一种开关柜零序电流的测控系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种开关柜零序电流的测控系统，包括电压信号采集模块、电流信号采集模块、信号调理电路和微处理器，电压信号采集模块和电流信号采集模块的输出端连接至信号调理电路的输入端；微处理器的输入端连接有隔离变换模块、电源监控及掉电保护模块和功能按键；微处理器的输出端连接有显示模块和存储模块；信号调理电路的输出端连接至隔离变换模块。本发明通过设置电压信号采集模块和电流信号采集模块，实现对三相电路中的电能参数实时监测；通过存储模块存储监控数据和通过显示模块显示监控数据，便于查询和现场监控；通过电源监控及掉电保护模块，防止意外断电情况下数据丢失；通过上位机实现远程监控，提高工作效率。
【专利说明】
一种开关柜零序电流的测控系统
技术领域
[0001] 本发明属于电气技术领域，特别是涉及一种开关柜零序电流的测控系统。
【背景技术】
[0002] 电网小电阻接地系统运行至今，变压器中、低压侧的后备保护误动时有发生，而且很难查找事故原因。原因是低压出线的零序CT本身特性性能不稳定，导致出线保护未启动， 而造成主变低压侧保护越级动作;但由于低压出线未报故障，因此，很难快速找到故障点， 从而延误送电时间。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种开关柜零序电流的测控系统，通过采集三相电路中的电能参数，经微处理器分析和计算，通过显示模块显示并存储记录，便于实时监控和查询， 通过上位机实现远程监控，解决了现有的开关柜中隐患多且不便监测的问题。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
[0005] 本发明为一种开关柜零序电流的测控系统，包括电压信号采集模块、电流信号采集模块、信号调理电路和微处理器，所述电压信号采集模块和电流信号采集模块的输出端连接至信号调理电路的输入端;所述微处理器的输入端连接有隔离变换模块、电源监控及掉电保护模块和功能按键;所述微处理器的输出端连接有显示模块和存储模块;所述信号调理电路的输出端连接至隔离变换模块;所述微处理器还连接有RS485接口，所述RS485接口连接有上位机。
[0006] 进一步地，所述电压信号采集模块用于三相电路中的电压信号并将其输送至信号调理电路，所述电流信号采集模块用于采集三相电路中的电流信号并将其输送至信号调理电路;所述信号调理电路将收到的电压信号、电流信号分别进行整形处理后输送至隔离变换模块;所述隔离变换模块将收到的经信号调理电路整形后的电压信号和电流信号分别处理为电压数字信号、电流数字信号，并将其传输至微处理器。
[0007] 进一步地，所述微处理器对收到的来自隔离变换模块的电压数字信号和电流数字信号进行分析和计算，从而形成监控数据，微处理器通过显示模块显示监控数据并通过存储模块存储监控数据，其中监控数据包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数和频率;所述电源监控及掉电保护模块用于断电情况下及时给微处理器供电；所述功能按键用于通过微处理器对存储模块中的监控数据进行查询或初始化操作;所述上位机通过RS485 接口与微处理器之间交互通讯;所述上位机通过微处理器对存储模块中的监控数据进行查询或初始化。
[0008] 进一步地，所述电压信号采集模块为三相电压互感器，所述电流信号采集模块为三相电流互感器，所述信号调理电路为桥式整流电路，所述隔离变换模块包括光电隔离器和A/D转换器，所述微处理器为STM32F103单片机，所述上位机为计算机或通讯管理机或PLC 或数据采集器，所述显示模块为IXD显示器，所述存储模块为EEPR0M存储器。
[0009] 本发明具有以下有益效果:
[0010] 本发明通过设置电压信号采集模块和电流信号采集模块，实现对三相电路中的电能参数实时监测;通过存储模块存储监控数据和通过显示模块显示监控数据，便于查询和现场监控;通过电源监控及掉电保护模块，防止意外断电情况下数据丢失;通过上位机实现远程监控，提高工作效率。
[0011] 当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【附图说明】
[0012] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0013] 图1为本发明的一种开关柜零序电流的测控系统的系统框图；
[0014] 附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0015] 1-电压信号采集模块，2-电流信号采集模块，3-信号调理电路，4-隔离变换模块， 5-微处理器，6-电源监控及掉电保护模块，7-RS485接口，8-上位机，9-功能按键，10-显示模块，11-存储模块。
【具体实施方式】
[0016] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017] 请参阅图1所示，本发明为一种开关柜零序电流的测控系统，包括电压信号采集模块1、电流信号采集模块2、信号调理电路3、隔离变换模块4、微处理器5、电源监控及掉电保护模块6、RS485接口 7、上位机8、功能按键9、显示模块10和存储模块11，电压信号采集模块1 和电流信号采集模块2的输出端连接至信号调理电路3的输入端，信号调理电路3的输出端连接至隔离变换模块4的输入端，微处理器5的输入端分别与隔离变换模块4、功能按键9和电源监控及掉电保护模块6的输出端电连接，微处理器5的输出端分别与显不模块10和存储模块11的输入端电连接，微处理器5通过RS485接口 7连接上位机8，上位机8通过RS485接口 7 与微处理器5之间交互通讯；上位机8与RS485接口 7之间采用屏蔽双绞线连接，屏蔽双绞线的使用长度5 1200米，为保证通讯质量，屏蔽双绞线的使用长度5 300米。
