專利名稱：高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置。
背景技術(shù)：
在三相三線兩單元模式的高壓電能表設(shè)計(jì)方案中，計(jì)量單元分別工作在A相和C 相，A相和C相之間存在一個(gè)很高的相間電壓例如在IOkV配電網(wǎng)相間電壓即為10kV。因此，A相處理單元和C相處理單元間的數(shù)據(jù)通訊必須是以一種電氣隔離的形式實(shí)現(xiàn)的。另外一個(gè)問(wèn)題是采用這種模式設(shè)計(jì)的高壓電能表采樣的電壓信號(hào)為A-B相間電壓Uab和C-B 相間電壓Ucb，采樣的電流信號(hào)為A相電流Ia和C相電流Ic。采樣結(jié)果無(wú)法得到Ua、Uc、 Ub和rt的數(shù)值，雖然不影響電能量的累計(jì)，但在電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、用電質(zhì)量分析時(shí)這些數(shù)值是不能缺少的。而只有在準(zhǔn)確知道Uab和Ucb的相角差時(shí)才能夠通過(guò)矢量計(jì)算得到上述電參數(shù)的數(shù)值。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)A相和C相數(shù)據(jù)通訊和相位精確同步的高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了下列技術(shù)方案本高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置，其特征在于，本裝置包括連接在A相且具有匹配輸出和捕獲輸入功能的A 相處理器單元，連接在C相且具有匹配輸出和捕獲輸入功能的C相處理器單元，所述的A相處理器單元上連接有A相輸出信號(hào)分配器和A相輸入信號(hào)分配器，所述的C相處理器單元上連接有C相輸出信號(hào)分配器和C相輸入信號(hào)分配器，所述的有A相輸出信號(hào)分配器和A 相輸入信號(hào)分配器與A相通訊模塊相連接，所述的C相輸出信號(hào)分配器和C相輸入信號(hào)分配器與C相通訊模塊相連接，所述的A相通訊模塊和C相通訊模塊之間通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。在上述的高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置中，所述的A相通訊模塊和C 相通訊模塊為紅外光電元器件或光纖通訊元器件。使用紅外光電元器件或光纖通訊元器件可以比較容易地解決相間高壓絕緣問(wèn)題。 通訊時(shí)，在數(shù)據(jù)傳輸前先發(fā)送一個(gè)同步特征字節(jié)，隨后緊跟著傳輸數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)中把發(fā)送同步特征字節(jié)的定時(shí)器值和最近一次電壓過(guò)零點(diǎn)的定時(shí)器值傳送給接收方。接收方接收到同步特征字節(jié)時(shí)刻的定時(shí)器值保存下來(lái)，通過(guò)與接收到數(shù)據(jù)幀中的發(fā)送方發(fā)送同步特征字節(jié)的定時(shí)器值比對(duì)即可得到與發(fā)送方的定時(shí)器之間的差值，完成兩個(gè)處理器單元計(jì)時(shí)的精確同步，從而進(jìn)一步利用發(fā)送方傳送過(guò)來(lái)的最近一次電壓過(guò)零點(diǎn)的定時(shí)器值計(jì)算A相與C 相的相位差。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置的優(yōu)點(diǎn)在于設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，能夠?qū)崿F(xiàn)A相和C相數(shù)據(jù)通訊和相位精確同步，從而實(shí)現(xiàn)工頻交流電壓Uab和Ucb相位差的計(jì)算，進(jìn)一步計(jì)算得到在電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、用電質(zhì)量分析時(shí)不能缺少的fe、Uc、 Ub和Λ的電參數(shù)數(shù)值。

圖1是本實(shí)用新型提供的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型提供的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型提供的時(shí)序圖。圖中，A相處理器單元1、A相輸出信號(hào)分配器11、A相輸入信號(hào)分配器12、A相通訊模塊13、C相處理器單元2、C相輸出信號(hào)分配器21、C相輸入信號(hào)分配器22、C相通訊模塊23。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 如圖1所示，本高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置包括連接在A相且具有匹配輸出和捕獲輸入功能的A相處理器單元1，連接在C相且具有匹配輸出和捕獲輸入功能的C相處理器單元2。A相處理器單元1上連接有A相輸出信號(hào)分配器11和A相輸入信號(hào)分配器12，所述的C相處理器單元2上連接有C相輸出信號(hào)分配器21和C相輸入信號(hào)分配器22，所述的有A相輸出信號(hào)分配器11和A相輸入信號(hào)分配器12與A相通訊模塊13 相連接，所述的C相輸出信號(hào)分配器21和C相輸入信號(hào)分配器22與C相通訊模塊23相連接，A相通訊模塊13和C相通訊模塊23之間通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。本實(shí)施例中，A相通訊模塊13和C相通訊模塊23為紅外光電元器件。A相處理器單元1和C相處理器單元2之間電氣隔離。A相輸出信號(hào)分配器11、A 相輸入信號(hào)分配器12、C相輸出信號(hào)分配器21和C相輸入信號(hào)分配器22根據(jù)不同的設(shè)計(jì)可以是數(shù)字模擬開(kāi)關(guān)、數(shù)字邏輯門(mén)電路或簡(jiǎn)單的線與邏輯。