一種兼容式三相電參數(shù)信號測量處理裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術(shù)涉及兼容式三相電參數(shù)信號測量處理裝置，其特征在于裝置由電壓接線端子、電流接線端子、接線方式切換開關(guān)、分壓電阻、信號處理電路和微控制器ＭＣＵ組成；信號處理電路，由電壓互感器、電壓通道濾波器、電流互感器、電流通道濾波器和單相電參數(shù)測量芯片依次串連構(gòu)成，本裝置中共有３套獨立的信號處理電路。電壓接線端子外連電網(wǎng)，內(nèi)連電壓互感器；電流接線端子外連方式為串聯(lián)于電網(wǎng)相線，內(nèi)連為依序連接至電流互感器；電壓接線端子和電流接線端子按各自通路內(nèi)連至信號處理電路，將各電路的參數(shù)值讀取到微控制器，計算得到三相電參數(shù)。采用本實用新型專利技術(shù)的技術(shù)方案可降低制造成本，簡化生產(chǎn)倉儲和銷售的管理、方便用戶購買選型。（*該技術(shù)在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及三相電參數(shù)信號測量處理裝置，尤其涉及三相三線和三相四線兼 容式三相電參數(shù)信號測量處理裝置。
技術(shù)介紹
三相交流電參數(shù)測量儀表分為三相三線制和三相四線制兩種類型。這兩種類型的 儀表的接線方式、信號處理方法都不相同，因此在設(shè)計、生產(chǎn)和使用時是需要明確區(qū)分的， 二者不能兼容，必須分別銷售或購買、分別保管、分別取用，給生產(chǎn)銷售和使用的管理帶來 很多不便。在三相交流電參數(shù)測量的信號處理技術(shù)中，典型的技術(shù)方案是采用三相電參數(shù)測 量的專用芯片如ADE7758、ATT7026A和ATT7022A等作為信號的核心處理器件，但這些芯片 價格不菲，占器件總成本的較大比例。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是為了克服上述不足而提出一種采用價格低廉的單相電參數(shù) 測量芯片實現(xiàn)測量三相電參數(shù)的信號處理裝置方案，該裝置可以兼容三相三線制和三相四 線制兩種接線方式。采用本技術(shù)的技術(shù)方案可以大幅降低制造成本，簡化生產(chǎn)倉儲和 銷售的管理、方便用戶購買選型。實現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是一種兼容式三相電參數(shù)信號測量處理裝置，由 電壓接線端子、電流接線端子、接線方式切換開關(guān)、分壓電阻、信號處理電路和微控制器MCU 組成；電壓接線端子外連電網(wǎng)線，內(nèi)連方式為通過分壓電阻并聯(lián)接線方式切換開關(guān)后依次 連至電壓互感器、電壓通道濾波器、單相電參數(shù)測量芯片；電流接線端子外連方式為按對串 聯(lián)于電網(wǎng)相線，內(nèi)連為依次連接至電流互感器、電流通道濾波器、單相電參數(shù)測量芯片；電 壓接線端子和電流接線端子按各自通路內(nèi)連至信號處理電路，將信號處理電路的測量參數(shù) 值讀取到微控制器MCU，再根據(jù)三相三線或三相四線接線方式所確定的數(shù)學(xué)關(guān)系進行綜合 運算處理，計算得到三相電參數(shù)。