专利名称：综合电参数测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于用电电能的计量技术，具体的涉及一种用于有功、无功电能，有功、无功功率，电压、电流、功率因数、相角、频率等综合电参数进行测量监控的综合电参数
测量装置。
背景技术：
现代社会中电能在工农业生产及其他各行业都获得了广泛的应用，电力参数在使用过程中会随时发生状态变化。有些负载的非线性、冲击性和不平衡性使电网的供电质量日趋恶化，给生活、生产带来巨大的危害。如果电网的电流、电压过低；用电设备将不能充分发挥其功效，有的甚至不能正常工作；反之，将会使用电设备发生故障，甚至烧毁。因此对电网的电力参数进行监控，确保电能的充分利用和电网的高效、安全运营，已经势在必行。通 过对电能的准确计量来考核用电的经济性，通过对有功、无功功率，电压、电流、功率因数、相角、频率等综合电参数的测量监控可以考察用电质量。根据各种电力参数来设置用电设备的参数，从而使用电设备平稳，可靠的运行。该电力参数测量系统，在近几年又很快的发展，很多的测量系统都具备三相交流回路中的每一相电压、电流、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、频率、有功电能、无功电能各种参数的测量，并通过RS-232C或RS-485方案于上位机进行数据交换。但通过RS-232C或RS-485方案进行数据传输，其传输距离较短和数据远程传送稳定性差，且不适合在野外环境下工作的电力参数数据采集，这些缺点一直制约着电力测量的发展。
实用新型内容本实用新型提供了一种具有技术先进，测量精度高，测量范围大，配置灵活等优点的综合电参数测量装置，其能够实现三相三线和三相四线各种参数的测量，并能实现多种方式与上位机进行通信。能实现数据处理和输出的多功能化。本实用新型所采用的技术方案如下一种综合电参数测量装置，用于综合电参数的监控测量，其特征在于所述综合电参数测量装置包括处理器主板，设置有测量芯片，所述处理器主板上连接设置有电压信号输入端口和电流信号输入端口；微处理器，与所述测量芯片通过SPI接口连接，该微处理器连接设置有显示输出端口和控制输出端口；储存芯片，与所述微处理器通过I2C接口连接；电源模块，所述电源模块连接设置所述处理器主板和微处理器；I/O输出板，连接设置所述微处理器。具体的讲，所述电压信号输入端口包括一分压电阻网络，所述分压电阻网络通过电压通道连接所述测量芯片。[0012]所述电压信号输入端口包括一高压电压互感器和一与该高压电压互感器连接的电压采样电路，所述电压采样电路通过分压电阻网络与测量芯片连接设置。所述电流信号输入端口包括一低压大电流互感器采样装置或标准电流传感器采样装置，所述低压大电流互感器采样装置或标准电流传感器采样装置通过电流通道与测量芯片连接设置。所述电流信号输入端口包括一高压电流互感器，所述高压电流互感器连接设置一标准电流互感器，该标准电流互感器通过低压大电流互感器采样装置或标准电流传感器采样装置与测量芯片连接设置。所述显示输出端口包括一液晶显示器输出端口。所述显示输出端口包括一 LED数码管显示驱动接口，所述LED数码管显示驱动接口连接设置一组数显表头。 所述控制输出端口包括标准RS-232C接口或/和标准RS-485多机通讯接口。所述控制输出端口包括一数据传输装置，所述数据传输装置通过标准RS-232C接口或/和标准RS-485多机通讯接口与微处理器连接设置，并通过GPRS网络连接因特网，通过因特网与上位机进行通讯连接。所述综合电参数测量装置进一步包括一控制输出单元，该控制输出单元具有两路光电隔离的继电器输出结构，每路具有一常开一常闭触点；所述综合电参数测量装置进一步包括一数据存储装置，该数据存储装置为一铁电非易失性存储器。该综合电参数测量装置主要包括处理器主板、微处理器、电源模块和外围的电压、电流传感器。电压信号通过处理器主板上设置的分压电阻网络变换为O-IOOOmv信号输入到测量芯片的电压通道，电流信号通过电流互感器和负载电阻变换为O-IOOOmv的信号输入到测量芯片的电流输入通道，再经过测量芯片内部的Σ - Λ ADC模数转换电路转变为代表被测量的数字信号，微处理器通过SPI接口读取这些原始数据并进行数值标定和单位换算，以供IXD显示和通过串口将数据发送到上位机或GPRS无线数据采集系统。电源模块提供三相互为冗余的电源备份，任意一相电源掉电不影响系统正常工作。I/O输出板可以根据被测电参量的实际值和设定值通过某种控制算法进行跟踪调整，例如功率因数补偿和电流、功率的负荷控制。其接入端可适应三相三线或三相四线两种接入方式。该综合电参数测量装置可通过串行RS-485通讯接口每隔2秒采集一次数据并经过处理变换在显示屏幕上集中显示。还可通过一台电脑可以连接监控多台电表，每一个电表都有唯一的表号地址，还可以发送设置命令对每个下位机的运行参数如设备号(表号)、电能脉冲常数、电流、电压互感器变比进行设置以适应不同的测量要求，同时还可以在线校准下位机实时时钟。采用该综合电参数测量装置对低压(低于1KV，典型380V/220V)，小电流(30Α以下)负载线路进行测量时，电流信号可采用内部安装的电表专用电流互感器进行采样，380V/220V电压信号直接输入到处理器主板上的分压电阻网络进行采样，实现电能计量、存储，以及对有功功率、无功功率、电压、电流、功率因数、相角、频率的精确测量。对低压(低于1KV，典型380V/220V)大电流负载(30Α以上)负载线路进行测量时电流信号通过一个低压大电流互感器(次级输出5Α)接入处理器主板，380V/220V电压信号直接输入到处理器主板上的分压电阻网络进行采样，此时应将测量值再乘以电流互感器变比才能得到准确的测量结果。对高压(高于1KV，典型如I. 14KV，3KV，6KV，10KV, 35KV)应用条件下此时电压信号的采样，是通过高压电压互感器将高电压转换为100V再接入电压采样电路，电流信号采用高压电流互感器变换为5A，再接入标准电流互感器，此时应将测量值乘以电压互感器变比和电流互感器变比。其显示输出端口连接的IXD数码管显示装置可以显示“表号”、“脉冲常数”、“当前日期”、“当前时间”，然后进入自动循环显示状态，依次显示三相、合相有功功率，三相、合相无功功率，三相、合相视在功率，三相电压有效值，三相电流有效值，三相功率因数，三相相角，频率，三相、合相有功电能，三相、合相无功电能显示，然后是当前日期，当前时间，表号，脉冲常数。其可配置标准RS-485本地多机通讯接口，支持多达128只电表的集中监测，，可以同上位机进行高速异步串行多机通讯以交换数据。本机具有标准RS-232C接口，连接GPRS无线模块和上位机无线数据监控模块，实现远程实时数据监测。本实用新型的有益效果在于，该综合电参数测量装置适用类型多样，测量精度高，测量范围大，配置灵活，其能够实现三相三线和三相四线各种参数的测量，并能实现多种方式与上位机进行通信。能实现数据处理和输出的多功能化。
