一种三相电力测控仪表的制作方法
【专利摘要】一种三相电力测控仪表，属于低压电气技术领域，所述三相电力测控仪表包括电流采样电路、电压采样电路、测量电路、微处理器电路、开关量输入电路、开关量输出电路、通信电路、监控界面和电源电路，采用高速处理器LM3S2B93和三相电能计量芯片ATT7022D进行数据采集与处理，实现了三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数等电力参数的测量与显示，具有十路开关量输入和两路开关量输出接口，具有RS485和以太网RJ45两种通信接口，可以方便地与其它设备一起构成电力监控系统。
【专利说明】
一种三相电力测控仪表
技术领域
[0001]本实用新型涉及电力仪表领域，特别涉及一种三相电力测控仪表，属于低压电气技术领域。
【背景技术】
[0002]电力监控系统是电力系统数字化和信息化的产物，是智能电网的基本组成部分，建设安全可靠的电力监控系统对智能电网的发展有重要的作用。电力监控系统是以现代电子技术、计算机技术、网络通信技术和测控技术为基础，通过对供配电系统中的高压开关柜、低压开关柜、电力变压器、测控仪表等设备的工作状态进行监控，实现供配电系统的集中监控管理和分散数据采集。
[0003]电力测控仪表位于电力监控系统的现场监控层，用于完成电力参数的数据采集与传输，并执行由监控主机下发的操作指令。电力测控仪表不依赖于监控网络而独立运行，其最基本的功能是电力参数的采集与显示、数据传输和远程控制。
【发明内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种三相电力测控仪表，该测控仪表测量精度高、接线灵活、显示直观、操作便捷，可对三相电力运行参数进行全面测量，并具有开关量输入/输出、故障录波和网络通信等功能。
[0005]为实现本实用新型的目的，采用了下述的技术方案:一种三相电力测控仪表，包括电流采样电路、电压采样电路、测量电路、微处理器电路、开关量输入电路、开关量输出电路、通信电路、监控界面和电源电路，所述电流采样电路与所述测量电路连接，用于对供电回路中的电流进行采样，所述电压采样电路与所述测量电路连接，用于对供电回路中的电压进行采样，所述测量电路与所述微处理器电路连接，用于对采样后的电流和电压进行测量和计算，所述开关量输入电路与所述微处理器电路连接，用于采集负荷开关位置信号、低压断路器位置信号、熔断器熔断信号等开关量信号的状态，所述开关量输出电路与所述微处理器电路连接，用于对负荷开关或低压断路器进行分合控制，所述通信电路与所述微处理器电路连接，用于与其它智能设备进行信息交换，所述监控界面与所述微处理器电路连接，用于显示测量结果、指示工作状态和人机交互，所述电源电路与所述微处理器电路连接，用于为整个测控仪表提供合适的工作电压。
[0006]作为本实用新型的进一步优化方案，所述电流采样电路使用变比为5A/5mA的电流互感器。
[0007]作为本实用新型的进一步优化方案，所述电压采样电路使用变比为2mA/2mA的电流型电压互感器。
[0008]作为本实用新型的进一步优化方案，所述测量电路使用的测量芯片型号为ATT7022D。
[0009]作为本实用新型的进一步优化方案，所述微处理器电路使用的芯片型号为LM3S2B93。
[0010]作为本实用新型的进一步优化方案，所述通信电路包括一路RS485总线通信接口和一路以太网RJ45通信接口，其中RS485总线接口采用的芯片型号为IS03082，RJ45接口采用的芯片型号为ENC28J60。
[0011]本实用新型的积极有益技术效果在于:所述三相电力测控仪表具有强大的数据采集和处理功能，具有数据通信和远程控制功能，能够测量电压、电流、频率等常用电力参数，能够进行有功功率、无功功率、视在功率、有功电度和无功电度的计算，能够与其它智能设备进行数据交换，能够将测量结果、开关量状态信息等上传至远程监控中心，能够接收远程监控中心发出控制命令，实现电力测控仪表的多功能化、智能化和网络化。
【附图说明】
[0012]图1是三相电力测控仪表的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0014]如图1所示，一种三相电力测控仪表，包括电流采样电路、电压采样电路、测量电路、微处理器电路、开关量输入电路、开关量输出电路、通信电路、监控界面和电源电路。
[0015]所述电流采样电路与所述测量电路连接，用于对供电回路中的电流进行采样，供电回路一次额定输入电流为5A，使用变比为5A/5mA的电流互感器进行采样，采样后的信号送入测量芯片ATT7022D的差分信号输入端。
[0016]所述电流采样电路与所述测量电路连接，用于对供电回路中的电压进行采样，供电回路一次额定输入电压为220V，使用时先将电压输入端经过一个IlOkQ电阻，将输入电压变换为_2mA?2mA的电流信号，然后使用2mA/2mA电流互感器进行采样，采样后的信号送给ATT7022D的差分信号输入端。