所述電壓接線端子有4個，即為UA、UB、UC和UN，UA、UB和UC，分別外接于電網(wǎng)A、 B、C三根相線或儀表外電壓互感器的二次側(cè)的A、B、C相引出端，UN連接三相四線制電網(wǎng)中 線，或連接三相三線制UB0所述電流接線端子有6個，兩個一對，具體為IA/IAR、IB/IBR、IC/ICR，IA/IAR用 于串聯(lián)連接電網(wǎng)A相線或者連接儀表外A相線上的電流互感器的二次側(cè)引出端，IB/IBR用 于串聯(lián)連接電網(wǎng)B相線或者連接儀表外B相線上的電流互感器的二次側(cè)引出端，IC/ICR用 于串聯(lián)連接電網(wǎng)C相線或者連接儀表外C相線上的電流互感器的二次側(cè)引出端。所述的信號處理電路，由電壓互感器、電壓通道濾波器、電流互感器、電流通道濾 波器和單相電參數(shù)測量芯片依次串連構(gòu)成，本裝置中共有3套獨立的信號處理電路，其中 電壓互感器是二端口網(wǎng)絡(luò)，其二次側(cè)連接至電壓通道濾波器作為電壓通道濾波器的輸入，電壓通道濾波器的輸出連接至單相電參數(shù)測量芯片的電壓通道輸入端；電流互感器是二端 口網(wǎng)絡(luò)，其一次側(cè)按信號處理電路分別連接至各相電流接線端子IA/IAN、IB/IBN、IC/ICN， 二次側(cè)連接至電流通道濾波器作為電流通道濾波器的輸入；電流通道濾波器的輸出連接至 單相電參數(shù)測量芯片的電流通道輸入端；分壓電阻RA的一端與電壓接線端子UA連接，另一 端與電壓互感器IA的一次側(cè)的上端連接；分壓電阻RB的一端與接線方式切換開關(guān)接線端 子X連接，另一端與與電壓互感器IB的一次側(cè)的上端連接；分壓電阻RC的一端與電壓接線 端子UC連接，另一端與電壓互感器IC的一次側(cè)的上端連接。采用分壓電阻對被測電壓進 行分壓，使加在電壓互感器的一次側(cè)的電壓衰減以便所述的電壓通道濾波器和單相電參數(shù) 測量芯片進行信號處理；所述的接線方式切換開關(guān)是一個具有SA、SB、SC、SN、X和Y的6個接線端子的雙 刀雙擲撥動開關(guān)，接線端子SA與電壓接線端子UA連接；接線端子SB與電壓接線端子UB相 連；接線端子SC與電壓接線端子UC連接；接線端子SN與電壓接線端子UN連接，還與電壓 互感器IA的一次側(cè)的下端及電壓互感器IC的一次側(cè)的下端連接；接線端子X與分壓電阻 RB連接；接線端子Y與電壓互感器IB的一次側(cè)的下端連接。當(dāng)接線方式切換開關(guān)向上撥 時，接線端子X與接線端子SA閉合導(dǎo)通、與接線端子SB斷開，接線端子Y與端子SC閉合導(dǎo) 通、與接線端子SN斷開，當(dāng)開關(guān)向下?lián)軙r，接線端子X與接線端子SB閉合導(dǎo)通、與接線端子 SA斷開，接線端子Y與接線端子SN閉合導(dǎo)通、與接線端子SC斷開。所述的單相電參數(shù)測量芯片，具有單相電參數(shù)測量功能，可以測量單相交流的電 流有效值、電壓有效值、電流瞬時值、電壓瞬時值，可以對短時間內(nèi)的有功電能進行累積，并 且這些參數(shù)值可通過串行通信方式送到微控制器MCU ；上述3套信號處理電路之間的邏輯聯(lián)系是將3個單相電參數(shù)測量芯片的測量參 數(shù)值分別讀取到微控制器MCU，再根據(jù)三相三線或三相四線接線方式所確定的數(shù)學(xué)關(guān)系進 行綜合運算處理，計算得到三相電參數(shù)。本技術(shù)具有如下有益效果可以利用三塊單相電參數(shù)測量芯片實現(xiàn)對三相交 流電參數(shù)測量的信號處理，可以測量計算分相和合相的電參數(shù)如線電流、線電壓、相電壓、 有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、頻率、零序電流、有功電能、無功電能等等，接線 方式切換開關(guān)的使用可以實現(xiàn)對三相三線制和三相四線制接線方式下的電參數(shù)測量的信 號處理。