专利名称：多路多功能电力通讯检测设备及其检测方法
技术领域：
本发明涉及检测设备，特别涉及用于电网参数检测的多路电力检测设备及其检测方法。
背景技术：
测量仪表是电力系统必不可少的测量工具，也是保障电力及其电力设备安全运行不可缺少的手段之一，它能反映出电力安全运行过程中回路电力参数的现状，防止过电流或者短路引起的故障，并能与其它保护来保障电力运行的安全。随着电力事业的不断发展及集成电路在测量仪表的运用，测量仪表要求也越来越成为电力检测的工具。现在多功能电力通讯综合仪表解决的测量问题较单一，有只完成测量多回路的，有只完成检测开关状态的，但是只仅限于检测分回路，并无将检测主回路、分回路以及开关状态控制于一体的难题。
发明内容
本发明在于克服上述不足之处，提供一种总分式多功能电力综合通讯仪表，用于末端用电场合，实现对多个用电回路的连续能耗监测和计量、统计与节能控制，解决现有技术中无综合检测仪表的技术问题。本发明的这种多路多功能电力通讯检测设备包括中央处理器CPU、与该中央处理器CPU分别连接的检测模块以及后台监控系统，所述检测模块包括主回路检测模块以及扩展模块。所述主回路检测模块包括电流电压检测单元以及开关量检测模块，电流电压检测单元包括连接中央处理器CPU的三相电能计量芯片U，还进一步包括与所述三相电能计量芯片U连接的第一电流调理电路及第一电压调理电路，所述第一电流调理电路还连接有电流互感器。所述开关量检测模块包括光隔电路以及开关量测量输入端口，所述开关量测量输入端口通过光隔电路连接所述中央处理器CPU，所述开关量测量输入端口为四路开关量输入端。所述扩展模块包括有分支电路检测模块，所述分支电路检测模块分别连接有第二电流调理电路以及第二电压调理电路，所述分支电路检测模块为十二分支电路检测模块， 该十二分支电路检测模块分为四组三相回路或十二个单相回路。该检测设备还包括有与中央处理器CPU连接的显示部，该显示部包括第一 LED指示灯、第二 LED指示灯、IXD显示屏、温度传感器、四键盘输入端口以及报警器。本发明结构简单，成本低，测量精度高，示值准确，由于采用了电流互感器、调理电路、计算芯片、中央处理器等组成，将多路总进线回路、分支路同时进行监测，通过电流互感器调理电路、电压调理电路以及计算芯片传给中央处理器处理，输出多路开关量，进行实时监视和控制。
图1是本发明多路多功能电力通讯检测设备的控制示意图。
具体实施例方式结合上述
本发明的具体实施例。由图1中可知，这种多路多功能电力通讯检测设备包括中央处理器CPU、与该中央处理器CPU分别连接的检测模块以及后台监控系统，所述检测模块包括主回路检测模块以及扩展模块，所述扩展模块包括有分支电路检测模块，所述分支电路检测模块分别连接有第二电流调理电路以及第二电压调理电路，所述分支电路检测模块为十二分支电路检测模块，该十二分支电路检测模块分为四组三相回路或十二个单相回路。该仪表采用一总多分的多回路监测，一个总，将进线主回路电压、电流等进行检测及后台计量显示，多分回路采集分支回路电参量，同时还有多路开关量输入输出，温度传感器检测外部温度，最终输出。 相对于以往多路多功能电力通讯仪表，该仪表一个明显的特征是一个主回路的电量检测点。所述主回路检测模块包括连接中央处理器CPU的三相电能计量芯片U，还进一步包括与所述三相电能计量芯片U连接的第一电流调理电路及第一电压调理电路，所述第一电流调理电路还连接有电流互感器。所述开关量检测模块包括光隔电路以及开关量测量输入端口，所述开关量测量输入端口通过光隔电路连接所述中央处理器CPU。所述开关量测量输入端口为四路开关量输入端。该检测设备还包括有与中央处理器CPU连接的显示部，该显示部包括第一 LED指示灯、第二 LED指示灯、IXD显示屏、温度传感器、四键盘输入端口以及报警器。