电压电流采样装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电压电流采样装置，包括连接关口电能表的中央处理器，以及分别连接中央处理器的触发器、数据采集单元和模数转换采样器；触发器接收主站下发的触发命令，并根据触发命令向中央处理器和数据采集单元定时输出触发采集指令；中央处理器接收触发采集指令，根据触发采集指令采集关口电能表的脉冲数据，并将脉冲数据发送给模数转换采样器；数据采集单元接收触发采集指令，根据触发采集指令采集关口电能表安装位置处电路的实际电能数据，并将实际电能数据发送给模数转换采样器；模数转换采样器接收实际电能数据和脉冲数据，并对实际电能数据和脉冲数据进行模数转换。本实用新型可以大大提高关口电能表校验的准确性。
【专利说明】
电压电流采样装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及关口电能表校验技术领域，特别是涉及一种高精度多频度现场电压电流采样装置。
【背景技术】
[0002]电力行业标准DL/T448-2000《电能计量装置技术管理规程》分别对电能表、电压互感器TV、电流互感器TA、TV回路二次压降等的校验做出了具体的规定。目前，对关口电能计量装置的校验主要是由专业人员定期携带仪器设备到现场进行周期检验。但这种校验方式往往引起一些准确正常运行的计量装置“无病大检”，致使计量管理部门工作周期忙闲不均，造成人力、物力成本浪费；而一些未到检定周期的计量装置，由于缺乏准确有效的监管和校验手段，在运行中的一些隐患不能及时发现而未能及时检定维护，最终造成计量差错，甚至计量丢失。
[0003]在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题:目前可进行关口电能表校验的装置，无法对关口电能表的电压、电流、有功脉冲等信号进行实时有效的采集，并且采集精度和频度低，严重影响关口电能表校验的准确性。
【实用新型内容】
[0004]基于此，有必要针对传统技术无法对关口电能表的有效信号进行实时采集且采集精度和频度低的技术问题，提供一种电压电流采样装置。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型技术方案的实施例为:
[0006]提供了一种电压电流采样装置，包括连接关口电能表的中央处理器，以及分别连接中央处理器的触发器、数据采集单元和模数转换采样器；
[0007]触发器接收主站下发的触发命令，并根据触发命令向中央处理器和数据采集单元定时输出触发采集指令；
[0008]中央处理器接收触发采集指令，根据触发采集指令采集关口电能表的脉冲数据，并将脉冲数据发送给模数转换采样器；
[0009]数据采集单元接收触发采集指令，根据触发采集指令采集关口电能表安装位置处电路的实际电能数据，并将实际电能数据发送给模数转换采样器；
[0010]模数转换采样器接收实际电能数据和脉冲数据，并对实际电能数据和脉冲数据进行模数转换。
[0011]上述技术方案具有如下有益效果:
[0012]本实用新型电压电流采样装置，可应用于关口电能表的安装位置，通过模数转换采样器实现对电能数据的高精度(20位)多频度(每个周波256点以上)的实时采样，同时实现对电能表脉冲数据的采集。本实用新型可以对关口电能表安装位置处的电能数据(电压信号、电流信号)以及关口电能表的有功脉冲信号进行实时高精度多频度的采集，从而向主站实时提供用于分析关口电能表运彳丁状态的有效数据，大大提尚关口电能表fe验的准确性。
【附图说明】
[0013]通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
[0014]图1为本实用新型电压电流采样装置一应用场景示意图；
[0015]图2为本实用新型电压电流采样装置实施例1的结构示意图；
[0016]图3为本实用新型电压电流采样装置实施例2的结构示意图；
[0017]图4为本实用新型电压电流采样装置一具体实施例的结构示意图；
[0018]图5为本实用新型电压电流采样装置的实际应用流程示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
[0020]需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0021]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0022]本实用新型电压电流采样装置一应用场景:
[0023]图1为本实用新型电压电流采样装置一应用场景示意图；如图1所示，高精度多频度现场电压电流采样装置100接入关口电能表的电压及电流回路，通过通讯单元将数据上传至主站。