附圖說明圖1是兼容式三相電參數(shù)信號測量處理裝置的模塊結(jié)構(gòu)圖圖2是兼容式三相電參數(shù)信號測量處理裝置的電路連接圖。圖2中，6的虛線框內(nèi)為電壓接線端子組，包含有4個電壓接線端子UA、UB、UC和 UN，三相四線制時用連線分別連接電網(wǎng)的A、B、C三根相線和電網(wǎng)中線；三相三線制時電網(wǎng) 無中線，用連線將UN連接至UB，并分別用連線將UA、UB、UC連接至電網(wǎng)的A、B、C三根相線； 7的虛線框內(nèi)為電流接線端子組，包含有6個共三對的電流接線端子IA/IAR、IB/IBR、IC/ ICR, IA/IAR用于串聯(lián)連接電網(wǎng)A相線或者連接儀表外A相線上的電流互感器的二次側(cè)引 出端，IB/IBR用于串聯(lián)連接電網(wǎng)B相線或者連接儀表外B相線上的電流互感器的二次側(cè)引 出端，IC/ICR用于串聯(lián)連接電網(wǎng)C相線或者連接儀表外C相線上的電流互感器的二次側(cè)引5出端；8的虛線框表示為接線方式切換開關(guān)，它是具有6個接線端子的雙刀雙擲撥動開關(guān)， 三相四線制時開關(guān)向下?lián)埽嗳€制時開關(guān)向上撥；RA、RB、RC是3個分壓電阻，用于對被 測電壓進行分壓，使加在電壓互感器的一次側(cè)的電壓衰減。9為微控制器。具體實施方式下面結(jié)合圖2對本技術(shù)的技術(shù)方案進一步描述，一種兼容式三相電參數(shù)信號 測量處理裝置，由電壓接線端子UA、UB、UC和UN，三對電流接線端子IA/IAR、B/IBR和IC/ ICR,接線方式切換開關(guān)中的接線端子SA、SB、SC、SN、X和Y，3個電壓互感器1A、IB和1C，3 個分壓電阻RA、RB和RC，3個電壓通道濾波器2A、2B、和2C，3個電流互感器5A、5B、和5C， 3個電流通道濾波器4A、4B、和4C，3個單相電參數(shù)測量芯片3A、3B和3C，1個微控制器(9) 組成；電壓接線端子組(6)共包含4個電壓接線端子即UA、UB、UC和UN，電流接線端子組 (7)共包含6個組成3對電流接線端子即IA/IAR、IB/IBR、IC/ICR，接線方式切換開關(guān)(8) 是一個具有6個接線端子的雙刀雙擲撥動開關(guān)，其6個端子分別為SA、SB本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種兼容式三相電參數(shù)信號測量處理裝置，其特征在于裝置由電壓接線端子、電流接線端子、接線方式切換開關(guān)、分壓電阻、信號處理電路和微控制器ＭＣＵ組成；電壓接線端子外連電網(wǎng)線，內(nèi)連方式為通過分壓電阻并聯(lián)接線方式切換開關(guān)后依次連至電壓互感器、電壓通道濾波器、單相電參數(shù)測量芯片；電流接線端子外連方式為按對串聯(lián)于電網(wǎng)相線，內(nèi)連為依次連接至電流互感器、電流通道濾波器、單相電參數(shù)測量芯片；電壓接線端子和電流接線端子按各自通路內(nèi)連至信號處理電路，將信號處理電路的測量參數(shù)值讀取到微控制器ＭＣＵ，再根據(jù)三相三線或三相四線接線方式所確定的數(shù)學(xué)關(guān)系進行綜合運算處理，計算得到三相電參數(shù)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：廖曉東，洪親，蔡堅勇，林瀟，陳金水，
申請(專利權(quán))人：福建師范大學(xué)，
類型：實用新型
國別省市：35[中國|福建]