智能電量采樣裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及智能電量采樣裝置，包括電流互感模塊，用于將三相電流轉(zhuǎn)換為毫安級(jí)電流，并通過(guò)流壓轉(zhuǎn)換將所述毫安級(jí)電流轉(zhuǎn)換為第一低電壓信號(hào)；電量采樣模塊，用于采集所述第一低電壓信號(hào)。通過(guò)電流互感模塊將三相電流轉(zhuǎn)換為低電壓信號(hào)，供電量采樣模塊進(jìn)行采樣，提高了電量采樣的安全性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用大電流輸出的電流互感器，通過(guò)二次接線接入儀表進(jìn)行電量采樣，電流互感器二次側(cè)開路，產(chǎn)生高壓引起事故，存在較大的安全隱患的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】智能電量采樣裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力領(lǐng)域，具體而言，涉及智能電量采樣裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 在低壓配電領(lǐng)域常需要對(duì)電力參數(shù)進(jìn)行采集，如對(duì)三相電流、三相電壓、電度量、 頻率、開關(guān)量等參數(shù)進(jìn)行采集。由于電力參數(shù)采集現(xiàn)場(chǎng)一般使用模擬信號(hào)，干擾較大。為 了抗干擾，現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用大電流（安培級(jí)）輸出的電流互感器，再配常規(guī)電力儀表 (或指針式刻度表）對(duì)電力參數(shù)進(jìn)行采集。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中電流互感器通過(guò)二次側(cè)連接線的方式接入電力儀表對(duì)三相電流進(jìn)行 采樣、流壓轉(zhuǎn)換及測(cè)量，由于電流互感器輸出的電流較大，如果電流互感器二次側(cè)開路，就 會(huì)產(chǎn)生高壓引起事故，存在較大的安全隱患。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種智能電量采樣裝置，以解決上述的問(wèn)題。
[0005] 在本發(fā)明的實(shí)施例中提供了一種智能電量采樣裝置，包括：電流互感模塊，用于將 三相電流轉(zhuǎn)換為毫安級(jí)電流，并通過(guò)流壓轉(zhuǎn)換將毫安級(jí)電流轉(zhuǎn)換為第一低電壓信號(hào)；電量 米樣模塊，用于米集第一低電壓信號(hào)。
[0006] 進(jìn)一步，該智能電量采樣裝置還包括：電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于將三相電壓轉(zhuǎn)換為第二 低電壓信號(hào)，供電量采樣模塊采集。
[0007] 進(jìn)一步，該智能電量采樣裝置還包括：電量獲取模塊，用于根據(jù)采集的第一低電壓 信號(hào)及第二低電壓信號(hào)，獲取三相電流及三相電壓的電量信息，并對(duì)電量信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0008] 進(jìn)一步，該智能電量采樣裝置還包括：開關(guān)量轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入的開關(guān)量信號(hào) 通過(guò)光電隔離轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)，供電量獲取模塊獲取并存儲(chǔ)開關(guān)量的信息。
[0009] 進(jìn)一步，該智能電量采樣裝置還包括：通信模塊，用于通過(guò)數(shù)字協(xié)議將電量信息及 開關(guān)量的信息傳輸至終端。
[0010] 進(jìn)一步，數(shù)字協(xié)議包括但不限于：Rs485、Can、Lan、Rs232及Rs422。
[0011] 進(jìn)一步，電量采樣模塊通過(guò)SPI接口與電量獲取模塊電連接；電量獲取模塊通過(guò) TTL串口與通信模塊電連接。
