一种单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及多功能仪表，特别是涉及一种单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表。
【背景技术】
[0002]能源管理系统、能效管理系统、配电系统智能化改造项目中，电能数据的准确及现场施工安装的方便灵活是系统的关键，而在施工现场，往往是一个配电箱内有很多单三相混合支路，而能源管理系统往往要求多支路分别计量，如果用传统的方式安装电能表一是体积大，配电箱安装不下，需要增加配电箱，二是成本很高，需要安装很多块电表，而且需要停电施工，同时通讯线也要接入到每个电能表。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表。
[0004]本发明的技术问题通过以下技术方案解决。
[0005]这种单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，包括集成有通用异步接收/发送UART芯片的主CPU模块、分别与所述主CPU模块连接的时钟模块、存储器、RS485模块、模拟量采样模块、电源模块、指示灯。
[0006]所述主CPU模块用于模块本身的控制逻辑和其它模块提供的信号，控制和访问其它模块，实现多功能仪表的相关功能，所述CPU模块通过模拟量采集模块按照18个单相表和6个三相表电能计量及其它电力参数的计算，所述CPU模块通过时钟模块完成18个单相表和6个三相表分时电能计量。
[0007]所述模拟量采样模块通过多路模拟开关切换连接所述主CPU模块的A/D管脚实现6组三相电流电压的采集，所述主CPU模块通过校正公式对所述模拟量采集模块传送过来的开口互感器相位及幅值模拟量信号进行校正。
[0008]所述时钟模块实现实时时钟，所述主CPU模块通过所述存储模块中存储的分时配置信息，所述时钟模块的实时时钟实现18块单相表和6块三相表的分时计量。
[0009]所述RS485模块采用高速光耦隔离。
[0010]这种单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其特点是:
所述主CPU模块单独对18组单相进行电能累积并实时存储到所述存储模块中，配置信息只是用于重新按配计算电能，不会因为配置的修改而产生错误计量或丢失计量信息。
[0011 ] 所述模拟量采集模块采用同一通道通过模拟开关切换，通道误差对于模拟量采集几乎可以忽略，所述开口互感器一致性较高，所述互感器可以各组通用。本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案解决。
[0012]调试人员根据现场接线情况生成配置信息，利用上位机通过所述RS485模块发送报文给所述主CPU模块，所述主CPU模块解析报文后刷新配置信息并保存于所述存储模块。
[0013]所述主CPU模块按照配置信息根据18组单相电能重新生成电能信息。
[0014]本发明的技术问题通过以下再进一步的技术方案解决。
[0015]所述模拟量采集模块采用同一通道通过模拟开关切换，通道误差对于模拟量采集几乎可以忽略，所述开口互感器一致性较高，所述互感器可以各组通用。
[0016]所述时钟模块采用带温度补偿的芯片RS8025T，时钟精度误差小于0.5秒/天。
[0017]所述模拟量采集模块采用⑶4051多路开关、LM224运放和双向TVS管保护电路组成。
[0018]所述存储模块采用铁电存储器MB85RS64，存储容量为8K字节，使用寿命达100亿次，方便实现电能计量的实时存储，减小掉电丢失电度的可能。
[0019]所述指示灯包括仪表运行灯、RS485通信灯、6路三相有功光脉冲灯，仪表正常工作时，运行灯以1秒/次的频率闪烁，RS485模块通信时，RS485通信灯闪烁，6组三相存在有功负载时相应的光脉冲闪烁。
[0020]本发明与现有技术相比的有益效果是:
本发明采用多回路自由组合技术，尤其是现场存在三相和单相线路混合安装的情况时，多回路灵活配置的功能将大大减少安装空间，降低安装的难度。本发明中采用的开口互感器简化了现场施工难度，降低了施工成本，开口互感器交流补偿算法弥补了开口互感器计量精度的缺陷，本发明计量精度可达1.0级，足以满足大部分用户需求。
【附图说明】
[0021]图1为本发明【具体实施方式】的组成方框图。
【具体实施方式】
[0022]下面结合【具体实施方式】并对照附图对本发明进行说明。
[0023]一种如图1所示的用于能源管理系统的单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其包括:
集成UART芯片的主CPU模块用于模块本身的控制逻辑和其它模块提供的信号，控制和访问其它模块，实现多功能仪表的相关功能，所述CPU模块通过模拟量采集模块按照18个单相表和6个三相表电能计量及其它电力参数的计算，所述CPU模块通过时钟模块完成18个单相表和6个三相表分时电能计量。
[0024]与主CPU模块连接的时钟模块采用带温度补偿的芯片RS8025T，时钟精度误差小于0.5秒/天，用于分时计量的时间基准。
[0025]与主CPU模块连接的采用铁电存储芯片的存储器，可有100亿次寿命，用来以秒为间隔实时存储18个单相表电度6个三相表电度及按照配置信息分配。
