本實用新型專利技術公開了一種運用光纖傳輸信號的低壓電能計量裝置，包括三相電能采集裝置，三相電能采集裝置與將電能參數進行顯示的上位機連接；所述三相電能采集裝置包括對三相電壓，電流進行采集的計量芯片采集模塊，計量芯片采集模塊與數據存儲模塊連接，數據存儲模塊與MCU微控制器連接，MCU微控制器通過SPI總線與光發射模塊連接，光發射模塊通過光纖遠距離與光接收模塊連接，光接收模塊與上位機連接；一個電源模塊為計量芯片采集模塊、MCU微控制器提供電源。本實用新型專利技術減小電能計量的綜合誤差，提高計量精度，防范了竊電。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）
【技術實現步驟摘要】
本技術涉及一種低壓電能計量裝置。
技術介紹
低壓計量裝置從過去到現在一直是互感器加電能表的計量方式，只是由原來的電磁感應式發展到現在使用的電子式電能表。互感器傳輸到電子式電能表仍然是模擬信號，這種信號傳輸方式已經不能適應智能化電網的發展要求。信號數字化是建設智能電網的前提，也是發展的必然趨勢。目前，國內智能化變電所已經采用光纖作為信號的傳輸手段且技術也已經較成熟，但在計量裝置上還未得到運用。傳統低壓計量裝置接線方式，接線數目達10根之多，不僅接線繁雜、易出錯，而且這種模擬信號的傳輸方式局限性比較大，制約了電能計量裝置的更新換代。目前在光通信迅速發展的背景下，把抗干擾能力強的光纖通訊技術應用到低壓電能計量裝置上，是一個亟待研究的課題。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種結構合理，工作性能好的運用光纖傳輸信號的低壓電能計量裝置。本技術的技術解決方案是一種運用光纖傳輸信號的低壓電能計量裝置，其特征是包括三相電能采集裝置，三相電能采集裝置與將電能參數進行顯示的上位機連接；所述三相電能采集裝置包括對三相電壓，電流進行采集的計量芯片采集模塊，計量芯片采集模塊與數據存儲模塊連接，數據存儲模塊與MCU微控制器連接，MCU微控制器通過SPI總線與光發射模塊連接，光發射模塊通過光纖遠距離與光接收模塊連接，光接收模塊與上位機連接；一個電源模塊為計量芯片采集模塊、MCU微控制器提供電源。所述計量芯片采集模塊主要由電壓采集電路和電流采集電路組成，其中電壓采集電路將220V左右交流電壓信號轉化為采集芯片所需的+_700mV以內的電壓信號，電流采集是通過O. 2S級精度的電流互感器輸出一個5A以下的電流信號給電流采集電路，將大電流轉換為+-700mV以內的電壓信號提供給采集芯片進行處理。電源模塊電源是取自三相電壓，使用其中一相作為工作電源，即使在任意一相或兩相失電情況下，仍然可以保證工作和計量，使整個系統安全可靠運行；A、B、C三相取電壓然后都經過變壓器、整流橋、濾波、7805穩壓電路到5V，然后每一路都和一個二極管串聯后再將三路并聯使用，當且僅當某相的電壓最高時就采用該項作為工作電源，這樣即使一相甚至兩相電壓為零，系統照樣可以正常的工作。數據存儲模塊是存儲測得的電能數據，保證停電后測量的數據不丟失，存儲芯片采用內存為512*8bit的非易失性鐵電存儲芯片FM25040，可讀寫一百億次，數據保存能力為10年，其與單片機的通訊方式為SPI總線方式。本技術解決了傳統計量裝置的一些弊端，減小電能計量的綜合誤差，提高計量精度；簡化計量裝置方案，便于裝接人員的安裝；避免了計量錯誤接線的發生，解決了計量錯誤接線的難題；去除計量的二次回路，防范了竊電。本技術對傳統低壓計量裝置的改進，把原來計量二次回路的電流、電壓模擬信號變為各項電力參數的光信號來傳輸，主要部分由三相電能采集裝置和光纖收發模塊(SFP)構成，在電力系統中，區別于傳統的計量裝置，本三相電能采集裝置內置電流互感器和嵌入式電能計量模塊。通過光纖收發模塊(SFP)完成與電力參數和顯示器之間的數據傳輸。光纖傳輸信號的低壓電能計量裝置技術接線簡單，所有電力參數都保存在三相電能采集裝置內，通過光纖傳輸電能計量信號，解決了傳統計量裝置的一些弊端(I)避免了計量錯誤接線的發生，解決了計量錯誤接線的難題。計量裝置是由電能表、互感器、聯合接線盒、二次回路構成，接線點多，極易發生誤·接線。二次回路的錯誤接線會引起電能表計量不正確，傳統錯誤接線48種，理論上72種。檢查二次回路還需要用專用設備，因為錯誤接線不易被發現。而發生錯誤接線以后，退補電量的多少也是難以保證正確性的。