本发明的硬件主要包括主回路检测模块和扩展模块。其中主回路检测模块把主回路三相电流1、主回路三相电压2、进行检测和电量参数计算并显示在IXD显示屏14上，还包括四路开关量输入端6监视，四路开关量输出端7监控，外部温度传感器13监视、蜂鸣器 15报警输出及各种运行状态(运行、通讯、四路开关量输入)通过第一 LED指示灯13指示。 主回路检测模块通过RS485通讯接口连接在后台监控系统9进行显示，后台监控系统9显示所有计算出电量参数、对参数进行设置及对四路开关量输出进行显示和控制。扩展模块包括十二路分支电流调理电路10采集，输入到CPU内进行电量参数计算，可以通过LCD显示屏14显示，也可以通过CPU上传到后台监控系统9进行显示。同时扩展模块还包括十二路开关量输入11通过十二路开关量第二 LED指示灯12显示，也可以通过CPU上传到后台监控系统9进行显示。十二路电量参数计算可设置为最多四个三相回路或十二个单相回路。主回路检测模块三路电量参数主回路三项电压、电流采样的前向通道采用差分模式，主回路三相电流1通过电流互感器及电流调理电路后进入高精度三相电能计量芯片 U的电流信道模拟输入引脚；主回路三相电压2通过电压调理电路后进入三相电能计量芯片U，通过三相电能计量芯片U内集成的ADC、参考电压电路以及所有功率、电度、有效值、功率因数以及频率测量的数字信号处理等电路，计算测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功电度以及无功电度，同时还有各相电流、电压的有效值、功率因数、频率等电量参数，所有电量参数通过SPI接口读入到CPU中。主回路的零序电流通过电流调理电路输入到CPU中，通过CPU内部计算出其零序电流大小。CPU可以将所有测量计算出来的电量参数通过IXD显示屏14显示出来，也可以通过通讯接口在后台监控系统9进行显示。主回路检测模块四路开关量输入主回路检测模块上四路开关量输入端6分别通过光隔电路，电位发生转变，然后分别输入到CPU内进行信号转换，再由CPU通过通讯接口在后台监控系统9上显示出开关量状态；同时在四路开关量输入端6通过光隔电路后，其输出分别接第一 LED指示灯13指示灯指示当前开关量状态。四路开关量输入可以接普通遥信(主回路断路器状态监视)、消防联动、烟雾消防等。主回路检测模块四路开关量输出主回路检测模块四路开关量输出端7可以通过后台监控系统9控制传给CPU，然后由CPU输出开关量信号，也可根据设定由CPU直接输出开关量信号，CPU输出的四路开关量，分别通过光隔电路，然后通过控制继电器吸合或者断开来达到开关量输出控制的目的，同时开关量输出状态在IXD显示屏14上显示。以其中第 1路开关量输出为例，当发出驱动信号时，继电器触点吸合，同时LCD显示屏14上显示为闭合状态；当关闭驱动信号时，继电器触点断开，同时LCD显示屏14上显示为断开状态。其开关量输出可以通过软件来设定为漏电保护、报警输出、跳闸信号、无功补偿控制等。通讯接口说明通讯接口既能接受传入信号又能传出信号，并把信号通过CPU进行处理后再传出；并能与后台监控系统连接进行数据转换，通讯运行时有LED状态显示。温度测量说明外部温度通过外部温度传感器8输入到CPU内部的DA恒流源实现，CPU将采集计算出来的温度值显示在IXD显示屏14上，也可以通过通讯接口上传到后台监控系统9进行显示。蜂鸣器报警输出CPU通过内部程序设定，当出现各种故障时通过蜂鸣器15报警输出。四键盘输入通过四键盘输入5可以来控制CPU的功能操作，来实现内部参数设定、查看等功能选项。扩展模块十二路分支电量值计算十二路分支电量值计算，可设置为最多四个三相回路或十二个单相回路。