CN102064531A - 微机监控电机保护器 - Google Patents

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朱良玉
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ZHEJIANG KUIXING ELECTRICAL CO Ltd
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ZHEJIANG KUIXING ELECTRICAL CO Ltd
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Abstract

本发明公开了一种微机监控电机保护器，微机监控电机保护器包括采集模块、电流信号采样模块、电压信号采样模块、运算放大器、数模开关、中央处理器，采集模块通过电流信号采样模块、电压信号采样模块与运算放大器连接，运算放大器通过数模开关与中央处理器连接。本发明实现对低压配电回路的电机进行保护的同时，也计量了该回路设备消耗的电能。

Description

微机监控电机保护器
技术领域
本发明涉及一种保护器，特别涉及一种微机监控电机保护器。
背景技术
目前，为了保证低压供配电系统的电机安全稳定运行，预防电机在使用中烧毁或引发重大安全事故，低压供配电系统的电机配电回路安装了智能低压电机保护器。现在的电机保护器主要以单片机作为控制器，可实现电机的智能化统合保护。控制器对前端采集的电压、电流信号数据计算，根据计算出的实时数据，对过压、欠压、过流、断相、电流不平衡等多种故障现象时行判别处理，对电机实行保护和故障报警。有的还具有远程通信功能，可在PC机上实现对多台联网的电机实现在线综合监视与控制。电机保护器按照功能主要划分为数据采集计算模块、保护模块、通信模块、人机接口模块。
随着国民经济的飞速发展，电力能源的短缺已成为全国的普遍形势，“限电”已经成为绝大多数企业面临的实际情况，电力短缺要求企业对负荷进行更严格的控制，对电力消耗进行更有效的监控。因此，对低压供配电系统的电机配电回路的电能消耗进行监控计量也被很多企业提到议事日程上来，每一回路再安装一台电能表是解决问题的一种方式。电能表是主要以单片机作为控制器，控制器对前端采集的电压、电流信号数据计算，计算出电能消耗。电能表按照功能主要划分为数据采集计算模块、通讯模块、人机接口模块。但是，电机保护器中增加电能表会增加成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种微机监控电机保护器，其具有电能计量功能，在实现对低压配电回路的电机进行保护的同时，也计量了该回路设备消耗的电能。
为解决所述技术问题，本发明提供了一种微机监控电机保护器，微机监控电机保护器包括采集模块、电流信号采样模块、电压信号采样模块、运算放大器、数模开关、中央处理器，其特征在于，采集模块通过电流信号采样模块、电压信号采样模块与运算放大器连接，运算放大器通过数模开关与中央处理器连接。
优选地，所述微机监控电机保护器还包括逻辑门电路和开关量输出模块，开关量输出模块通过逻辑门电路与中央处理器连接。
优选地，所述微机监控电机保护器还包括通讯网络单元，通讯网络单元由接插在中央处理器上的第一输出模块和第二输出模块所构成。
优选地，所述微机监控电机保护器还包括显示模块和第二逻辑扩展模块，显示模块通过第二逻辑扩展模块与中央处理器连接。
优选地，所述微机监控电机保护器还包括开关量输入模块、第一逻辑扩展模块、光电耦合器，开关量输入模块通过第一逻辑扩展模块、光电耦合器与中央处理器连接。
本发明的积极进步效果在于：本发明在实现对低压供配电回路的电机(如过流、不平衡(断相)、堵转、超欠压等保护)进行保护的同时，也计量了该回路设备消耗的电能。企业为实现低压供配电系统的电机配电回路的电能消耗进行监控计量时不需要再另外安装电能表，帮助企业节约成本、减少投资本。
附图说明
图1为本发明一实施例的原理框图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。
