基于采集型电流互感器的电网信号无线传输系统的制作方法

本发明涉及一种电网信号传输系统，尤其涉及一种基于采集型电流互感器的电网信号无线传输系统。

背景技术：

现有的电流互感器将一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量的仪器，电流互感器的本身是不具备采集功能的，需要与其配套的采集装置才可以采样计算出电流电压信号，而目前配套的采集装置基本是采用总线的形式进行连接通信，这样配套的采集装置需要大量的连接导线，并且会耗费大量的人工。并且采集装置采集电路信号的连接形式单一，不能根据用户的需求分别对电路各相的电流、电压信号进行监测，导致电路功能的灵活性较差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种具备无线传输和采集功能且采样信号精度高、电路灵活性好、基于采集型电流互感器的电网信号无线传输系统。

为了实现以上目的，本发明采用这样一种基于采集型电流互感器的电网信号无线传输系统，包括电流电压接口、电网信号采样电路、电网信号处理电路、cpu、无线通信模块、电网相序设置电路、电源电路，所述电流电压接口的输出端分别连接到电网信号采样电路和电源电路的输入端，电网信号采样电路的输出端连接到电网信号处理电路的输入端，电网信号处理电路的输出端连接到cpu的输入端，cpu的输出端连接到无线通信模块的输入端，电网相序设置电路的输出端连接到cpu的输入端，电源电路的输出端分别连接到电网信号处理电路、cpu、无线通信模块的输入端。其中电网信号采样电路包括电流型电压互感器pt、一次电流互感器ct1和二次精密电流互感器ct2，所述电流型电压互感器pt的原边连接电流电压接口，电流型电压互感器pt的副边输出电压采样信号，所述一次电流互感器ct1的原边连接电流电压接口，一次电流互感器ct1的副边连接二次精密电流互感器ct2的原边，二次精密电流互感器ct2的副边输出电流采样信号。电网相序设置电路包括三段式拨动开关，所述三段式拨动开关可以设置测量电网的其中一相。电网信号处理电路包括计量芯片u1，所述电压采样信号和电流采样信号分别输入到计量芯片u1，计量芯片u1的输出端连接到cpu的输入端,，无线通信模块实现电网信号的无线传输，实现电网信号的远距离通信。

上述基于采集型电流互感器的电网信号无线传输系统通过电流型电压互感器pt、一次电流互感器ct1和二次精密电流互感器ct2能提高对电压采样信号和电流采样信号的精度，用户可以通过电网相序设置电路能测量三相电中的任何一相，提高电路功能的灵活性，电压采样信号和电流采样信号经过电网信号处理电路输入到cpu，再通过无线通信模块将电网信号发送到配电柜终端和用户移动设备。

本发明进一步设置为电网信号采样电路还包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电容c1、电容c2、电容c3，所述电阻r4连接在电流型电压互感器pt的原边一侧，电阻r5和电容c1并联，电阻r5的一端连接在电流型电压互感器pt的副边一侧，电阻r5的另一端接地，所述电阻r7连接在二次精密电流互感器ct2的副边一侧，电阻r6的一端连接电阻r7的一端，电容c2的一端连接电阻r7的另一端，电阻r6的另一端和电容c2的另一端共地连接，所述电阻r8连接在二次精密电流互感器ct2的副边另一侧，电阻r9的一端连接电阻r8的一端，电容c3的一端连接电阻r8的另一端，电阻r9的另一端和电容c3的另一端共地连接。

上述电阻和电容并联或串并联连接在副边信号输出端，能滤除不需要的信号频率部分，达到滤波的作用，且将一次电流互感器输出的电流信号再经过二次精密电流互感器采集，使采样的电压信号和电流信号精度高。

本发明进一步设置为电网相序设置电路还包括电阻r1、电阻r2、电阻r3，所述三段式拨动开关包括开关s1、开关s2、开关s3，所述电阻r1与开关s1串联，电阻r2与开关s2串联，电阻r3与开关s3串联，所述电阻r1的一端、电阻r2的一端、电阻r3的一端共接到高电平，所述开关s1的一端、开关s2的一端、开关s3的一端共地连接。

上述电网相序设置电路元器件少，电路简单，用户只需拨动对应的开关，cpu接收到开关信号，就可以设置对三相其中的任意一相进行采样，方便用户操作。

本发明进一步设置为计量芯片u1为rn8209，所述电流采样信号连接到计量芯片u1的电流信号输入通道，所述电压采样信号连接到计量芯片u1的电压信号输入通道，所述计量芯片u1的数据输出引脚、数据输入引脚、时钟信号引脚、片选信号引脚分别连接到对应cpu的数据输出引脚、数据输入引脚、时钟信号引脚、片选信号引脚。