原理是主回路三相电压2信号通过电压调理电路后进入CPU 内部的AD转换，因为在计算各个分支回路的功率及功率因数时需要知道电压的实部和虚部值。十二路分支电流10通过电流调理电路后进入CPU内部的AD转换。各分支回路通过对母线电压和各个分支电流进行采样，采用整形DFT对采样值进行矢量运算，分别得到电压、电流的实部和虚部，进而计算出电压、电流的有效值以及功率、功率因数、电度等电量参数。所有CPU计算出来的电量参数可以显示在IXD显示屏14上，也可以通过通讯接口上传到后台监控系统9进行显示。十二路路分支开关量输入十二路分支开关量输入11监视的原理同主回路检测模块上的开关量输入监视原理一样，其功能主要是为多回路能源智能监控装置扩展更多的开关量状态监视。同样其开关状态分别通过十二路开关量第一 LED指示灯13上显示，同时CPU采集到开关状态后通过通讯接口上传到后台监控软件9上进行显示。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种多路多功能电力通讯检测设备，包括中央处理器CPU、与该中央处理器CPU分别连接的检测模块以及后台监控系统，其特征在于所述检测模块包括主回路检测模块以及扩展模块。
2.根据权利要求1所述多路多功能电力通讯检测设备，其特征在于所述主回路检测模块包括电流电压检测单元以及开关量检测模块，电流电压检测单元包括连接中央处理器 CPU的三相电能计量芯片U,还进一步包括与所述三相电能计量芯片U连接的第一电流调理电路及第一电压调理电路，所述第一电流调理电路还连接有电流互感器。
3.根据权利要求2所述多路多功能电力通讯检测设备，其特征在于所述开关量检测模块包括光隔电路以及开关量测量输入端口，所述开关量测量输入端口通过光隔电路连接所述中央处理器CPU。
4.根据权利要求3所述多路多功能电力通讯检测设备，其特征在于所述开关量测量输入端口为四路开关量输入端。
5.根据权利要求1至3中任一项所述多路多功能电力通讯检测设备，其特征在于所述扩展模块包括有分支电路检测模块，所述分支电路检测模块分别连接有第二电流调理电路以及第二电压调理电路。
6.根据权利要求5所述多路多功能电力通讯检测设备，其特征在于所述分支电路检测模块为十二分支电路检测模块，该十二分支电路检测模块分为四组三相回路或十二个单相回路。
7.根据权利要求1所述多路多功能电力通讯检测设备，其特征在于该检测设备还包括有与中央处理器CPU连接的显示部，该显示部包括第一 LED指示灯、第二 LED指示灯以及 IXD显示屏。
8.根据权利要求1所述多路多功能电力通讯检测设备，其特征在于该检测设备还包括有与中央处理器CPU连接的温度传感器、四键盘输入端口以及报警器。
9.一种采用权利要求1至8中任一项所述检测设备的检测方法，其特征在于该方法在进行主回路检测的同时，还进一步对分支回路进行检测。
10.根据权利要求9所述的检测方法，其特征在于所述主回路检测包括三相电流、三相电压检测，同时，还包括开关量检测。
全文摘要
一种多路多功能电力通讯检测设备包括中央处理器CPU、与该中央处理器CPU分别连接的检测模块以及后台监控系统，所述检测模块包括主回路检测模块、分支回路检测模块以及开关量检测模块。本发明结构简单，成本低，测量精度高，示值准确，由于采用了电流互感器、调理电路、计算芯片、中央处理器等组成，将多路总进线回路、分支路同时进行监测，通过电流互感器调理电路、电压调理电路以及计算芯片传给中央处理器处理，输出多路开关量，进行实时监视和控制。
文档编号G01R19/00GK102353859SQ20111019595
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月13日 优先权日2011年7月13日
发明者何玉成 申请人:深圳市海亿达能源科技股份有限公司