本實用新型涉及電力系統(tǒng)在線監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀。

背景技術(shù)：

在電力系統(tǒng)在線監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域中，常常用到帶無功補(bǔ)償?shù)呐潆姳O(jiān)控儀，其用于通過采集低壓配電系統(tǒng)的三相電壓信號和三相電流信號，獲取低壓配電系統(tǒng)的有功和無功等電參量。在配電監(jiān)控儀的使用之前，必須確保輸入三相電壓信號和三相電流信號的多根采集線的CT(Current Transformer，電流互感)極性和它們之間的電壓相序正確，才能計算出有效的無功，并將配電系統(tǒng)的功率因數(shù)控制在正常的水平。

但是由于低壓配電系統(tǒng)的復(fù)雜性，在現(xiàn)場接線時使用者難以避免不接錯三相電壓信號或三相電流信號的多根采集線，從而造成配電監(jiān)控儀出現(xiàn)電壓相序錯誤和CT極性、相序錯誤，此時不但不能達(dá)到降低配電系統(tǒng)的功率因數(shù)的目的，反而會造成無功倒送和力率超標(biāo)的問題，進(jìn)而影響監(jiān)控效果，浪費(fèi)電力能源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對前述現(xiàn)有配電監(jiān)控儀易接錯采集線的問題，本實用新型提供了一種可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀，可以在調(diào)試初期自動地判斷是否出現(xiàn)電壓相序錯誤和CT相序及極性錯誤，并在錯誤出現(xiàn)時可 以通過調(diào)換內(nèi)部接線方式切換模數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號采集線的連接關(guān)系，糾正電壓、電流相序和CT極性，從而可以自動確保監(jiān)控效果，杜絕出現(xiàn)無功倒送和力率超標(biāo)的問題，避免電力能源的浪費(fèi)。

本實用新型采用的技術(shù)方案,提供了一種可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀，包括微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、選線開關(guān)陣列模塊、存儲器、已知容量電容器組和電容投切開關(guān)，其中，所述選線開關(guān)陣列模塊設(shè)有控制端、N個電壓輸入端、N個電壓輸出端、N個電流輸入端和N個電流輸出端，所述選線開關(guān)陣列模塊用于根據(jù)由所述控制端輸入的接線指令切換所述電壓輸入端與所述電壓輸出端之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系和/或切換所述電流輸入端與所述電流輸出端之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系，其中，N等于待測配電系統(tǒng)的相數(shù)；所述選線開關(guān)陣列模塊的所述電壓輸出端和所述電流輸出端分別電連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端,所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接所述微處理器，所述微處理器還分別電連接所述選線開關(guān)陣列模塊的所述控制端、所述存儲器和所述電容投切開關(guān)；所述已知容量電容器組并聯(lián)在所述選線開關(guān)陣列模塊與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的電連接線路中，且與所述電容投切開關(guān)串聯(lián)。

優(yōu)化的，所述選線開關(guān)陣列模塊包括解碼器和2*N²個電控開關(guān)；所述解碼器的輸入引腳電連接所述控制端，所述解碼器的輸出引腳分別電連接各個所述電控開關(guān)的控制端；在任意兩所述電壓輸入端與所述電壓輸出端之間串聯(lián)一個所述電控開關(guān)，并在任意兩所述電流輸入端與所述電流輸出端之間串聯(lián)一個所述電控開關(guān)。進(jìn)一步優(yōu)化的， 當(dāng)N的取值為3時，所述解碼器采用型號為HCTL-2032 DIP32的解碼器芯片。所述電控開關(guān)為觸點開關(guān)或繼電器開關(guān)。

優(yōu)化的，所述可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀還包括電連接所述微處理器的輸入/輸出模塊；所述輸入/輸出模塊包括液晶顯示屏和按鍵，或者所述輸入/輸出模塊包括液晶顯示屏和觸摸屏。

