一種智能電表的多路采集系統技術方案

本實用新型專利技術屬于電力工業自動化控制領域，具體涉及一種用于采集多個回路的三相電參量的智能電表的多路采集系統，該系統智能電表由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構成，其特征在于本采集系統包括智能電表、二組電子切換開關以及在N個回路上分別獨立接入的電壓互感器和電流互感器，其中N個電壓互感器通過電子切換開關Ⅰ連接電能量計量模塊，N個電流互感器通過電子切換開關Ⅱ連接電能量計量模塊，電子切換開關Ⅰ、Ⅱ的控制腳連接MCU的控制腳。本實用新型專利技術的優點是可同時采集各回路上的電流和電壓值，適用范圍廣，可應用于多種電源輸入的場合，節省了大量的設備投資；系統結構簡單，前期的安裝和后期的維修較為簡便。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于電カエ業自動化控制領域，具體涉及ー種智能電表的多路采集系統。
技術介紹
電カエ業是國民經濟的ー個重要支柱產業，而電力作為ー種特殊商品在市場經濟中處于舉足輕重的地位。同時隨著電カエ業的體制改革，電網的運營和管理正逐步邁向商業化，電能量計量系統的建設也是隨著電カ商業化運營的開展而發展的。電能量計量系統主要任務時采集、處理、存儲、統計各電廠的上網電量、聯絡線關ロ點電量和各用電關ロ的下網電量，為計算和分析提供基本數據，同時隨著分時段電價計費的實施，電能量計量系統的重要性也就顯得更加突出。如圖I所示，對于多個三相回路的電能量進行采集，傳統的方案通常在各個回路·上設置用于采集電壓和電流的互感器，同時還會在各個回路上設置用于計量電能量的模塊，當各個回路中的電能量計量模塊得到電能量數據之后再傳送至電表，假若有6個回路時需要加裝6個電能量計量模塊，設備投資較高，且安裝和維修均較為麻煩。還有ー種方案，在各回路上的測量裝置使用三相電流表、電壓表、電能表以及功率表等4個三相表，那么假若有6個回路時需要24個三相表，安裝較為復雜，以及投資成本較高，不符合企業以及用戶的經濟利益。
技術實現思路
本技術的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供ー種智能電表的多路采集系統，通過在各回路上獨立接入電流互感器和電壓互感器，同時在智能電表與所述的電流、電壓互感器之間設置電子切換開關I、11，并采用定時切換輪詢各回路的方法達到采集各回路三相電流和電壓的目的。本專利技術的目的實現由以下技術方案完成—種智能電表的多路采集系統，本采集系統具體用于采集多個回路的三相電參量，所述的智能電表由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接ロ以及顯示器構成，其特征在于所述的采集系統包括智能電表、ニ組電子切換開關以及在N個回路上分別獨立接入的電壓互感器和電流互感器，其中N個所述電壓互感器通過電子切換開關I連接所述電能量計量模塊，N個電流互感器通過電子切換開關II連接所述的電能量計量模塊，所述電子切換開關I、II的控制腳連接所述MCU的控制腳。所述的通訊接ロ采用RS-485接ロ，并采用M0DBUS-RTU標準通訊規約進行對外通τΗ ο所述的采集系統具有監測各路開關狀態的開關狀態輸入接ロ。所述的采集系統具有一報警輸出端，用以提醒越限和開關量變位事件。本技術的優點是，智能電表可同時監測多路獨立的三相設備用電情況，可采集各回路上的30多個電參量，節省了大量的設備投資；應用場合廣，適用于多種電源輸入的應用場合；系統具備數據存儲功能、事件記錄功能與統計功能，具有分時段計量功能與報警事件自動上傳等功能，具有極優的性價比，同時系統結構簡單，前期的安裝以及后期的維修較為簡便。附圖說明圖I為電表采集多回路電參量的傳統方法示意圖；圖2為本技術智能電表采集多回路電參量系統框圖；圖3為本技術的N路三相電壓輸入圖；圖4為本技術的N路三相電流輸入圖；圖5為本技術的定時切換開關示意圖；圖6為本技術的典型接線圖。具體實施方式以下結合附圖通過實施例對本技術特征及其它相關特征作進ー步詳細說明，以便于同行業技術人員的理解實施例如圖2所示，本專利技術屬于電カエ業自動化控制領域，具體涉及ー種智能電表的多路采集系統，用于采集多個回路的三相電參量。本采集系統具體包括智能電表、電子切換開關I、11以及獨立接入各回路的電流互感器和電壓互感器，智能電表由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接ロ以及顯示器構成，所述的N個電流互感器通過電子切換開關I后接入電能量計量模塊，所述的N個電流互感器通過電子切換開關II后接入所述的電能量計量模塊，所述電子切換開關的信號輸出端與所述電能量計量模塊相連，同時將所述MCU的控制腳與電子切換開關I、II的控制腳連接用以輸送控制指令。