通常按照公式計算退補電量數值，計算的前提是基于三相平衡情況下的，我們知道用戶三相實際上是不平衡的，所以計算出來的電量也不是真實的。用一些不真實的數據來與用戶協商退補電量時，對用戶以及電力企業來說是都是不公正的。所以從根本上解決錯誤接線，只有去除二次回路連接線；(2)減小電能計量的綜合誤差，提高計量精度。電能計量裝置由電能表、計量用電壓、電流互感器及其二次回路構成。電能計量裝置綜合誤差為電能表誤差與計量用電壓、電流互感器以及計量互感器二次回路壓降合成誤差的代數和。表達式如下Y = Y b+ Y d+ Y e其中Y電能計量裝置綜合誤差；Yb電流、電壓互感器合成誤差Y d電流、電壓互感器二次回路壓降合成誤差；Ye電能表誤差。這三部分誤差不僅有各自的特點和規律，而且由于接線方式、使用條件變化等因素引起的綜合誤差的計算方法亦有所不同。本系統采用的光纖傳輸媒介，替代了傳統的10線接線方式。由于采用了光纖作為傳輸的媒介，避免了傳輸的損耗和竊電接線的發生。由于傳統的電能計量裝置在三相采樣端和電能表顯示端都用到了電壓、電流互感器，在綜合誤差表達式中體現為Y b+ Y e，都存在采樣精度誤差，同時導致了整個系統的精度降低，而本系統所采用的三相電能計量裝置區別于傳統的三相電能計量裝置，把電壓、電流互感器以及電能計量模塊集成在三相采樣端，直接將采集到的數據通過光纖傳輸給液晶顯示，也即只有在三相采樣端用到了電壓、電流互感器；避免了電流、電壓互感器二次回路壓降造成的合成誤差。即Yd的得到顯著減小，使得整個系統的綜合誤差明顯的得到降低，精度提高。(3)簡化計量裝置方案，便于裝接人員的安裝測量。針對本文所論述的光纖通訊計量裝置，簡化了二次回路的接線。裝接人員只要連接光纖，因而沒有了繁瑣的接線。省去了銅導線，便于裝接人員的安裝，節約了成本。(4)去除計量的二次回路，防范了竊電。相比于傳統的計量裝置，我們所采用光纖通訊的計量裝置，有效的防范了用戶竊電的發生。因為管理中存在的不到位和不規范，在二次回路上的任何一個接點都有可能成為竊電隱患。斷流、失壓、短接電流以及使其接觸不良還有技術型竊電，防不勝防。采用光纖通信的計量裝置可以解決這些難題。三相電能采集裝置為全封閉型，所有數據都存儲在里面，即使光遷和顯示儀表被拆除也不會影響計量，顯示儀表只是用來顯示電能參數，即使有些用戶想動手腳也無從下手。光纖通信是以光波作為信息載體，以光導纖維作為傳輸介質的先進通信手段。光纖通信有以下的優點①傳輸頻帶寬，通信容量大，通訊速率高。②連接距離遠、通信性能好。 ③體積小、重量輕，可撓性、抗酸堿、抗腐蝕強，敷設方便，可埋地或架空架設。④輸人與輸出間電隔離，不怕電磁干擾，保密性好，無漏信號和串音干擾。目前光纖通信技術已經成熟，較其他通信方式的優越之處在于它對電磁干擾不敏感。隨著光纜技術的提高和生產成本的不斷下降，光纜的性價比將繼續提高，因此在配電自動化系統中，作為通信干道，光纖通信將被廣泛地采用.技術指標運用光纖通訊低壓電能計量裝置的總體技術指標①用于數據傳輸的光纖通信，傳輸距離可達幾百至幾千米，其工作速率為155Mbps 2. 125Gbps。②符合供電企業的企業審核指標。③數字化輸出，可輸出電壓、電流、有功功率、無功功率、頻率、電能等數據。④計量芯片測量精度有功測量滿足O. 2S、O. 5S，支持IEC62053-22，GB/T17883-1998標準；無功測量滿足2級、3級，支持IEC 62053-23，GB/T 17882-1999標準；提供電壓和電流有本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種運用光纖傳輸信號的低壓電能計量裝置，其特征是：包括三相電能采集裝置，三相電能采集裝置與將電能參數進行顯示的上位機連接；所述三相電能采集裝置包括對三相電壓，電流進行采集的計量芯片采集模塊，計量芯片采集模塊與數據存儲模塊連接，數據存儲模塊與MCU微控制器連接，MCU微控制器通過SPI總線與光發射模塊連接，光發射模塊通過光纖遠距離與光接收模塊連接，光接收模塊與上位機連接；一個電源模塊為計量芯片采集模塊、MCU微控制器提供電源。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉波，
申請(專利權)人：南通能達電力科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：
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