智能电量采样装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电力领域，具体而言，涉及智能电量采样装置，包括电流互感模块，用于将三相电流转换为毫安级电流，并通过流压转换将所述毫安级电流转换为第一低电压信号；电量采样模块，用于采集所述第一低电压信号。通过电流互感模块将三相电流转换为低电压信号，供电量采样模块进行采样，提高了电量采样的安全性，解决了现有技术中采用大电流输出的电流互感器，通过二次接线接入仪表进行电量采样，电流互感器二次侧开路，产生高压引起事故，存在较大的安全隐患的问题。
【专利说明】智能电量采样装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力领域，具体而言，涉及智能电量采样装置。
【背景技术】
[0002] 在低压配电领域常需要对电力参数进行采集，如对三相电流、三相电压、电度量、 频率、开关量等参数进行采集。由于电力参数采集现场一般使用模拟信号，干扰较大。为 了抗干扰，现有技术中，一般采用大电流（安培级）输出的电流互感器，再配常规电力仪表 (或指针式刻度表）对电力参数进行采集。
[0003] 现有技术中电流互感器通过二次侧连接线的方式接入电力仪表对三相电流进行 采样、流压转换及测量，由于电流互感器输出的电流较大，如果电流互感器二次侧开路，就 会产生高压引起事故，存在较大的安全隐患。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种智能电量采样装置，以解决上述的问题。
[0005] 在本发明的实施例中提供了一种智能电量采样装置，包括：电流互感模块，用于将 三相电流转换为毫安级电流，并通过流压转换将毫安级电流转换为第一低电压信号；电量 米样模块，用于米集第一低电压信号。
[0006] 进一步，该智能电量采样装置还包括：电压转换模块，用于将三相电压转换为第二 低电压信号，供电量采样模块采集。
[0007] 进一步，该智能电量采样装置还包括：电量获取模块，用于根据采集的第一低电压 信号及第二低电压信号，获取三相电流及三相电压的电量信息，并对电量信息进行存储。
[0008] 进一步，该智能电量采样装置还包括：开关量转换模块，用于将输入的开关量信号 通过光电隔离转换为TTL电平信号，供电量获取模块获取并存储开关量的信息。
[0009] 进一步，该智能电量采样装置还包括：通信模块，用于通过数字协议将电量信息及 开关量的信息传输至终端。
[0010] 进一步，数字协议包括但不限于：Rs485、Can、Lan、Rs232及Rs422。
[0011] 进一步，电量采样模块通过SPI接口与电量获取模块电连接；电量获取模块通过 TTL串口与通信模块电连接。
[0012] 本发明实施例提供的智能电量采样装置，通过电流互感模块将三相电流转换为低 电压信号，供电量采样模块进行采样，提高了电量采样的安全性，解决了现有技术中采用大 电流输出的电流互感器，通过二次接线接入仪表进行电量采样，电流互感器二次侧开路，产 生高压引起事故，存在较大的安全隐患的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1示出了本发明智能电量采样装置的第一实施例的结构框图；
[0014] 图2示出了本发明智能电量采样装置的第二实施例的结构框图。
【具体实施方式】
[0015] 下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0016] 图1示出了本发明智能电量采样装置的第一实施例的结构框图。
[0017] 在本实施例中，一种智能电量采样装置，包括：电流互感模块10,用于将三相电流 转换为毫安级电流，并通过流压转换将毫安级电流转换为第一低电压信号；电量采样模块 20,用于采集第一低电压信号（0.353V左右）。本实施例中的电流互感模块10,采用低电流 输出互感器，输出电流为毫安级，并利用6-8欧的电阻短接实现流压转换。
[0018] 本实施例通过电流互感模块10将三相电流转换为低电压信号，供电量采样模块 20进行采样，提高了电量采样的安全性，解决了现有技术中采用大电流输出的电流互感器， 通过二次接线接入仪表进行电量采样，电流互感器二次侧开路，产生高压引起事故，存在较 大的安全隐患的问题。同时该电流互感模块10体积小巧，安装方便。
[0019] 参图2所示，图2示出了本发明智能电量采样装置的第二实施例的结构框图。
[0020] 在本实施例中，为了对三相电压进行采样，该智能电量采样装置还可以设置：电压 转换模块11，用于将三相电压（220V)转换为第二低电压信号（0. 353V左右），供电量采样 模块20采集。
[0021] 在本实施例中，为了获取三相电流及三相电压的电量信息，该智能电量采样装置 还可以设置：电量获取模块30,用于根据采集的第一低电压信号及第二低电压信号，获取 三相电流及三相电压的电量信息，并对电量信息进行存储。该电量获取模块30,采用ARM CortexM3芯片，通过SPI (Serial Peripheral Interface，串行外设接口）同步串行信号读 取电力电量信息，并将电力电量信息处理存储。