图I是本实用新型具体实施方式
的组成框架图。
具体实施方式
如图I所示，该综合电参数测量装置用于综合电参数的监控测量，其主要包括处理器主板10，设置有测量芯片11，处理器主板10上连接设置有电压信号输入端口 13和电流信号输入端口 12 ;微处理器20，与测量芯片11通过SPI接口 18连接，该微处理器20连接设置有显示输出端口和控制输出端口 ；数据储存芯片27，该芯片与微处理器20通过I2C接口连接；电源模块30，电源模块30连接设置所述处理器主板10和微处理器20 ;1/0输出板，连接设置微处理器和液晶显示屏22。其中，电压信号输入端口 13包括一分压电阻网络17，分压电阻网络通过电压通道连接测量芯片11 ；另外，电流信号输入端口包括一低压大电流互感器采样装置16、标准电流传感器采样装置15，标准电流传感器采样装置15通过电流通道与测量芯片连接设置。显示输出端口包括一 LED数码管显示驱动接口，该LED数码管显示驱动接口连接设置一组数显表头21。控制输出端口包括标准RS-232C接口 25和标准RS-485多机通讯接口 23。标准RS-232C接口 25连接设置无线模块26，标准RS-485多机通讯接口 23连接设置本体上位机24。
权利要求1.一种综合电参数测量装置，用于综合电参数的监控测量，其特征在于所述综合电参数测量装置包括 处理器主板，设置有测量芯片，所述处理器主板上连接设置有电压信号输入端口和电流信号输入端口； 微处理器，与所述测量芯片通过SPI接口连接，该微处理器连接设置有显示输出端口和控制输出端口； 储存芯片，与所述微处理器通过I2C接口连接； 电源模块，所述电源模块连接设置所述处理器主板和微处理器； I /0输出板，连接设置所述微处理器。
2.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述电压信号输入端口包括一分压电阻网络，所述分压电阻网络通过电压通道连接所述测量芯片。
3.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述电压信号输入端口包括一高压电压互感器和与该高压电压互感器连接的一电压采样电路，所述电压采样电路通过分压电阻网络与测量芯片连接设置。
4.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述电流信号输入端口包括一低压大电流互感器采样装置或标准电流传感器采样装置，所述低压大电流互感器采样装置或标准电流传感器采样装置通过电流通道与测量芯片连接设置。
5.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述电流信号输入端口包括一高压电流互感器，所述高压电流互感器连接设置一标准电流互感器，该标准电流互感器通过低压大电流互感器采样装置或标准电流传感器采样装置与测量芯片连接设置。
6.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述显示输出端口包括一液晶显示器输出端口。
7.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述显示输出端口包括一 LED数码管显示驱动接口，所述LED数码管显示驱动接口连接设置一组数显表头。
8.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述控制输出端口包括标准RS-232C接口或/和标准RS-485多机通讯接口。
9.根据权利要求8所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述控制输出端口包括一数据传输装置，所述数据传输装置通过标准RS-232C接口或/和标准RS-485多机通讯接口与微处理器连接设置，并通过GPRS网络连接因特网，通过因特网与上位机进行通讯连接。
10.根据权利要求I所述的综合电参数测量装置，其特征在于所述综合电参数测量装置进一步包括一控制输出单元，该控制输出单元具有两路光电隔离的继电器输出结构，每路具有一常开一常闭触点； 所述综合电参数测量装置进一步包括一数据存储装置，该数据存储装置为一铁电非易失性存储器。
专利摘要一种综合电参数测量装置，用于综合电参数的监控测量，包括处理器主板，设置有测量芯片，所述主处理器连接设置有电压信号输入端口和电流信号输入端口；微处理器，与所述测量芯片通过SPI接口连接，该微处理器连接设置有显示输出端口和控制输出端口；电源模块，所述电源模块连接设置所述处理器主板和微处理器；储存芯片，与所述微处理器通过I2C接口连接；I/O输出板，连接设置所述微处理器。该综合电参数测量装置适用类型多样，测量精度高，测量范围大，配置灵活，其能够实现三相三线和三相四线各种参数的测量，并能实现多种方式与上位机进行通信，能实现数据处理和输出的多功能化。
文档编号G01R31/00GK202522635SQ20112051360
公开日2012年11月7日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者徐贻钦 申请人:徐贻钦