優(yōu)化的，所述微處理器采用型號為STM32F103RCT6的ARM芯片。

綜上，采用本實用新型所提供的一種可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀，具有如下有益效果：(1)可以在調(diào)試初期自動地判斷是否出現(xiàn)電壓相序錯誤和CT相序及極性錯誤，提升了配電監(jiān)控儀的智能化，從而可降低使用者的技能水平要求，適用人群更廣泛；(2)可以在錯誤出現(xiàn)時通過調(diào)換內(nèi)部接線方式切換模數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號采集線的連接關(guān)系，糾正電壓、電流相序和CT極性，提升了配電監(jiān)控儀的自動化，無需對外部進(jìn)行重新接線，從而提升了使用者的用戶體驗，并可避免因重新接線而帶來安全問題；(3)可以自動計算出正確的有效無功，從而達(dá)到降低配電系統(tǒng)的功率因數(shù)的目的，進(jìn)而可以自動確保監(jiān)控效果，杜絕出現(xiàn)無功倒送和力率超標(biāo)的問題，避免電力能源的浪費(fèi)。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下， 還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型提供的可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本實用新型提供的選線開關(guān)陣列模塊的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本實用新型提供的可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀的工作方法流程圖。

具體實施方式

以下將參照附圖，通過實施例方式詳細(xì)地描述本實用新型提供的可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀。在此需要說明的是，對于這些實施例方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構(gòu)成對本實用新型的限定。

本文中描述的各種技術(shù)可以用于但不限于電力系統(tǒng)在線監(jiān)控技術(shù)系統(tǒng)領(lǐng)域，還可以用于其它類似領(lǐng)域。

本文中術(shù)語“和/或”，僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如，A和/或B，可以表示：單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術(shù)語“/和”是描述另一種關(guān)聯(lián)對象關(guān)系，表示可以存在兩種關(guān)系，例如，A/和B，可以表示：單獨(dú)存在A，單獨(dú)存在A和B兩種情況，另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”關(guān)系。

實施例一

圖1示出了本實用新型提供的可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控 儀的電路結(jié)構(gòu)圖，圖2示出了本實用新型提供的選線開關(guān)陣列模塊的電路結(jié)構(gòu)圖，圖3示出了本實用新型提供的可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀的工作方法流程圖。本實施例提供的包括微處理器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、選線開關(guān)陣列模塊、存儲器、已知容量電容器組和電容投切開關(guān)，其中，所述選線開關(guān)陣列模塊設(shè)有控制端CPin、N個電壓輸入端、N個電壓輸出端、N個電流輸入端和N個電流輸出端，所述選線開關(guān)陣列模塊用于根據(jù)由所述控制端CPin輸入的接線指令切換所述電壓輸入端與所述電壓輸出端之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系和/或切換所述電流輸入端與所述電流輸出端之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系，其中，N等于待測配電系統(tǒng)的相數(shù)；所述選線開關(guān)陣列模塊的所述電壓輸出端和所述電流輸出端分別電連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端,所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸出端電連接所述微處理器，所述微處理器還分別電連接所述選線開關(guān)陣列模塊的所述控制端CPin、所述存儲器和所述電容投切開關(guān)；所述已知容量電容器組并聯(lián)在所述選線開關(guān)陣列模塊與所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器之間的電連接線路中，且與所述電容投切開關(guān)串聯(lián)。

