专利名称：配电负荷监视记录器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种测量记录低压(1000V以下)电參数的仪器，尤其适合作为低压电カ线路负荷測量记录器。
背景技术：
随着居民生活水平日益提高，家用电器越来越多。供电单位对居民生活片区用电负荷已经很难估算。目前供电单位多采用人工现场读取电流表作为參考，但是人工带电情 况下记录电カ线路的电參数是ー个异常艰苦的工作。因为没有准确供电负荷情况，所以供电部门无法合理调配电力容量，导致配电设备频发故障，停电事故多有发生。
发明内容为了对电カ线路负荷有个准确详细的了解，本实用新型提供ー种配电负荷监视记录器，该配电负荷监视记录器可以实时记录电压和电流有效值；相位、频率有和有功无功电能和时间数据。本实用新型内有大容量串行Flash芯片(AT4 B161/16Mbit)，可以长期储存电參数数据。本实用新型在应用于采集三相四线的配电线路的电參数数据时，如果每分钟采集一次电压、电流、相位、电能、有功、无功数据，本实用新型可以连续储存45天实时记录数据。方便供电单位对配电负荷的准确把握。同时也可以利用本实用新型记录的电能消耗数据也可以监视窃电行为，降低线路损耗。本实用新型的配电负荷监视记录器技术方案是它以下电路组成主控MCU、电能计量芯片、钳形电流互感器、电压互感器、串行FLASH存储器、实时时钟芯片、串行通信接ロ、键盘电路、IXD显示模块、ISP编程接ロ、电源电路。本实用新型在应用于三相四线配电负荷监视记录这样工作的三组钳形电流互感器的圆心分别卡住要测试的三相交流电A相、B相、C相用于检测A相、B相、C相电流值；三组电压互感器夹头分别夹在A相与零线、B相与零线、C相与零线，用于检测A相、B相、C相电压值。主控MCU和电能计量芯片是SPI接ロ连接方式，主控MCU可以通过这个SPI接ロ读写电能计量芯片数据。主控MCU通过串行方式读写实时时钟芯片信息。主控MCU通过SPI接ロ操纵FLASH存储器，主控MCU将获取的负荷数据和实时时钟打包存于串行FLASH存储器。主控M⑶提供串行通信接口和ISP编程接ロ。主控MCU连接有IXD显示模块，显示工作信息。主控MCU连接键盘电路。主控MCU根据键盘输入的控制模式提供5种工作模式⑴实时记录电參数主控MCU读取电力计量芯片的电參数和实时时钟芯片的时间，数据打包后储存于串行FLASH存储器。(2)显示回放电參数主控MCU读取储存于串行FLASH存储器的负荷数据和时间，送给IXD显示。
(3)上传已记录的电參数主控MCU读取储存于串行FLASH存储器的数据，经过串行通信接口上传给微机。(4)校准时钟。(5)软件校表。电源电路输入为交流220V和电池两种，输出是+5V和+3. 3V。本实用新型的有益效果是可以全天候实时在线检测记录配电电カ线路的各项电參数。为供电部门合理调度分配电能，提供客观详实依据。利用本实用新型记录的电能消耗数据也可以监视窃电行为，降低线路损耗。本实用新型结构简单成本低廉。
[0006]
以下结合附图和实施例对本实用新型进ー步说明。图I是本实用新型的电路原理图。图2是本实用新型的程序流程图。在图I所示IC1(ATMEGA16)是主控MCU、IC2 (ATT7022)是电能计量芯片、TIA/T1B/TIC/是三组钳形电流互感器探头、TUA/TUB/TUC/是三组电压互感器、IC3 (AT45DB161)是串行FLASH存储器、IC4 (DS1302)是实时时钟芯片、IC5 (MAX232)是串行通信芯片，IC5 (MAX232)和 J2 (DB9)组成串行通信接 ロ、K1/K2/K3/K4 组成键盘电路、LCD (LCD12864)液晶显示模块、电源电路有IC6 (LM2575-5. 0)提供直流+5. OV电源和IC7 (LM1117-3. 3)提供直流+3. 3V电源、JI是ISP编程接ロ。
具体实施方式