上述型号为rn8209的计量芯片通过输入的电压采样信号和电流采样信号计算出电网的电压、电流、功率、谐波、频率、电量等参数，实现对电网的计量。

本发明进一步设置为无线通信模块具体为433mhz的rf模块。

上述433mhz的rf模块功耗低、抗干扰能力强，且穿透力强、通信距离远，取代配电柜信号传输的布线和配电柜内部原本配套使用设备的采样电路，增加一个无线通信模块，大大降低了整体生产成本和人工成本。

附图说明

图1是本发明实施例原理方框图。

图2是本发明实施例电流型电压互感器原理图。

图3是本发明实施例一次电流互感器原理图。

图4是本发明实施例二次精密电流互感器原理图。

图5是本发明实施例电网相序设置电路原理图。

图6是本发明实施例电网信号处理电路原理图。

图7是本发明实施例cpu电路原理图。

图8是本发明实施例无线通信模块电路原理图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有点更加清楚，下面结合本发明具体实施例及对应附图进行完整地描述。显然，所述的实施例只是发明的一部分实施例，并不是全部实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通人员在没有做出创造性劳动前提下获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1、2、3、4、7所示，本发明是一种基于采集型电流互感器的电网信号无线传输系统，包括电流电压接口、电网信号采样电路、电网信号处理电路、cpu、无线通信模块、电网相序设置电路、电源电路，所述电流电压接口的输出端分别连接到电网信号采样电路和电源电路的输入端，电网信号采样电路的输出端连接到电网信号处理电路的输入端，电网信号处理电路的输出端连接到cpu的输入端，cpu的输出端连接到无线通信模块的输入端，电网相序设置电路的输出端连接到cpu的输入端，电源电路的输出端分别连接到电网信号处理电路、cpu、无线通信模块的输入端。其中电网信号采样电路包括电流型电压互感器pt、一次电流互感器ct1和二次精密电流互感器ct2，所述电流型电压互感器pt的原边连接电流电压接口，电流型电压互感器pt的副边输出电压采样信号，所述一次电流互感器ct1的原边连接电流电压接口，一次电流互感器ct1的副边连接二次精密电流互感器ct2的原边，二次精密电流互感器ct2的副边输出电流采样信号。电网相序设置电路包括三段式拨动开关，所述三段式拨动开关可以设置测量电网的其中一相。电网信号处理电路包括计量芯片u1，所述电压采样信号和电流采样信号分别输入到计量芯片u1，计量芯片u1的输出端连接到cpu的输入端，无线通信模块实现电网信号的无线传输，实现电网信号的远距离通信。

如图2-4所示，电网信号采样电路还包括电阻r4、电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电容c1、电容c2、电容c3，所述电阻r4连接在电流型电压互感器pt的原边一侧，电阻r5和电容c1并联，电阻r5的一端连接在电流型电压互感器pt的副边一侧，电阻r5的另一端接地，所述电阻r7连接在二次精密电流互感器ct2的副边一侧，电阻r6的一端连接电阻r7的一端，电容c2的一端连接电阻r7的另一端，电阻r6的另一端和电容c2的另一端共地连接，所述电阻r8连接在二次精密电流互感器ct2的副边另一侧，电阻r9的一端连接电阻r8的一端，电容c3的一端连接电阻r8的另一端，电阻r9的另一端和电容c3的另一端共地连接。

如图5所示，电网相序设置电路还包括电阻r1、电阻r2、电阻r3，所述三段式拨动开关包括开关s1、开关s2、开关s3，所述电阻r1与开关s1串联，电阻r2与开关s2串联，电阻r3与开关s3串联，所述电阻r1的一端、电阻r2的一端、电阻r3的一端共接到高电平，所述开关s1的一端、开关s2的一端、开关s3的一端共地连接。

如图6所示，计量芯片u1为rn8209，所述电流采样信号连接到计量芯片u1的电流信号输入通道，所述电压采样信号连接到计量芯片u1的电压信号输入通道，所述计量芯片u1的数据输出引脚(13引脚)、数据输入引脚(14引脚)、时钟信号引脚(15引脚)、片选信号引脚(16引脚)分别连接到对应cpu的数据输出引脚(33引脚)、数据输入引脚(34引脚)、时钟信号引脚(32引脚)、片选信号引脚(35引脚)。

如图8所示，无线通信模块具体为433mhz的rf模块。

根据以上实施例，用户可以通过电网相序设置电路设置对三相其中一相进行采样，电流型电压互感器pt采集相电压信号，电流型电压互感器pt输出电压采样信号，一次电流互感器ct1采集相电流信号，一次电流互感器ct1输出的电流信号再经过二次精密电流互感器ct2进行二次采集，二次精密电流互感器ct2输出电流采样信号，上述的电压采样信号和电流采样信号输入到计量芯片rn8209，计算出电网的电压、电流、功率、谐波、频率、电量等参数并送到cpu，cpu通过433mhz的rf模块将计算出的电网数据发送到配电柜终端或者用户移动设备，实现电网信号的无线传输。