专利名称：多功能电力仪表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力仪表设备领域，具体涉及一种集多输入输出、全参数计量显示及补偿控制的多功能电力仪表。
背景技术：
电力仪表为电力参数测量、电能质量监视和分析、电气设备控制提供解决方案的电力测量及控制设备。目前的电力仪表有如下缺陷1)现今的电力管理系统，大部分由于低精密度造成电力仪表的主引入点和底部负荷端的电力量值和不一致导致电力管理困难；2) 现今的电力管理系统为管理现场数字、模拟输入输出信号，除电力仪表外，需另外购买RTU 设备，为用户增添额外的经济负担；3)常规电力仪表仅能显示电压、电流等部分参数，或者虽然能显示多参数，但需通过手动操作进行翻页显示，使得用户不能实时了解各种参数信息，严重影响用户对当前负载用电状态的了解，不能及时对不利用电状态采取有效措施；4) 常规电力仪表仅具参数测量、显示功能，不能对功率因数进行改善提高，只能另行采购无功补偿控制器来达到补偿功率因数的目的。
实用新型内容针对现有电力仪表的上述缺点，申请人经过研究改进，提供一种多功能电力仪表， 能够增加仪表采集精度，使得电力管理更为有效，增强管理系统集成度，降低配电系统测控成本。本实用新型的技术方案如下一种多功能电力仪表，由电压采集电路、电流采集电路、电力专用芯片、模拟量信号采集电路、开关量信号采集电路、CPU中央处理单元、按键输入电路、LED参数显示电路、 开关量输出电路、485通讯模块和壳体构成；电压采集电路和电流采集电路通过电力专用芯片与CPU中央处理单元呈电气连接，模拟量信号采集电路、开关量信号采集电路和按键输入电路也与CPU中央处理单元呈电气连接，CPU中央处理单元又分别与LED参数显示电路、开关量输出电路和485通讯模块呈电气连接。其进一步的技术方案为所述LED参数显示电路具有11组高亮度数码管。所述按键输入电路具有4个操作按钮。所述开关量输出电路连接通补偿电容。本实用新型的有益技术效果是一、本实用新型将电力系统的三相电压、三相电流、频率、有功功率、无功功率、功率因数、电能等重要参数通过高亮数码管同时显示，使得用户对当前负载用电状态有了直观及时的了解，便于用户对不利的用电状态及时采取有效措施。二、本实用新型具有功率因数采集、运算及补偿控制功能，使得多功能电力仪表同时具有电力计量、显示和无功补偿控制功能，一表多用，经济实用。三、本实用新型可采集多达8路模拟量信号，以及4路开关量输出控制信号，并可通过系统设置将界面显示内容设定为相应输入信息，使得一个计量仪表能轻易管理现场多种数字及模拟输入信息，比起现存的电力管理系统需要另外购买RTU产品可减轻用户费用负担，提高经济性。
为了更清楚的说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将实施例中所使用的附图作简单介绍。这些附图构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。图1是本实用新型的原理方框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
做进一步说明。如图1所示，本实用新型是由电压采集电路1、电流采集电路2、电力专用芯片3、模拟量信号采集电路4、开关量信号采集电路5、CPU中央处理单元6、按键输入电路7、LED参数显示电路8、开关量输出电路9和485通讯模块10构成的。电压采集电路1和电流采集电路2通过电力专用芯片3与CPU中央处理单元6呈电气连接。模拟量信号采集电路4、 开关量信号采集电路5和按键输入电路7也与CPU中央处理单元6呈电气连接。CPU中央处理单元6又分别与LED参数显示电路8、开关量输出电路9和485通讯模块10呈电气连接。本实用新型采用表面嵌入式安装结构，上述各电路集成在一个塑料壳体内。壳体内部包含两块电路板一块是包含按键操作及显示的控制电路板，另一块是包含电源、输入输出及控制电路的主CPU电路板。控制电路板和主CPU电路板通过接插件进行连接，进行信息交互。