如圖1所示，在所述配電監(jiān)控儀的電路結(jié)構(gòu)中，由于待測配電系統(tǒng)為三相電系統(tǒng)，由此N取值為3(例如，還可以在待測配電系統(tǒng)為二相電系統(tǒng)時，N取值為2；在待測配電系統(tǒng)為四相電系統(tǒng)時，N取值為4)，在所述選線開關(guān)陣列模塊中設(shè)有3個電壓輸入端(VPin1～VPin3)、3個電壓輸出端(VPout1～VPout3)、3個電流輸入端(IPin1～I(xiàn)Pin3)和3個電流輸出端(IPout1～I(xiàn)Pout3)。在使用所述配電監(jiān)控儀對待測配電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控時，3個電壓輸入端 (VPin1～VPin3)分別電連接A相電壓信號采集線U_A、B相電壓信號采集線U_B和C相電壓信號采集線U_C，3個電流輸入端(IPin1～I(xiàn)Pin3)分別電連接A相電流信號采集線I_A、B相電流信號采集線I_B和C相電壓信號采集線I_C，3個電壓輸出端(VPout1～VPout3)和3個電流輸出端(IPout1～I(xiàn)Pout3)分別電連接所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端；所述選線開關(guān)陣列模塊用于在所述微處理器的控制下，切換所述電壓輸入端(VPin1～VPin3)與所述電壓輸出端(VPout1～VPout3)之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系和/或切換所述電流輸入端(IPin1～I(xiàn)Pin3)與所述電流輸出端(IPout1～I(xiàn)Pout3)之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系，進(jìn)而改變所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號采集線的連接關(guān)系。

所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將各相的電壓模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的電壓信號，將各相的電流模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的電流信號，以便所述微處理器能夠進(jìn)行電參量的計算。所述存儲器用于存儲所述已知容量電容器組的已知電參量信息；所述電容投切開關(guān)用于在所述微處理器的控制下對所述已知容量電容器組進(jìn)行投切操作；所述微處理器可以但不限于采用型號為STM32F103RCT6的ARM(Advanced Reduced Instruction Set ComputerMachines，高級精簡指令集計算機(jī))芯片，用于對整個配電監(jiān)控儀進(jìn)行管理控制，實現(xiàn)自動調(diào)換相序的目的。

如圖3所示，在所述微處理器的控制下，所述配電監(jiān)控儀的工作方法可以但不限于包括如下步驟：S101.控制電容投切開關(guān)斷開，然后接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的且與各相對應(yīng)的第一數(shù)字化電壓信號和第一數(shù)字化電流信號；S102.根據(jù)所述第一數(shù)字化電壓信號和所述第 一數(shù)字化電流信號進(jìn)行電參量計算，獲取與各相對應(yīng)的第一電參量值；S103.控制電容投切開關(guān)閉合，然后接收來自模數(shù)轉(zhuǎn)換器的且與各相對應(yīng)的第二數(shù)字化電壓信號和所述第二數(shù)字化電流信號；S104.根據(jù)所述第二數(shù)字化電壓信號和所述第二數(shù)字化電流信號進(jìn)行電參量計算，獲取與各相對應(yīng)的第二電參量值；S105.針對各相，計算獲取所述第二電參量值與所述第一電參量值的電參量差值；S106.判斷所有相的電參量值是否不為負(fù)值以及是否與對應(yīng)相的校驗電參量相等,若任意一相的電參量值為負(fù)值或者與對應(yīng)相的校驗電參量不相等，則控制選線開關(guān)陣列模塊切換電壓輸入端與電壓輸出端之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系和/或切換電流輸入端與電流輸出端之間的且一一對應(yīng)的電連接關(guān)系，然后返回執(zhí)行步驟S101,否則結(jié)束步驟，所述校驗電參量為存儲在儲存器中且對應(yīng)已知容量電容器組的已知電參量。由此通過所述配電監(jiān)控儀，可以在調(diào)試初期自動地判斷是否出現(xiàn)電壓相序錯誤和CT相序及極性錯誤，并在錯誤出現(xiàn)時可以通過調(diào)換內(nèi)部接線方式切換模數(shù)轉(zhuǎn)換器與采集線的連接關(guān)系，糾正電壓、電流相序和CT極性，從而可以自動確保監(jiān)控效果，杜絕出現(xiàn)無功倒送和力率超標(biāo)的問題，避免電力能源的浪費(fèi)。