[0026]与主CPU模块连接的模拟量采集模块，采用3片⑶4051多路开关、通过主CPU模块选通，采集单个三相线路的电流电压，利用LM224运放偏置电压来满足主CPU模块A/D单极性，利用3.3V双向TVS管保护主CPU模块的A/D 口，防止高压损坏。
[0027]与主CPU模块连接的电源模块以及与主CPU模块连接的包括仪表运行灯、RS485通信灯、6路三相有功光脉冲灯，仪表正常工作时，运行灯以1秒/次的频率闪烁，RS485模块通信时，RS485通信灯闪烁，6组三相存在有功负载时相应的光脉冲闪烁。
【主权项】
1.一种单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，包括集成有通用异步接收/发送UART芯片的主CPU模块、分别与所述主CPU模块连接的时钟模块、存储器、RS485模块、模拟量采样模块、电源模块、指示灯； 所述主CPU模块用于模块本身的控制逻辑和其它模块提供的信号，控制和访问其它模块，实现多功能仪表的相关功能； 所述CPU模块通过模拟量采集模块按照18个单相表和6个三相表电能计量及其它电力参数的计算； 所述CPU模块通过时钟模块完成18个单相表和6个三相表分时电能计量； 所述存储器用于存储配置信息、电度量、其它参数； 所述RS485模块用于上位机进行通讯，所述上位机通过所述RS485模块访问多功能仪表，通信命令解析，写命令用于单三相配置参数及其它设置，存储与所述存储模块，读命令用于返回相应的数据； 其特征在于: 所述主CPU模块通过模拟量采集模块按照18个单相表和6个三相表电能计量及其它电力参数的计算，所述主CPU模块根据所述存储模块中配置信息重新分配电能计量及其它电力参数，可以充分体现出灵活性；所述配置信息包括6组三相线路分别是3个单相表或者1个三相表； 所述模拟量采样模块通过多路模拟开关切换连接所述主CPU模块的Α/D管脚实现6组三相电流电压的采集，所述主CPU模块通过校正公式对所述模拟量采集模块传送过来的开口互感器相位及幅值模拟量信号进行校正； 所述时钟模块实现实时时钟，所述主CPU模块通过所述存储模块中存储的分时配置信息，所述时钟模块的实时时钟实现18块单相表和6块三相表的分时计量； 所述RS485模块采用高速光耦隔离。2.如权利要求1所述单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其特征在于: 所述主CPU模块单独对18组单相进行电能累积，配置信息只是用于重新计算电能，不会因为配置的修改而产生错误计量或丢失计量信息。3.如权利要求2所述单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其特征在于: 所述模拟量采集模块采用同一通道通过模拟开关切换，通道误差对于模拟量采集几乎可以忽略，所述开口互感器一致性较高，所述互感器可以各组通用。4.如权利要求3所述单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其特征在于: 所述时钟模块采用带温度补偿的芯片RS8025T，时钟精度误差小于0.5秒/天。5.如权利要求4所述单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其特征在于: 所述模拟量采集模块采用⑶4051多路开关、LM224运放和双向TVS管保护电路组成。6.如权利要求5所述单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其特征在于: 所述存储模块采用铁电存储器MB85RS64，存储容量为8K字节，使用寿命达100亿次，方便实现电能计量的实时存储，减小掉电丢失电度的可能。7.如权利要求6所述单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，其特征在于: 所述指示灯包括仪表运行灯、RS485通信灯、6路三相有功光脉冲灯，仪表正常工作时，运行灯以1秒/次的频率闪烁，RS485模块通信时，RS485通信灯闪烁，6组三相存在有功负载时相应的光脉冲闪烁。
【专利摘要】一种单三相灵活配置多回路外置开口互感器多功能仪表，包括集成UART芯片的主CPU模块、时钟模块、存储器、RS485模块、模拟量采样模块，其特征在于：主CPU采用模拟量采集模块同步采样完成6个三相回路信号采集并按照18个单相表和6个三相表电能计量及其它电力参数的计算，通过时钟模块做18个单相表和6个三相表的分时计量，主CPU通过存储器中的配置对电能及其它电力参数进行重新计算，存储器中的单三相配置通过RS485模块接口得到并且通过RS485模块上送配置信息要求的电度量及其它电力参数。本发明采用开口互感器，现场施工非常方便，多回路灵活配置的功能将大大减少安装空间，降低安装的难度。
【IPC分类】G01R11/00, G01R19/25, G01R22/10
【公开号】CN105353183
【申请号】CN201510782323
【发明人】梁文锋
【申请人】杭州佳和电气股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月16日