[0017]所述测量电路与所述微处理器电路连接，用于对采样后的电流信号和电压信号进行测量和计算，测量芯片使用ATT7022D，ATT7022D是一个高精度(0.5S/0.2S)三相电能专用计量芯片，适用于三相三线和三相四线应用，内部集成了 6路19位ADC、参考电压电路以及电力参数测量电路，利用SPI总线接口与外部CPU进行数据传输。
[0018]所述微处理器电路用于开关量输入信号状态判断、开关量输出控制、故障录波信息处理、数据通信控制等，微处理器选用LM3S2B93实现，LM3S2B93具有ARM Cortex_M3处理器内核，时钟频率最高可达80MHz，片内集成有256KB的FLASH ROM和96KB的SRAM，含有16路10位A/D转换器(输入电压为O?5V，采样速率为IM采样/秒)，含有8个多功能串行口，支持UART、I2C、SSPI和I2S四种功能配置，含有4个32位定时器和2个看门狗定时器，具有集成度高、硬件可靠性和稳定性强、数据处理能力强、低功耗等优点。
[0019]所述通信电路与所述微处理器电路连接，用于与其它智能设备进行信息交换，包括一路RS485总线通信接口和一路以太网RJ45通信接口，RS485总线接口电路使用芯片IS03082实现，RJ45接口电路使用芯片ENC28 J60实现。
[0020]所述开关量输入电路与所述微处理器电路连接，用于采集负荷开关位置信号、低压断路器位置信号、熔断器熔断信号等开关量信号的状态，所述测控仪表有十路开关量输入接口，当开关量输入的外部节点闭合时，所述测控仪表的监控界面显示对应的开关量闭合，同时内部相应的状态信息被置成I，当外部节点断开时，所述测控仪表的监控界面显示对应的开关量断开，同时内部相应的状态信息被置成O。
[0021]所述开关量输出电路与所述微处理器电路连接，用于对负荷开关或低压断路器进行分合控制，所述测控仪表有两路继电器开关量输出接口，当内部相应的状态信息被置成I时，继电器闭合输出，监控界面显示对应的继电器闭合，当内部相应的状态信息被置成O时，继电器断开，监控见面显示对应的继电器断开。
[0022]所述监控界面与所述微处理器电路连接，用于显示测量结果、指示工作状态和人机交互，包括数值显示区、功能指示区和按键区，数值显示区用于显示三相电力参数，功能指示区用于指示所显示数据代表的含义，按键区用于切换测量显示界面和编程设置。
[0023]所述电源电路与所述微处理器电路连接，为整个测控仪表提供合适的工作电压，包括+24V、+5V、+3.3V、+1.5V 直流电压。
[0024]所述多功能三相电力测控仪表，采用高速处理器LM3S2B93和三相电能计量芯片ATT7022D进行数据采集与处理，实现了三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数等电力参数的测量与显不，具有十路开关量输入和两路开关量输出接口，开关量输出接口分断电流能力为5A，能对断路器或负荷开关进行控制，具有RS485和以太网RJ45两种通信接口，可以方便地与其它设备一起构成电力监控系统。
[0025]以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在本实用新型的基础上所作出的变化、改型、添加或者替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种三相电力测控仪表，包括电流采样电路、电压采样电路、测量电路、微处理器电路、开关量输入电路、开关量输出电路、通信电路、监控界面和电源电路，其特征在于:所述电流采样电路与所述测量电路连接，用于对供电回路中的电流进行采样，所述电压采样电路与所述测量电路连接，用于对供电回路中的电压进行采样，所述测量电路与所述微处理器电路连接，用于对采样后的电流和电压进行测量和计算，所述开关量输入电路与所述微处理器电路连接，用于采集开关量信号的状态，所述开关量输出电路与所述微处理器电路连接，用于对负荷开关或低压断路器进行分合控制，所述通信电路与所述微处理器电路连接，用于与其它智能设备进行信息交换，所述监控界面与所述微处理器电路连接，用于显示测量结果、指示工作状态和人机交互，所述电源电路与所述微处理器电路连接，用于为整个测控仪表提供合适的工作电压。2.根据权利要求1所述的一种三相电力测控仪表，其特征在于:所述电流采样电路使用变比为5A/5mA的电流互感器。3.根据权利要求1所述的一种三相电力测控仪表，其特征在于:所述电压采样电路使用变比为2mA/2mA的电流型电压互感器。4.根据权利要求1所述的一种三相电力测控仪表，其特征在于:所述测量电路使用的测量芯片型号为ATT7022D。5.根据权利要求1所述的一种三相电力测控仪表，其特征在于:所述微处理器电路使用的芯片型号为LM3S2B93。6.根据权利要求1所述的一种三相电力测控仪表，其特征在于:所述通信电路包括一路RS485总线通信接口和一路以太网RJ45通信接口，其中RS485总线接口采用的芯片型号为IS03082，RJ45接口采用的芯片型号为ENC28J60。
【文档编号】G01R31/00GK205506968SQ201620267235
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】翟亚芳, 张天鹏, 李正斌, 张继军, 郭汝静, 程万里, 申庆超
【申请人】安阳工学院