優(yōu)化的，所述選線開關(guān)陣列模塊包括解碼器和2*N²個電控開關(guān)；所述解碼器的輸入引腳電連接所述控制端CPin，所述解碼器的輸出引腳分別電連接各個所述電控開關(guān)的控制端；在任意兩所述電壓輸入端與所述電壓輸出端之間串聯(lián)一個所述電控開關(guān)，并在任意兩所述電流輸入端與所述電流輸出端之間串聯(lián)一個所述電控開關(guān)。

如圖2所示，在所述選線開關(guān)陣列模塊的電路結(jié)構(gòu)中，當(dāng)N取值為3時，所述選線開關(guān)陣列模塊包括有18個所述電控開關(guān)(VK1～VK9和IK1～I(xiàn)K9)，所述解碼器配置有相應(yīng)的和6個輸入引腳(D0～D5)和18個輸出引腳(VS1～VS9和IS1～I(xiàn)S9)，以便每個所述電控開關(guān)的控制端都能電連接一個不同的輸出引腳。所述電控開關(guān)用于在控制端的電平作用下實現(xiàn)線路的斷開或閉合，其可以但不限于為觸點開關(guān)或繼電器開關(guān)；所述解碼器用于解析由所述控制端CPin輸入的接線指令，在各個輸出引腳輸出相應(yīng)的電平信號，進(jìn)而控制對應(yīng)的電控開關(guān)進(jìn)行相應(yīng)的開啟或關(guān)閉動作，其可以但不限于采用型號為HCTL-2032 DIP32的解碼器芯片，該芯片共有32個引腳，大于最低引腳數(shù)目要求(至少需要26個引腳，其中18個為輸出引腳，6個為輸入引腳，1個電源引腳和1個接地引腳)。由此可實現(xiàn)對所述選線開關(guān)陣列模塊進(jìn)行內(nèi)部接線的調(diào)換。

所述可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀還包括電連接所述微處理器的輸入/輸出模塊；所述輸入/輸出模塊包括液晶顯示屏和按鍵，或者所述輸入/輸出模塊包括液晶顯示屏和觸摸屏。所述液晶顯示屏用于顯示所述配電監(jiān)控儀的工作狀態(tài)以及測控數(shù)據(jù)等信息，所述按鍵或觸摸屏用于提供人機(jī)交互設(shè)備，以便使用者對所述配電監(jiān)控儀進(jìn)行手動操控。優(yōu)化的，在所述可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀還包括按鍵或觸摸屏?xí)r，在步驟S101之前還包括如下步驟：S100.接收來自按鍵或觸摸屏的相序校正指令，然后依次執(zhí)行步驟S101至S106。由此可以實現(xiàn)所述配電監(jiān)控儀的一鍵化操作。

綜上，本實施例所提供的可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀，具有如下有益效果：(1)可以在調(diào)試初期自動地判斷是否出現(xiàn)電壓相序錯誤和CT相序及極性錯誤，提升了配電監(jiān)控儀的智能化，從而可降低使用者的技能水平要求，適用人群更廣泛；(2)可以在錯誤出現(xiàn)時通過調(diào)換內(nèi)部接線方式切換模數(shù)轉(zhuǎn)換器與信號采集線的連接關(guān)系，糾正電壓、電流相序和CT極性，提升了配電監(jiān)控儀的自動化，無需對外部進(jìn)行重新接線，從而提升了使用者的用戶體驗，并可避免因重新接線而帶來安全問題；(3)可以自動計算出正確的有效無功，從而達(dá)到降低配電系統(tǒng)的功率因數(shù)的目的，進(jìn)而可以自動確保監(jiān)控效果，杜絕出現(xiàn)無功倒送和力率超標(biāo)的問題，避免電力能源的浪費(fèi)。

如上所述，可較好地實現(xiàn)本實用新型。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)本實用新型的教導(dǎo)，設(shè)計出不同形式的可自動調(diào)換相序的配電監(jiān)控儀并不需要創(chuàng)造性的勞動。在不脫離本實用新型的原理和精神的情況下對這些實施例進(jìn)行變化、修改、替換、整合和變型仍落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。