塊、電源電路是交流直流雙電源供電，內置6V備用電池，有LM2575-5. O芯片和LMl117-3. 3芯片為電路板提供電壓+5. OV和+3. 3V直流電源、有ISP編程接口和RS232通訊接ロ。
專利摘要一種對低壓配電負荷監(jiān)視記錄的儀器。該配電負荷監(jiān)視記錄器有以下電路組成主控MCU、電能計量芯片、鉗形電流互感器、電壓互感器、串行FLASH存儲器、實時時鐘芯片、串行通信接口、鍵盤電路、LCD顯示模塊、ISP編程接口、電源電路，其工作過程是三組鉗形電流互感器卡住要測的三相交流電各相，三組電壓互感器夾頭分別夾在各相與零線上，主控MCU通過SPI接口操縱電能計量芯片，讀取電力線路負荷數(shù)據(jù)，主控MCU讀取的負荷數(shù)據(jù)和實時時鐘打包存于串行FLASH存儲器里。用戶根據(jù)鍵盤輸入可操作以下軟件功能記錄電參數(shù)、顯示回放電參數(shù)、記錄的電參數(shù)上傳微機、校準時鐘和軟件校表。
文檔編號G01R19/00GK202421364SQ20112052097
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權日2011年12月14日
發(fā)明者吳曦, 周毓明, 孫華偉, 李軍, 潘倫斌 申請人:吳曦, 周毓明, 孫華偉, 李軍, 河南省息縣電業(yè)總公司, 潘倫斌