在图I所示主控MCUiCi (atmegai6)的管脚(ro4/ro5/ro6/ro7)依次连接于和IC2 (ATT7022)的 SPI 管脚(DOUT/DIN/SCLK/CS)。主控 MCU (ATMEGA16)的管脚(PD2)相连于IC2(ATT7022)的(SIG)管脚，主控MCU通过(ATT7022)的(SIG)管脚监测电能计量芯片工作状态。主控MCU(ATMEGA16)的管脚(H)3)相连于IC2 (ATT7022)的(RESET)管脚，主控MCU通过(TO2)管脚可以复位电能计量芯片(ATT7022)。TIA/TIB/TIC/是三组钳形电流互感器。钳形电流互感器有两档可选，输出电压和输入电流比率分别是lOmv/A和lmv/A，钳形电流互感器提供的是毫伏级电压信号。如图I所示连接关系是TIA钳形电流互感器探头输出IAI经过阻容滤波电路R211，C211连接于IC2 (ATT7022)的(VlP)管脚。TIA钳形电流互感器探头输出IAO经过阻容滤波电路R212，C212连接于IC2 (ATT7022)的(VlN)管脚，R213 连接在 IC2 (ATT7022)的 VlP 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。R214 连接在 IC2(ATT7022)的 VlN和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。TIB钳形电流互感器探头输出IBI经过阻容滤波电路R231，C231连接于IC2 (ATT7022)的(V3P)管脚。TIB钳形电流互感器探头输出IBO经过阻容滤波电路R232，C232连接于IC2 (ATT7022)的(V3N)管脚，R233 连接在 IC2 (ATT7022)的 V3P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。R234 连接在 IC2 (ATT7022)的 V3N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。TIC钳形电流互感器探头输出ICI经过阻容滤波电路R251，C251连接于IC2 (ATT7022)的(V5P)管脚。[0022]TIC钳形电流互感器探头输出ICO经过阻容滤波电路R252，C252连接于IC2 (ATT7022)的(V5N)管脚，R253 连接在 IC2 (ATT7022)的 V5P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。R254 连接在 IC2 (ATT7022)的 V5N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。TUA/TUB/TUC/是三组输入电压和输出电压比率100V/0. 5V的电压互感器，如图I所示连接关系是TUA电压互感器输出VA经过阻容滤波电路R221，C221连接于IC2(ATT7022)的(V2P)管脚。TUA电压互感器输出VAN经过阻容滤波电路R222，C222连接于IC2 (ATT7022)的(V2N)管脚。R223 连接在 IC2 (ATT7022)的 V2P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。R224 连接在 IC2 (ATT7022)的 V2N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。TUB电压互感器输出VB经过阻容滤波电路R241，C241连接于IC2(ATT7022)的(V4P)管脚。TUB电压互感器输出VBN经过阻容滤波电路R242，C242连接于IC2 (ATT7022)的(V4N)管脚。R243 连接在 IC2 (ATT7022)的 V4P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。R244 连接在 IC2 (ATT7022)的 V4N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。TUC电压互感器输出VC经过阻容滤波电路R261，C261连接于IC2(ATT7022)的(V6P)管却。TUC电压互感器输出VCN经过阻容滤波电路R262，C262连接于IC2 (ATT7022)的(V6N)管脚。R263 连接在 IC2 (ATT7022)的 V6P 和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。R264 连接在 IC2 (ATT7022)的 V6N和 IC2 (ATT7022)的 REFOUT 管脚上，提供直流偏置。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管脚(PB4/PB5/PB6/PB7)依次和 IC3 (AT4OTB161)串行FLASH存储器的管脚(CS/SI/S0/SCK)相连成SPI接ロ。