[0012] 本發(fā)明實(shí)施例提供的智能電量采樣裝置，通過(guò)電流互感模塊將三相電流轉(zhuǎn)換為低 電壓信號(hào)，供電量采樣模塊進(jìn)行采樣，提高了電量采樣的安全性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用大 電流輸出的電流互感器，通過(guò)二次接線接入儀表進(jìn)行電量采樣，電流互感器二次側(cè)開路，產(chǎn) 生高壓引起事故，存在較大的安全隱患的問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013] 圖1示出了本發(fā)明智能電量采樣裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014] 圖2示出了本發(fā)明智能電量采樣裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面通過(guò)具體的實(shí)施例子并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0016] 圖1示出了本發(fā)明智能電量采樣裝置的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0017] 在本實(shí)施例中，一種智能電量采樣裝置，包括：電流互感模塊10,用于將三相電流 轉(zhuǎn)換為毫安級(jí)電流，并通過(guò)流壓轉(zhuǎn)換將毫安級(jí)電流轉(zhuǎn)換為第一低電壓信號(hào)；電量采樣模塊 20,用于采集第一低電壓信號(hào)（0.353V左右）。本實(shí)施例中的電流互感模塊10,采用低電流 輸出互感器，輸出電流為毫安級(jí)，并利用6-8歐的電阻短接實(shí)現(xiàn)流壓轉(zhuǎn)換。
[0018] 本實(shí)施例通過(guò)電流互感模塊10將三相電流轉(zhuǎn)換為低電壓信號(hào)，供電量采樣模塊 20進(jìn)行采樣，提高了電量采樣的安全性，解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用大電流輸出的電流互感器， 通過(guò)二次接線接入儀表進(jìn)行電量采樣，電流互感器二次側(cè)開路，產(chǎn)生高壓引起事故，存在較 大的安全隱患的問(wèn)題。同時(shí)該電流互感模塊10體積小巧，安裝方便。
[0019] 參圖2所示，圖2示出了本發(fā)明智能電量采樣裝置的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖。
[0020] 在本實(shí)施例中，為了對(duì)三相電壓進(jìn)行采樣，該智能電量采樣裝置還可以設(shè)置：電壓 轉(zhuǎn)換模塊11，用于將三相電壓（220V)轉(zhuǎn)換為第二低電壓信號(hào)（0. 353V左右），供電量采樣 模塊20采集。
[0021] 在本實(shí)施例中，為了獲取三相電流及三相電壓的電量信息，該智能電量采樣裝置 還可以設(shè)置：電量獲取模塊30,用于根據(jù)采集的第一低電壓信號(hào)及第二低電壓信號(hào)，獲取 三相電流及三相電壓的電量信息，并對(duì)電量信息進(jìn)行存儲(chǔ)。該電量獲取模塊30,采用ARM CortexM3芯片，通過(guò)SPI (Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口）同步串行信號(hào)讀 取電力電量信息，并將電力電量信息處理存儲(chǔ)。
[0022] 在本實(shí)施例中，該智能電量采樣裝置還包括：開關(guān)量轉(zhuǎn)換模塊12,用于將輸入的 開關(guān)量信號(hào)通過(guò)光電隔離轉(zhuǎn)換為TTL(transistor transistor logic,晶體管-晶體管邏輯 集成電路）電平（輸出高電平大于2. 4V，輸出低電平小于0.4V)信號(hào)，供電量獲取模塊30 獲取并存儲(chǔ)開關(guān)量的信息。
[0023] 在本實(shí)施例中，該智能電量采樣裝置還包括：通信模塊40,通信模塊40通過(guò)TTL 串口與電量獲取模塊30電連接，用于通過(guò)數(shù)字協(xié)議（Rs485)將電量信息及開關(guān)量的信息傳 輸至終端。
[0024] 在本實(shí)施例中，數(shù)字協(xié)議包括但不限于：Rs485、Can、Lan、Rs232及Rs422。
[0025] 在本實(shí)施例中，為了對(duì)該電量采樣模塊20進(jìn)行參數(shù)設(shè)置（主要用于出廠設(shè)置），該 智能電量采樣裝置還可設(shè)置USB模塊。
[0026] 本發(fā)明的智能電量采樣裝置的運(yùn)行過(guò)程如下：
[0027] 讀取掉電參數(shù)，主要讀取電力電量的代碼與真實(shí)值計(jì)算參數(shù)以及電度參數(shù)等，如 果第一次開機(jī)，設(shè)備將寫入初始化參數(shù)。
[0028] 初始化串口，主要根據(jù)參數(shù)設(shè)置串口的波特率以及格式等信息。
[0029] 初始化USB 口，將USB 口初始化為USB HID形式，電腦將無(wú)需驅(qū)動(dòng)即可對(duì)該采集模 塊進(jìn)行校準(zhǔn)，該功能主要用于出廠設(shè)置。
[0030] 初始化看門狗，主要開啟看門狗，用于保障每一個(gè)過(guò)程中設(shè)備死機(jī)重啟機(jī)制。
