专利名称：一种电力参数测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电力参数测量装置，具体涉及一种基于MSP430F149单片机的电力参数测量装置。
背景技术：
在原来的电力系统中，高低压配电柜中往往要安装各种各样的仪表(例如电度表、电流表、电压表等)，用来实现对电力系统的监视。而电力系统的安全运营管理对电气设备控制自动化和智能化程度的要求越来越高，利用现代电子技术、传感器技术、通讯技术、 计算机及网络技术，将电力设备在正常及事故情况下的监测、保护、控制、电力计量同集散控制系统DCS、PLC融合在一起，达到高层次、高透明度的良好管理，已成为一种必然趋势和发展方向。智能型开关柜以智能电力仪表替代模拟指针式仪表、继电器、电度表，通过网络通讯接口与中央控制室的计算机系统进行联网，从而实现对各供配电回路的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因素、频率、电度量等电参数进行监测。电力系统对交流采集测量精度的要求日益提高，传统的交流采样装置已经很难满足实际需求。尽管设计人员可以使用高速、高精度的硬件来保证，但是这势必会增加硬件的成本。
实用新型内容本实用新型是针对以上不足，提供一种在普通的硬件平台基础上提高测量精度、 在运算速度上保证实时性的电力参数测量装置。本实用新型为解决其技术问题所采用的技术方案是一种电力参数测量装置，其由主控部分、电源系统、电源监测及复位电路、信号预处理部分、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路构成。其中电源系统、电源监测及复位电路、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路分别与主控部分连接。经信号预处理部分预处理后的电力系统的电压和电流信号输送给AD采样电路。主控部分采用MSP430F149单片机，其与AD采样电路通过并口进行数据交换。电源系统采用24V低压直流供电方式向主控部分提供电源。信号预处理部分将来自电力系统的电压互感器和电流互感器的交流信号进行信号提升，使输入的交流信号叠加一固定的直流电平，从而使电平幅值保持在0-5V之间，提升后的信号由信号预处理部分提供给AD采样电路。通讯电路采用RS485总线接口方式进行数据的通讯，由隔离缓冲模块、65LBC184 接口芯片和接口保护电路组成。
图1为电力参数测量装置的原理图。图2为通讯电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，但不作为对本实用新型的限定。如图1所示，电力参数测量装置由主控部分、电源系统、电源监测及复位电路、信号预处理部分、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路构成。其中电源系统、 电源监测及复位电路、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路分别与主控部分连接。经信号预处理部分预处理后的电力系统的电压和电流信号输送给AD采样电路。其中，主控部分采用MSP430F149单片机，其与AD采样电路通过并口进行数据交换。电源系统用于向主控部分提供电源，采用的是MV低压直流供电方式。主控部分在初始上电时，电压从微观上是从0伏经过一段时间才能达到正常的额定水平，在低于或接近主控部分最小的使用电压时，可能会引起主控部分的运行不稳定或异常，电源监测及复位电路能及时对主控部分进行复位操作，以确保主控部分能正常运行。 电源监测及复位电路与主控部分相连，其阈值电压设为2. 63伏，当电源系统电压超过该阈值电压后，电源监测及复位电路输出低电平复位信号，使主控部分进行可靠的复位，从而使其恢复正常的工作状态。AD采样电路采用TI公司的ADS7862芯片来同时测量电力系统的电流和电压信号。 AD采样电路的信号输入电平为0-5V，信号预处理部分将交流信号(直流电平为零)进行信号提升，使输入的交流信号叠加一固定的直流电平，从而使电平幅值保持在0-5V之间，提升后的信号由信号预处理部分提供给AD采样电路。AD采样电路与主控部分通过并口进行数据交换，从而加快了数据传输的速度，在AD转换过程中，仅需主控部分对AD采样电路进行启动指令，之后的采样、保持、转换等工作无需主控部分干预，AD转换完成之后，AD采样电路发出转换结束信号，通知主控部分进行数据的读取。本电力参数测量装置采用数码管作为人机交互界面。共采用5个8段位数码管， 其中四位用于数据的显示，一位用于标志的显示。表示电力系统参数的串行数据信息，由主控部分驱动，根据需要显示的内容，在LED显示电路的LED数码管上显示。主控部分通过通讯电路实现与后台监控系统的数据交换，通讯电路采用RS485总线接口方式进行数据的通讯，如图2所示，通讯电路由隔离缓冲模块、65LBC184接口芯片和接口保护电路组成，其中隔离缓冲模块采用光电隔离，使主控部分与通讯部分电路进行电气信号的隔离，进一步提高装置的抗干扰能力。 键盘输入电路对电力参数测量装置的参数界面显示进行操作。 以上所述的实施例，只是本实用新型较优选的具体实施方式
的一种，本领域的技术人员在本实用新型技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种电力参数测量装置，其由主控部分、电源系统、电源监测及复位电路、信号预处理部分、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路构成，其中电源系统、电源监测及复位电路、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路分别与主控部分连接，经信号预处理部分预处理后的电力系统的电压信号和电流信号输送给AD采样电路。
2.根据权利要求1所述的电力参数测量装置，其中，所述主控部分采用MSP430F149单片机，其与所述AD采样电路通过并口进行数据交换。
3.根据权利要求1所述的电力参数测量装置，其中，所述电源系统采用24V低压直流供电方式向所述主控部分提供电源。
4.根据权利要求1所述的电力参数测量装置，其中，所述信号预处理部分将分别来自电力系统的电压互感器和电流互感器的所述电压信号和电流信号进行信号提升，使输入的信号叠加一固定的直流电平，从而使电平幅值保持在0-5V之间，提升后的信号由所述信号预处理部分提供给AD采样电路。
5.根据权利要求1所述的电力参数测量装置，其中，所述通讯电路采用RS485总线接口方式进行数据的通讯。
6.根据权利要求1所述的电力参数测量装置，其中，所述通讯电路由隔离缓冲模块、 65LBC184接口芯片和接口保护电路组成。
专利摘要一种电力参数测量装置，其由主控部分、电源系统、电源监测及复位电路、信号预处理部分、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路构成，其中电源系统、电源监测及复位电路、AD采样电路、通讯电路、LED显示电路及键盘输入电路分别与主控部分连接，经信号预处理部分预处理后的电力系统的电压信号和电流信号输送给AD采样电路。
文档编号G01R15/00GK202093088SQ201120196439
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月13日 优先权日2011年6月13日
发明者原朝阳, 张力建, 许忠阳, 邱卫星 申请人:北京易投嘉德投资咨询有限公司