[0024]本实用新型电压电流采样装置100可应用于关口电能表的安装位置处，实现对实际负荷的电压电流信号的高精度(20位)多频度(每个周波256点以上)的实时采样，同时实现对电能表有功脉冲信号的采集。同时通过通讯接口将采样得到的数据上传至主站，便于主站实时分析关口电能表的实际运行状态，大大降低了电能表校验过程中人力物力资源的浪费。
[0025]本实用新型电压电流采样装置实施例1:
[0026]为了解决传统技术无法对关口电能表的有效信号进行实时采集且采集精度和频度低的技术问题，本实用新型提供了一种电压电流采样装置实施例1。图2为本实用新型电压电流采样装置实施例1的结构示意图，如图2所示，电压电流采样装置可以包括:
[0027]连接关口电能表的中央处理器110，以及分别连接中央处理器110的触发器130、数据采集单元120和模数转换采样器140;
[0028]触发器130接收主站下发的触发命令，并根据触发命令向中央处理器110和数据采集单元120定时输出触发采集指令；
[0029]中央处理器110接收触发采集指令，根据触发采集指令采集关口电能表的脉冲数据，并将脉冲数据发送给模数转换采样器140;
[0030]数据采集单元120接收触发采集指令，根据触发采集指令采集关口电能表安装位置处电路的实际电能数据，并将实际电能数据发送给模数转换采样器140;
[0031]模数转换采样器140对接收到的实际电能数据和脉冲数据进行模数转换。
[0032]具体而言，本实用新型电压电流采样装置，可应用于关口电能表的安装位置，实现对电压电流信号的高精度(20位)多频度(每个周波256点以上)的实时采样，同时实现对电能表脉冲数据的采集。本实用新型可以对关口电能表安装位置处的电压信号、电流信号以及关口电能表的有功脉冲信号进行实时高精度多频度的采集，从而向主站实时提供用于分析关口电能表运行状态的有效数据，大大提高关口电能表校验的准确性。其中，触发器130可以为用于提供触发采样启动信号的触发源，触发源包括装置所接收到的主站下发的触发命令及装置自身发出的定时触发采集指令。
[0033]在一个具体的实施例中，模数转换采样器140为Σ-Δ型模数转换芯片。
[0034]具体而言，通过24位的Σ-Δ型芯片来实现A/D采样，能够实现256点以上每周波的高速采样，足够确保整个电压、电流量程范围内的数字信号精度。
[0035]在一个具体的实施例中，电压电流采样装置还包括连接中央处理器110的电源管理单元150。
[0036]具体而言，电源管理单元150为整个电压电流采集装置提供电源，用于维持装置正常持续运行。电源管理单元150可以通过电池管理系统(BATTERY MANAGEMENT SYSTEM)实现相应的功能。
[0037]在一个具体的实施例中，电压电流采样装置还包括一端连接中央处理器110，另一端连接主站的通讯单元160。
[0038]具体而言，通讯单元160可以用于采样装置与主站进行高速通讯，通讯单元可以采用RJ45高速网络接口及协议来实现。
[0039]本实用新型电压电流采样装置实施例2:
[0040]为了解决传统技术无法对关口电能表的有效信号进行实时采集且采集精度和频度低的技术问题，本实用新型还提供了一种电压电流采样装置实施例2，图3为本实用新型电压电流采样装置实施例2的结构示意图；如图2所示:
[0041]在一个具体的实施例中，数据采集单元120包括分别连接中央处理器110的电流采集模块122和电压采集模块124。
[0042]在一个具体的实施例中，电流采集模块122接收触发采集指令，并根据触发采集指令实时采集关口电能表安装位置处电路的线路电流瞬时数据；电压采集模块124接收触发采集指令，并根据触发采集指令实时采集关口电能表安装位置处电路的线路电压瞬时数据。
[0043]在一个具体的实施例中，中央处理器110接收触发采集指令，并根据触发采集指令实时采集关口电能表的有功脉冲。
[0044]在一个具体的实施例中，电压电流采样装置还包括连接中央处理器110的存储器170；
[0045]存储器170在中央处理器110采集到有功脉冲时实时存储实际电能数据和脉冲数据。
[0046]具体而言，图4为本实用新型电压电流采样装置一具体实施例的结构示意图，如图4所示，本实用新型可以包括:
[0047 ]负责调用整个系统的任务，管理所有系统外设的中央处理器，
[0048]通过24位Σ- Δ型芯片来实现A/D采样，该芯片可实现256点以上每周波的高速采样，足够确保整个电压、电流量程范围内的数字信号精度。
[0049]用于提供触发采样启动信号的触发源，触发源包括装置所接收到的主站下发的触发命令及装置自身发出的定时触发采集指令。
[0050]电源管理单元为整个装置提供电源，用于维持装置正常持续运行，
[0051]通讯单元用于采样装置与主站进行高速通讯，通讯单元主要采用RJ45高速网络接口及协议。
[0052]用于实时采集安装位置处的线路电压瞬时数据的电压采集单元，
[0053]用于实时采集安装位置处的线路电流瞬时数据的电流采集单元，
[0054]用于存储实时采集的电压、电流数据及脉冲数据的存储器。