如圖3所述，發(fā)生通訊時(shí)，可以設(shè)A相處理器單元1為發(fā)送方、C相處理器單元2為接收方。發(fā)送方內(nèi)部定時(shí)器為T(mén)l，接收方內(nèi)部定時(shí)器為T(mén)2。其計(jì)時(shí)同步過(guò)程如下發(fā)送方在Tlr時(shí)刻準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)，此時(shí)通知匹配輸出器在延時(shí)ΔΤ1后精確發(fā)送同步特征字節(jié)，同步輸出器在Tls時(shí)刻開(kāi)始發(fā)送同步特征字節(jié)，其后緊隨發(fā)送用戶數(shù)據(jù)幀，數(shù)據(jù)幀中包含了 A 相單元最近一次電壓過(guò)零時(shí)定時(shí)器Tl的值Tlz和同步特征字節(jié)的發(fā)送時(shí)刻Tls。發(fā)送方在發(fā)出同步特征字節(jié)時(shí)接收方立即接收到該同步特征字節(jié)，此時(shí)接收方C相單元保存一個(gè)接收到同步特征字節(jié)的時(shí)刻T2s，也就是說(shuō)Tls和Tk在發(fā)生的絕對(duì)時(shí)刻是相等的。C相單元根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀中A相單元同步特征字節(jié)的發(fā)送時(shí)刻Tls可以計(jì)算出A相單元定時(shí)器Tl和C相單元定時(shí)器T2的計(jì)時(shí)差值ΔΤ = T2s-Tls，到此兩個(gè)單元間的計(jì)時(shí)已經(jīng)得到同步。再根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)幀中A相單元最近一次電壓過(guò)零時(shí)定時(shí)器Tl的值Tlz，和C相單元最近一次電壓過(guò)零時(shí)定時(shí)器T2的值T2z，則兩個(gè)單元過(guò)零時(shí)刻差值為Τ2ζ-Τ1ζ+ Δ Τ,即在C相單元求得兩個(gè)單元電壓過(guò)零點(diǎn)差值的數(shù)值，該數(shù)值通過(guò)一定的折算即可計(jì)算出A相單元與C相單元真正的相位差。上述過(guò)程描述了 A相單元到C相單元通訊時(shí)的計(jì)時(shí)同步過(guò)程，反之亦然，這里不再累述。
4[0018]實(shí)施例2:如圖2所示，本實(shí)施例中，A相通訊模塊13和C相通訊模塊23為光纖通訊元器件。 其余均與實(shí)施例1類同，本文不做贅述。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型精神作舉例說(shuō)明。本實(shí)用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本實(shí)用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。盡管本文較多地使用了 A相處理器單元1、A相輸出信號(hào)分配器11、A相輸入信號(hào)分配器12、A相通訊模塊13、C相處理器單元2、C相輸出信號(hào)分配器21、C相輸入信號(hào)分配器22、C相通訊模塊23等術(shù)語(yǔ)，但并不排除使用其它術(shù)語(yǔ)的可能性。使用這些術(shù)語(yǔ)僅僅是為了更方便地描述和解釋本實(shí)用新型的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本實(shí)用新型精神相違背的。
權(quán)利要求1.一種高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置，其特征在于，本裝置包括連接在A 相且具有匹配輸出和捕獲輸入功能的A相處理器單元(1)，連接在C相且具有匹配輸出和捕獲輸入功能的C相處理器單元O)，所述的A相處理器單元(1)上連接有A相輸出信號(hào)分配器(11)和A相輸入信號(hào)分配器(12)，所述的C相處理器單元( 上連接有C相輸出信號(hào)分配器和C相輸入信號(hào)分配器(22)，所述的有A相輸出信號(hào)分配器(11)和A相輸入信號(hào)分配器(1 與A相通訊模塊(1 相連接，所述的C相輸出信號(hào)分配器和C相輸入信號(hào)分配器0 與C相通訊模塊相連接，所述的A相通訊模塊(1 和C相通訊模塊 (23)之間通過(guò)有線或無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置，其特征在于，所述的A相通訊模塊(13)和C相通訊模塊為紅外光電元器件或光纖通訊元器件。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電氣設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高壓電能表相間數(shù)據(jù)通訊和相位同步裝置。它解決了現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)不夠合理等技術(shù)問(wèn)題。包括A相處理器單元、C相處理器單元。A相處理器單元上連接與A相通訊模塊相連接的A相輸出信號(hào)分配器和A相輸入信號(hào)分配器，C相處理器單元上連接有與A相通訊模塊相連接的C相輸出信號(hào)分配器和C相輸入信號(hào)分配器，A相通訊模塊和C相通訊模塊相連。其優(yōu)點(diǎn)在于能夠?qū)崿F(xiàn)A相和C相數(shù)據(jù)通訊和相位精確同步，從而實(shí)現(xiàn)工頻交流電壓Uab和Ucb相位差的計(jì)算，進(jìn)一步計(jì)算得到在電網(wǎng)監(jiān)測(cè)、用電質(zhì)量分析時(shí)不能缺少的Ua、Uc、Ub和Ib的電參數(shù)數(shù)值。
文檔編號(hào)H04L7/04GK202034997SQ20112010628
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月12日
發(fā)明者李方庚, 王倫展, 高少軍, 黎景倫 申請(qǐng)人:浙江華彩科技有限公司