所述的智能電表具體由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接ロ以及顯示器構成。其中所述的電能量計量模塊用于處理所接收到的三相電參量并具有分時段計量功能；存貯器用于記錄事件以及數據的存儲，可循環存貯8日；通訊接ロ采用帶ESD保護電路的RS-485接ロ，并采用M0DBUS-RTU標準通訊規約進行對外通訊；顯示器采用IXD液晶顯示屏，用于顯示數據及指示工作狀態，方便安裝及調試。所述的采集系統具有監測各路開關狀態的開關狀態輸入接ロ，同時該采集系統具有一報警輸出端，用以提醒越限和開關量變位事件。如圖2、3、4、5所示，本采集系統的工作方法具體如下所述的電子切換開關I、Π分別用于切換多路的電流信號和多路的電壓信號，在MCU的控制下按順序定時切換導通，從第一個回路切換至第二個回路直至第N個回路，定時切換的間隔時間為1/Ν秒(即每個回路獲取的計量時間為1/Ν秒)；被切換導通的回路上的電壓互感器將測量到的電壓數據通過測量電壓輸入端輸入電能量計量模塊(即電表功率芯片)內，電流互感器將測量到的電流數據通過電流輸入端輸入電能量計量模塊內，當電壓和電流數據傳送至電能量計量模塊之后，將通過公式進行數據處理，電量的計算公式為P=U*I*N*M/f (其中U為采集的電壓值，I為采集的電流值，N為電表能夠采集的電量路數，f為采集頻率)；計算完畢之后的電量數據和各電參量數據將從電能量計量模塊上的數據輸出口輸送至MCU (即控制芯片)內。為達到采集精度，避免大的采集誤差，輪詢的頻率遠遠大于N，比如采集頻率為f=l/ (M*N)使毎次輪詢到的時間t=l/f約為毫秒級時間。本技術中所述的電參量具體為三相交流電壓、三相電流(真有效值測量)、總有功功率、無功功率、功率因數、各単相功率、頻率、總有功電度、無功電度、有功無功最大需量及發生時間、分時段電量等。如圖6所示為本采集系統的典型接線，該接線采用兩種不同的電源輸入，其中端子49米用市電AC220伏電壓信號輸入，端子51米用油機AC220伏電壓信號輸入。本實施例中的采集系統具有2個切換開關，分別切換多路的電流信號和多路的電壓信號，即使市電和油機輸入電壓不同，我們仍舊可以計量電源的電量，即我們可以分別計量市電的電量以及油機的電量。這樣大大拓展了應用場合，不再局限在簡單的配電線路中，可以測量配電， 動カ室不同電源的電量測量。比如具有油機和市電，或還有逆變器的多種電源輸入源的場ロ ο權利要求1.ー種智能電表的多路采集系統，本采集系統具體用于采集多個回路的三相電參量，所述的智能電表由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接ロ以及顯示器構成，其特征在于所述的采集系統包括智能電表、ニ組電子切換開關以及在N個回路上分別獨立接入的電壓互感器和電流互感器，其中N個所述電壓互感器通過電子切換開關I連接所述電能量計量模塊，N個電流互感器通過電子切換開關II連接所述的電能量計量模塊，所述電子切換開關I、II的控制腳連接所述MCU的控制腳。2.根據權利要求I所述的ー種智能電表的多路采集系統，其特征在于所述的通訊接ロ采用RS-485接ロ，并采用MODBUS-RTU標準通訊規約進行對外通訊。3.根據權利要求I所述的ー種智能電表的多路采集系統，其特征在于所述的采集系統具有監測各路開關狀態的開關狀態輸入接ロ。4.根據權利要求I所述的ー種智能電表的多路采集系統，其特征在于所述的采集系統具有一報警輸出端，用以提醒越限和開關量變位事件。專利摘要本實本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種智能電表的多路采集系統，本采集系統具體用于采集多個回路的三相電參量，所述的智能電表由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構成，其特征在于所述的采集系統包括智能電表、二組電子切換開關以及在N個回路上分別獨立接入的電壓互感器和電流互感器，其中N個所述電壓互感器通過電子切換開關Ⅰ連接所述電能量計量模塊，？N個電流互感器通過電子切換開關Ⅱ連接所述的電能量計量模塊，所述電子切換開關Ⅰ、Ⅱ的控制腳連接所述MCU的控制腳。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葉建忠，朱廣林，周預杰，陳劍峰，
申請(專利權)人：上海貝電實業集團股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：