按键输入电路7、LED参数显示电路8集成于控制电路板上，控制电路板装配于壳体面盖上，上有11组高亮度数码管，分别对电压、电流等多参数进行直观显示，并且带有 4个操作按钮，方便用户对显示内容、监控参数的阈值等进行设置。电压采集电路1、电流采集电路2、电力专用芯片3、模拟量信号采集电路4、开关量信号采集电路5、CPU中央处理单元6、开关量输出电路9、485通讯模块10集成于主CPU电路板上，主CPU电路板安装于壳体 1背壳上，接线端子漏出壳体外，所有电流信号、电压信号、开关量/模拟量输入输出信号、 控制输出信号、通讯信号等均通过该接线端子接入壳体内。本实施例中CPU中央处理单元 6采用高性能的AVR单片机控制处理系统。本实用新型通过表面按键输入电路7及LED参数显示电路8所组成的人机交互界面进行系统参数及显示内容的设置，设置完成后本实用新即根据设定内容运行，完成参数显示、报警、通讯等一系列功能。参见图1，从被测回路接入的三相电压信号、三相电流信号分别通过相应的电压采集电路1和电流采集电路2采样滤波后接入电力专用芯片3进行量化处理，然后由电力专用芯片3与CPU中央处理单元6进行信息交互。由于电压采集电路1 和电流采集电路2为高精度电压、电流互感器，通过电力专用芯片3采集电力参数，从硬件上保障了电力计量的精度，另外通过对广31次回路谐波进行分析、处理，从而从软件上降低了谐波干扰对计量精度所造成的影响。同时，模拟量信号和开关量信号分别通过模拟量信号采集电路4、开关量信号采集电路5进入CPU中央处理单元6。模拟量信号采集电路4、 开关量信号采集电路5集成了多达8路模拟量信号输入点，以及4路开关量输出控制信号， 使一个仪表即能轻易管理现场多种数字及模拟输入输出，比起现存的电力管理系统需要另外购买RTU产品可减轻用户费用负担，提高经济性。CPU中央处理单元6对量化参数进行进
4一步的谐波分析、运算及处理，得出功率、功率因数等其它重要参数，并根据系统设定进行正常显示、报警、或无功补偿等控制输出。其中LED参数显示电路8将三相电压、三相电流、 频率、有功功率、无功功率、功率因数、电能等重要参数通过高亮数码管同时显示，使得用户对当前负载用电状态有了直观及时的了解。开关量输出电路9连接通补偿电容，使本实用新型具有功率因数采集、运算及补偿控制功能，达到无功补偿控制器所具有的功能。485通讯模块10与上位监控系统连接，实现远程控制。 以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的基本构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种多功能电力仪表，其特征在于由电压采集电路、电流采集电路、电力专用芯片、模拟量信号采集电路、开关量信号采集电路、CPU中央处理单元、按键输入电路、LED参数显示电路、开关量输出电路、485通讯模块和壳体构成；电压采集电路和电流采集电路通过电力专用芯片与CPU中央处理单元呈电气连接，模拟量信号采集电路、开关量信号采集电路和按键输入电路也与CPU中央处理单元呈电气连接，CPU中央处理单元又分别与LED参数显示电路、开关量输出电路和485通讯模块呈电气连接。
2.根据权利要求1所述多功能电力仪表，其特征在于所述LED参数显示电路具有11 组高亮度数码管。
3.根据权利要求1所述多功能电力仪表，其特征在于所述按键输入电路具有4个操作按钮。
4.根据权利要求1所述多功能电力仪表，其特征在于所述开关量输出电路连接通补偿电容。
专利摘要本实用新型公开一种多功能电力仪表，由电压采集电路、电流采集电路、电力专用芯片、模拟量信号采集电路、开关量信号采集电路、CPU中央处理单元、按键输入电路、LED参数显示电路、开关量输出电路、485通讯模块和壳体构成。本实用新型能够增加仪表采集精度，使得电力管理更为有效，增强管理系统集成度，降低配电系统测控成本。
文档编号H02J13/00GK202260643SQ20112040130
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月20日 优先权日2011年10月20日
发明者刘颜明, 李宝宏, 李小海, 龙迎春 申请人:无锡金桥自动化技术有限公司