主控MCU ICl (ATMEGA16)通过这个SPI接ロ读写操作IC3(AT4 B161)。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管脚(PC0/PC1/PC2)分别和 IC4(DS1302)实时时钟芯片(I0/SCK/RST)相连。MCU ICl (ATMEGA16)可以读写操作 IC4 (DS1302)。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管脚(TXD/RXD)分别和IC5 (MAX232)串行通信芯片(T1IN/R10UT)相连。IC5 (MAX232)的(TI0UT/R1IN)分别经过电阻 R501，R502 连接在 DB9的2，3管脚上，这就组成了与微机进行串行通信的接ロ。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管脚(PB0/PB1/PB2/PB3)依次经过电阻(R101/R102/R103/R104)依次连接在(K1/K2/K3/K4)上形成键盘电路。主控MCU ICl (ATMEGA16)的管脚(PA0/PA1/PA2/PA3/PA4/PA5/PA6/PA7/PC7/PC6/PC5/PC4/PC3)依次连接于 LCD (LCD 12864)液晶显示器(D0/D1/D2/D3/D4/D5/D6/D7/RS/R&W/E/CS1/CS2)。主控MCU ICl通过这种连接驱动IXD显示数据。如图I所示可调Rl分别连接在LCD (LCD12864)液晶显示器(VD/V0/V0UT)。K6是连接在LCD (LCD12864)液晶显示器(BLA)为背光选择。在图I所示JI是ISP编程接ロ，JI连接器的管脚(RST/MIS0/SCK/M0SI)分别连接在主控MCU IC I (ATMEGA16)的(RESET/PB6/PB7/PB5)的管脚。为主控MCU提供编程接
n在图I 所示:C101，C102，X101 连接在主控MCU ICl (ATMEGA16)的管脚(XI,X2)上形成振荡电路。D101，K5，C103，R105组成ICl (ATMEGA16)的复位电路，K5是手动复位开关。在图I所示电源电路是有Tl变压器(220v/9v)、整流桥BGOl、6V备用电池、肖特基D601、D602、LM2575-5. O、LMl117-3. 3和图I所示的元件组成的+5. OV和+3. 3V供电系统。R601和D604为电源指示灯电路。
权利要求1.一种配电负荷监视记录器，有主控MCU、电能计量芯片、钳形电流互感器、电压互感器、串行FLASH存储器、实时时钟芯片、串行通信接ロ、键盘电路、IXD显示模块、ISP编程接ロ、电源电路组成硬件电路，其特征是主控MCU是ATMEGA16芯片、电能计 量芯片是ATI7022、钳形电流互感器、串行FLASH存储器是AT45DB161芯片、实时时钟是DS1302芯片、IXD显示模块是IXD12864液晶模块、电源电路是交流直流双电源供电，内置6V备用电池，有LM2575-5. O芯片和LMl117-3. 3芯片为电路板提供电压+5. OV和+3. 3V直流电源、有ISP编程接口和RS232通讯接ロ。
专利摘要一种对低压配电负荷监视记录的仪器。该配电负荷监视记录器有以下电路组成主控MCU、电能计量芯片、钳形电流互感器、电压互感器、串行FLASH存储器、实时时钟芯片、串行通信接口、键盘电路、LCD显示模块、ISP编程接口、电源电路，其工作过程是三组钳形电流互感器卡住要测的三相交流电各相，三组电压互感器夹头分别夹在各相与零线上，主控MCU通过SPI接口操纵电能计量芯片，读取电力线路负荷数据，主控MCU读取的负荷数据和实时时钟打包存于串行FLASH存储器里。用户根据键盘输入可操作以下软件功能记录电参数、显示回放电参数、记录的电参数上传微机、校准时钟和软件校表。
文档编号G01R19/00GK202421364SQ20112052097
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者吴曦, 周毓明, 孙华伟, 李军, 潘伦斌 申请人:吴曦, 周毓明, 孙华伟, 李军, 河南省息县电业总公司, 潘伦斌