如图1所示，本发明微机监控电机保护器包括信号采集模块1、开关电源模块12、显示模块10、主控板模块、通讯网络单元，采集模块1、开关电源模块12、显示模块10，主控板模块由中央处理器(CPU，型号为C8051F410)8、信号处理单元所组成，信号处理单元包括电流信号采样模块2、电压信号采样模块3、运算放大器4(型号为LM324)、数模开关5(型号为C4051)、逻辑门电路6(型号为74HC00)、开关量输出模块7、第二逻辑扩展模块9、开关电源模块12、第一逻辑扩展模块13、光电耦合器14和开关量输入模块15。通讯网络单元由接插在中央处理器8上的第一输出模块(RS485型)16和电流模拟量为4～20mA的第二输出模块11所构成，通过此通讯网络单元实现测控装置与远程上位机监控机和远程抄表机的远程通讯操作。显示模块10通过第二逻辑扩展模块9与中央处理器8连接，开关电源模块12通过一块电源板组件与中央处理器8连接，采集模块1通过电流信号采样模块2、电压信号采样模块3与运算放大器4连接，运算放大器4通过数模开关5与中央处理器8连接，开关量输出模块7通过逻辑门电路6与中央处理器8连接，第一输出模块16、第二输出模块11与中央处理器8连接，开关量输入模块15通过第一逻辑扩展模块13、光电耦合器14与中央处理器8连接。
电能计量由电压信号采样模块(如电压互感器)完成电压取样，电流信号采样模块(如电流互感器)完成电流取样，取样后的电压电流信号经运算放大器放大后由中央处理器内部的除保护功能外特设的电能计量程序执行的乘法器转换为功率信号，经U(电压)/f(频率)变换后，产生表示用电多少的脉冲序列，其中的高频电能脉冲P(fH)代表瞬时有功功率。P(fH)经十六分频和驱动后成为低频电能脉冲P(fL)，低频电能脉冲又叫电能脉冲，累计此脉冲即可计算有功电能，进行电能计量。电能计量内部还设置了反潜动逻辑和反窃电功能，当电能脉冲低于一定值时，关断其输出以反潜动；电流通道设有斩波电路，使得乘法器的输出不仅与被测电流、电压的大小有关，且与其相位有关，能识别正、反向有功功率，并且在反向有功功率时，也输出电能计量脉冲，照常计量。
信号处理单元由精密小型互感器接入，采集三相电流和三相电压。通过电流信号采样模块、电压信号采样模块、运算放大器，从中获取电流、电压、频率、相位、功率、电能等多种实时测量数据。中央处理器采用以高速、高可靠性、高性能的C8051F410型芯片为核心，完成数据处理和通信任务。本发明可根据用户的需要加配一个通信选件如第一输出模块或第二输出模块进行电流信号输出，从而实现与远程上位机的通讯操作。
继电器输出部分能通过中央处理器连接一个逻辑门电路来控制继电器的吸合等动作。继电器采用具有高性能、高电寿命，高可靠性的HKE继电器，保证对基本保护功能保护时的可靠性和稳定性。
本发明还最多支持六个开关量输入模块。开关量输入模块采用内置电源，方便用户将其他电气设备的开关量接入本装置，从而达到对整个电气网络设置的监控。开关量输入模块通过光电耦合器连接到第一逻辑扩展模块后再与中央处理器连接接。
装置电源采用开关电源模块，比传统用变压器的电源更具轻巧、安全等特点。显示模块采用点阵式液晶显示器，操作界面全中文，操作简单，一目了然。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (5)

1.一种微机监控电机保护器，微机监控电机保护器包括采集模块、电流信号采样模块、电压信号采样模块、运算放大器、数模开关、中央处理器，其特征在于，采集模块通过电流信号采样模块、电压信号采样模块与运算放大器连接，运算放大器通过数模开关与中央处理器连接。
2.如权利要求1所述的微机监控电机保护器，其特征在于，所述微机监控电机保护器还包括逻辑门电路和开关量输出模块，开关量输出模块通过逻辑门电路与中央处理器连接。
3.如权利要求1所述的微机监控电机保护器，其特征在于，所述微机监控电机保护器还包括通讯网络单元，通讯网络单元由接插在中央处理器上的第一输出模块和第二输出模块所构成。
4.如权利要求1所述的微机监控电机保护器，其特征在于，所述微机监控电机保护器还包括显示模块和第二逻辑扩展模块，显示模块通过第二逻辑扩展模块与中央处理器连接。
5.如权利要求1所述的微机监控电机保护器，其特征在于，所述微机监控电机保护器还包括开关量输入模块、第一逻辑扩展模块、光电耦合器，开关量输入模块通过第一逻辑扩展模块、光电耦合器与中央处理器连接。
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PB01 Publication
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