[0055]中央处理器分别与存储器、电流采集单元、触发器、电压采集单元、A/D采样单元、通讯单元相连接，组装成本实用新型的一种高精度多频度现场电压电流装置。本实用新型可放置于现场，实现对电压电流信号的高精度(20位)多频度(每个周波256点以上)的实时采样，同时实现对电能表有功脉冲信号的采集。
[0056]通过本实用新型可以对关口电能表的电压、电流、有功脉冲信号进行实时高精度多频度的采集，同时基于通讯接口将采样的数据上传至主站，供主站分析关口电能表的运行状态用。
[0057]为了进一步阐述本实用新型的技术方案，同时为了解决传统技术无法对关口电能表的有效信号进行实时采集且采集精度和频度低的技术问题，特以本实用新型的实际应用流程为例，说明本实用新型的技术方案。图5为本实用新型电压电流采样装置的实际应用流程示意图。如图5所示，本实用新型高精度多频度现场电压电流采样装置可以通过以下流程实现关口电能表的数据采样:
[0058]第一步，本实用新型的采样装置可通过触发器定时(缺省为I个小时，时间可配置)同步触发启动电压、电流实时信号及关口电能表的有功脉冲信息的采集工作；
[0059]第二步，判断是否采集到关口电能表的有功脉冲，若等待一段时间后(I分钟)无法采集到则放弃本次采集，返回第一步；
[0060]第三步，若采集到关口电能表的有功脉冲数，则存储该时间段内的电压电流数据(每周波256点以上)；
[0061]第四步，采集足够的脉冲数或采样时间到达约定时间(默认I分钟，阀值可设置)，停止米样；
[0062]第五步，装置通过通信信道向主站上传采样到的电压、电流及有功脉冲数据。
[0063]本实用新型电压电流采样装置，可应用于关口电能表的安装位置，实现对电能数据的高精度(20位)多频度(每个周波256点以上)的实时采样，同时实现对电能表脉冲数据的采集。本实用新型可以对关口电能表安装位置处的电能数据(电压信号、电流信号)以及关口电能表的有功脉冲信号进行实时高精度多频度的采集，从而向主站实时提供用于分析关口电能表运行状态的有效数据，大大提高关口电能表校验的准确性。
[0064]以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0065]以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种电压电流采样装置，其特征在于，包括连接关口电能表的中央处理器，以及分别连接所述中央处理器的触发器、数据采集单元和模数转换采样器； 所述触发器接收主站下发的触发命令，并根据所述触发命令向所述中央处理器和所述数据采集单元定时输出触发采集指令； 所述中央处理器接收所述触发采集指令，根据所述触发采集指令采集所述关口电能表的脉冲数据，并将所述脉冲数据发送给所述模数转换采样器； 所述数据采集单元接收所述触发采集指令，根据所述触发采集指令采集所述关口电能表安装位置处电路的实际电能数据，并将所述实际电能数据发送给所述模数转换采样器； 所述模数转换采样器接收所述实际电能数据和所述脉冲数据，并对所述实际电能数据和所述脉冲数据进行模数转换。2.根据权利要求1所述的电压电流采样装置，其特征在于，所述数据采集单元包括分别连接所述中央处理器的电流采集模块、电压采集模块； 所述电流采集模块接收所述触发采集指令，并根据所述触发采集指令实时采集所述关口电能表安装位置处电路的线路电流瞬时数据； 所述电压采集模块接收所述触发采集指令，并根据所述触发采集指令实时采集所述关口电能表安装位置处电路的线路电压瞬时数据。3.根据权利要求1所述的电压电流采样装置，其特征在于，还包括连接所述中央处理器、在所述中央处理器采集到有功脉冲时实时存储所述实际电能数据和所述脉冲数据的存储器。4.根据权利要求1至3任意一项所述的电压电流采样装置，其特征在于，所述模数转换采样器为Σ - Δ型模数转换芯片。5.根据权利要求1至3任意一项所述的电压电流采样装置，其特征在于，所述电压电流采样装置还包括连接所述中央处理器的电源管理单元。6.根据权利要求1至3任意一项所述的电压电流采样装置，其特征在于，所述电压电流采样装置还包括一端连接所述中央处理器，另一端连接所述主站的通讯单元。
【文档编号】G01R35/04GK205691761SQ201620661669
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月24日 公开号201620661669.X, CN 201620661669, CN 205691761 U, CN 205691761U, CN-U-205691761, CN201620661669, CN201620661669.X, CN205691761 U, CN205691761U
【发明人】林伟斌, 钱斌, 肖勇, 胡珊珊
【申请人】中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心, 南方电网科学研究院有限责任公司