[0031] 初始化電力電量芯片，主要按參數(shù)寫入電力電量芯片，以保障讀取的數(shù)據(jù)為無(wú)誤 差的米集值。
[0032] 讀取撥碼開關(guān)地址，利用GPI0讀取該模塊地址，用于Modbus通信。
[0033] 讀取遙信，利用GPI0讀取開關(guān)量信號(hào)，用于設(shè)備對(duì)開關(guān)的監(jiān)測(cè)。
[0034] 讀取電力電量，循環(huán)讀取電力電量芯片，實(shí)時(shí)讀取其采集值。
[0035] USB參數(shù)設(shè)置，主要利用USB對(duì)采集模塊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。
[0036] Modbus協(xié)議處理，設(shè)置在定時(shí)中斷中，定時(shí)中斷1ms-次，用于處理Modbus協(xié)議請(qǐng) 求和電度數(shù)據(jù)積算。
[0037] 本發(fā)明采用前端數(shù)字化方式，在模塊內(nèi)部直接對(duì)三相電流、三相電壓及開關(guān)量進(jìn) 行采樣、獲取電量信息，并利用具有強(qiáng)大隔離能力的RS485通信變送，降低模擬傳輸干擾并 完全杜絕了事故的發(fā)生。
[0038] 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用 的計(jì)算裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成 的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)裝置中由計(jì)算裝置來(lái)執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們 中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的 硬件和軟件結(jié)合。
[0039] 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技 術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種智能電量采樣裝置，其特征在于，包括： 電流互感模塊，用于將三相電流轉(zhuǎn)換為毫安級(jí)電流，并通過(guò)流壓轉(zhuǎn)換將所述毫安級(jí)電 流轉(zhuǎn)換為第一低電壓信號(hào)； 電量采樣模塊，用于采集所述第一低電壓信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能電量采樣裝置，其特征在于，還包括： 電壓轉(zhuǎn)換模塊，用于將三相電壓轉(zhuǎn)換為第二低電壓信號(hào)，供所述電量采樣模塊采集。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能電量采樣裝置，其特征在于，還包括： 電量獲取模塊，用于根據(jù)采集的所述第一低電壓信號(hào)及所述第二低電壓信號(hào)，獲取所 述三相電流及所述三相電壓的電量信息，并對(duì)所述電量信息進(jìn)行存儲(chǔ)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的智能電量采樣裝置，其特征在于，還包括： 開關(guān)量轉(zhuǎn)換模塊，用于將輸入的開關(guān)量信號(hào)通過(guò)光電隔離轉(zhuǎn)換為TTL電平信號(hào)，供所 述電量獲取模塊獲取并存儲(chǔ)所述開關(guān)量的信息。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能電量采樣裝置，其特征在于，還包括： 通信模塊，所用于通過(guò)數(shù)字協(xié)議將所述電量信息及所述開關(guān)量的信息傳輸至終端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的智能電量采樣裝置，其特征在于，所述數(shù)字協(xié)議包括但不限 于：Rs485、Can、Lan、Rs232 及 Rs422。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的智能電量采樣裝置，其特征在于，所述電量采樣模塊通過(guò)SPI 接口與所述電量獲取模塊電連接；所述電量獲取模塊通過(guò)TTL串口與所述通信模塊電連 接。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK104122825SQ201410373348
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】徐軍鵬, 汪南翔, 富明, 孫輝 申請(qǐng)人:四川中智恒源電氣有限公司