[0022] 在本实施例中，该智能电量采样装置还包括：开关量转换模块12,用于将输入的 开关量信号通过光电隔离转换为TTL(transistor transistor logic,晶体管-晶体管逻辑 集成电路）电平（输出高电平大于2. 4V，输出低电平小于0.4V)信号，供电量获取模块30 获取并存储开关量的信息。
[0023] 在本实施例中，该智能电量采样装置还包括：通信模块40,通信模块40通过TTL 串口与电量获取模块30电连接，用于通过数字协议（Rs485)将电量信息及开关量的信息传 输至终端。
[0024] 在本实施例中，数字协议包括但不限于：Rs485、Can、Lan、Rs232及Rs422。
[0025] 在本实施例中，为了对该电量采样模块20进行参数设置（主要用于出厂设置），该 智能电量采样装置还可设置USB模块。
[0026] 本发明的智能电量采样装置的运行过程如下：
[0027] 读取掉电参数，主要读取电力电量的代码与真实值计算参数以及电度参数等，如 果第一次开机，设备将写入初始化参数。
[0028] 初始化串口，主要根据参数设置串口的波特率以及格式等信息。
[0029] 初始化USB 口，将USB 口初始化为USB HID形式，电脑将无需驱动即可对该采集模 块进行校准，该功能主要用于出厂设置。
[0030] 初始化看门狗，主要开启看门狗，用于保障每一个过程中设备死机重启机制。
[0031] 初始化电力电量芯片，主要按参数写入电力电量芯片，以保障读取的数据为无误 差的米集值。
[0032] 读取拨码开关地址，利用GPI0读取该模块地址，用于Modbus通信。
[0033] 读取遥信，利用GPI0读取开关量信号，用于设备对开关的监测。
[0034] 读取电力电量，循环读取电力电量芯片，实时读取其采集值。
[0035] USB参数设置，主要利用USB对采集模块参数进行设置。
[0036] Modbus协议处理，设置在定时中断中，定时中断1ms-次，用于处理Modbus协议请 求和电度数据积算。
[0037] 本发明采用前端数字化方式，在模块内部直接对三相电流、三相电压及开关量进 行采样、获取电量信息，并利用具有强大隔离能力的RS485通信变送，降低模拟传输干扰并 完全杜绝了事故的发生。
[0038] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用 的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成 的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储 在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们 中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的 硬件和软件结合。
[0039] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种智能电量采样装置，其特征在于，包括： 电流互感模块，用于将三相电流转换为毫安级电流，并通过流压转换将所述毫安级电 流转换为第一低电压信号； 电量采样模块，用于采集所述第一低电压信号。
2. 根据权利要求1所述的智能电量采样装置，其特征在于，还包括： 电压转换模块，用于将三相电压转换为第二低电压信号，供所述电量采样模块采集。
3. 根据权利要求1或2所述的智能电量采样装置，其特征在于，还包括： 电量获取模块，用于根据采集的所述第一低电压信号及所述第二低电压信号，获取所 述三相电流及所述三相电压的电量信息，并对所述电量信息进行存储。
4. 根据权利要求3所述的智能电量采样装置，其特征在于，还包括： 开关量转换模块，用于将输入的开关量信号通过光电隔离转换为TTL电平信号，供所 述电量获取模块获取并存储所述开关量的信息。
5. 根据权利要求4所述的智能电量采样装置，其特征在于，还包括： 通信模块，所用于通过数字协议将所述电量信息及所述开关量的信息传输至终端。
6. 根据权利要求5所述的智能电量采样装置，其特征在于，所述数字协议包括但不限 于：Rs485、Can、Lan、Rs232 及 Rs422。
7. 根据权利要求6所述的智能电量采样装置，其特征在于，所述电量采样模块通过SPI 接口与所述电量获取模块电连接；所述电量获取模块通过TTL串口与所述通信模块电连 接。
【文档编号】G05B19/042GK104122825SQ201410373348
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月28日 优先权日:2014年7月28日
【发明者】徐军鹏, 汪南翔, 富明, 孙辉 申请人:四川中智恒源电气有限公司