[0018] 如图1所示，电压信号采集模块1用于采集三相电路中的电压信号并将其输送至信号调理电路3,电流信号采集模块2用于采集三相电路中的电流信号并将其输送至信号调理电路3;信号调理电路3将收到的电压信号、电流信号分别进行整形处理后输送至隔离变换模块4;隔离变换模块4将收到的经信号调理电路3整形后的电压信号和电流信号分别处理为电压数字信号、电流数字信号，并将其传输至微处理器5;微处理器5对收到的来自隔离变换模块4的电压数字信号和电流数字信号进行分析和计算，从而形成监控数据，继而微处理器5将监控数据通过显示模块10显示和存储模块11进行存储，其中监控数据包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数和频率;功能按键9用于通过微处理器5对存储模块11中的监控数据进行查询或初始化操作；电源监控及掉电保护模块6用于断电情况下及时给微处理器5供电，从而防止监控数据丢失；上位机8通过RS485接口 7获取微处理器5的监控数据，上位机8具有通过微处理器5对存储模块11中的监控数据进行查询或初始化的功能，从而实现远程监控。
[0019] 如图1所示，其中电压信号采集模块1为三相电压互感器，电流信号采集模块2为三相电流互感器，信号调理电路3为桥式整流电路，隔离变换模块4包括光电隔离器和A/D转换器，微处理器5采用STM32F103单片机，电源监控及掉电保护模块6采用锂电池，上位机8为计算机或通讯管理机或PLC或数据采集器，显示模块10为LCD显示器，存储模块11为EEPR0M存储器。
[0020] 本实施例的一个具体应用为:通过电压信号采集模块1和电流信号采集模块2采集避雷器工作电路中的过电压信号和电流放电信号，经过信号调理电路3和隔离变换模块4处理后传至微处理器5,从而实现在线监测；微处理器5对收到的过电压信号和电流放电信号分析和计算，通过显示模块10及时显示，并通过存储模块11存储监控数据，便于查询监控记录；电源监控及掉电保护模块6通过监控微处理器5的供电状况，一旦发生断电情况，电源监控及掉电保护模块6就会及时供电，以便监控数据顺利保存，从而防止监控数据丢失;上位机8通过RS485接口 7访问微处理器5，便于实时获取或查询监控数据，从而建立远程监控，以提高工作效率。
[0021 ]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。 而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0022]最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1. 一种开关柜零序电流的测控系统，其特征在于:包括电压信号采集模块（1)、电流信 号采集模块(2)、信号调理电路(3)和微处理器(5)，所述电压信号采集模块（1)和电流信号 采集模块(2)的输出端连接至信号调理电路(3)的输入端;所述微处理器(5)的输入端连接 有隔离变换模块(4)、电源监控及掉电保护模块(6)和功能按键(9);所述微处理器(5)的输 出端连接有显示模块（10)和存储模块（11);所述信号调理电路(3)的输出端连接至隔离变 换模块（4);所述微处理器（5)还连接有RS485接口（7);所述RS485接口（7)连接有上位机 (8)〇2. 根据权利要求1所述的一种开关柜零序电流的测控系统，其特征在于:所述电压信号 采集模块(1)用于三相电路中的电压信号并将其输送至信号调理电路(3)，所述电流信号采 集模块(2)用于采集三相电路中的电流信号并将其输送至信号调理电路(3);所述信号调理 电路(3)将收到的电压信号、电流信号分别进行整形处理后输送至隔离变换模块(4);所述 隔离变换模块(4)将收到的经信号调理电路(3)整形后的电压信号和电流信号分别处理为 电压数字信号、电流数字信号，并将其传输至微处理器(5)。3. 根据权利要求1或2所述的一种开关柜零序电流的测控系统，其特征在于:所述微处 理器(5)对收到的来自隔离变换模块(4)的电压数字信号和电流数字信号进行分析和计算， 从而形成监控数据，微处理器(5)通过显示模块（10)显示监控数据并通过存储模块（11)存 储监控数据，其中监控数据包括电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数和频率;所述电 源监控及掉电保护模块(6)用于断电情况下及时给微处理器(5)供电；所述功能按键(9)用 于通过微处理器(5)对存储模块(11)中的监控数据进行查询或初始化操作;所述上位机(8) 通过RS485接口（7)与微处理器(5)之间交互通讯;所述上位机(8)通过微处理器(5)对存储 模块(11)中的监控数据进行查询或初始化。4. 根据权利要求1所述的一种开关柜零序电流的测控系统，其特征在于:所述电压信号 采集模块（1)为三相电压互感器，所述电流信号采集模块(2)为三相电流互感器，所述信号 调理电路(3)为桥式整流电路，所述隔离变换模块(4)包括光电隔离器和A/D转换器，所述微 处理器（5)为STM32F103单片机，所述上位机(8)为计算机或通讯管理机或PLC或数据采集 器，所述显示模块(10)为IXD显示器，所述存储模块(11)为EEPROM存储器。
【文档编号】G01R29/16GK105954574SQ201610584410
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年7月22日
【发明人】宁仁飞, 王习红, 马春水
【申请人】安徽亚辉电气自动化有限公司