CN102317797A - 增加效率和简洁性的多线路电功率测量系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在配电盘、分电盘或电机控制盘中测量主引入端的主线和支线的电功率的电功率测量系统，所述电功率测量系统为包括感测对于所述主线的模拟电压信号来生成转换为数字的主电压数据的电压感测单元、生成所述主线的主电流数据或所述支线的副电流数据的电流感测单元、传送感测的数据或利用感测的数据而生成的电功率相关数据的电流数据通信单元或电压数据通信单元等并通过利用所述感测的数据或模拟电压信号算出主线电功率数据或支线电功率数据并显示或传递的电功率测量系统，具有增加所述电功率测量系统的效率以及增加用于构成所述的电功率测量系统的包括信号线、通信线等的布线的简洁性的效果。

Description

增加效率和简洁性的多线路电功率测量系统

技术领域

本发明涉及通过输入配电盘、分电盘或电机控制盘的电压信号和电流信号来测量电功率的电功率测量仪器，更为详细地讲，涉及测量主引入端的主线和所有支线的电功率和电能质量的由能够实现有效和简洁的布线的测量装置构成的系统。

背景技术

一般来讲，电功率测量方式通过如下的方式计算平均电功率，即，感测流过电力负载的电压和电流并将其输入到电功率测量仪器，电功率测量仪器对其进行前置处理之后，在ADC(ADC，A/D converter：模数转换器)中进行转换，通过乘法运算和累加运算来算出每个周期的平均值。在电压和电流的感测过程中，为了将实际的电压和电流变换为模拟电压信号和模拟电流信号而利用PT(PT，Potential Transformer：电压变换器)和CT(CT，CurrentTransformer：电流变换器)。所述PT和CT只要能够分别感测电压和电流即可，虽然在此没有进一步的描述，但是显然可利用以各种方法实现的PT或CT。

图1示出一般配电盘或分电盘的结构。引入到配电盘和分电盘的主引入端的主线通过“主MCCB(MCCB，Molded Case Circuit Breaker：模制外壳断路器)”而分支为多个支线，并经过各个支线的“MCCB”供应到各支线的负载。

图2示出了用于进行配电盘或分电盘的测量的一个构成示例。设置于主线和支线的“MU(MU，Measuring Unit：测量装置)10”为测量装置，通过测量电压和电流来计算出电功率并传送该计算出的电功率；“DU(DU，DisplayUnit：显示装置)20”以模拟或数字方式显示从该MU 10接收的电功率。

图3示出一般MU的构成。所述MU以微控制器(Microcontroller)、数字信号处理器(DSP，digital Signal Processor)等处理器为基础，包括电压感测单元11、电流感测单元12、电功率计算单元13、通信单元14、MU控制单元15等。电压感测单元11通过在ADC中转换由PT测量的模拟电压信号来生成电压数据，电流感测单元12通过在ADC中转换由CT测量的模拟电流信号来生成电流数据。

电功率计算单元13利用如此产生的电压数据和电流数据来计算电功率数据，并通过通信单元14将该电功率数据传送到DU 20，从而显示电功率。MU控制单元15控制包括在所述的MU 10的电压感测单元11、电流感测单元12、电功率计算单元13、通信单元14等运行。

如图4所示，MU 10分为具有螺栓连接结构的端子台的端子型MU和没有连接结构的贯通型MU。端子型MU由于具有端子台，因此便于与MCCB相连接，然而由于其所占面积大，因此应用于空间狭小的分电盘的分支电路时受到限制。贯通型MU由于线路贯通MU，所以在空间方面有利，但是为了测量电压和电功率，需要单独的设置用于电压测量的端子并对其连线，因此其结构变得非常复杂。在贯通型MU中，CT由于不需要与电力线路连接，因此可以利用贯通孔来进行电流感测，但是在利用PT的电压感测中，仍需要与电力线路进行连接。

这种MU 10可位于主引入端的主线和各个支线。若目的在于仅测量主引入端，则仅设置于主引入端；若还需要对各个支线进行测量，则将MU 10设置到各个支线。

图5示出一般DU的构成。DU 20包括显示单元21、显示通信单元22、显示控制单元23等。显示通信单元22将从MU 10接收的电功率数据显示于设置于自身的DU 20内的显示单元21，或者，根据上层系统的要求将数据传送到上层系统。显示控制单元23控制DU 20所包括的显示单元21、显示通信单元22等运行。

通过图2至图5描述的上述结构中，每个MU 10独立地感测电压和电流并进行运算，所以可以与其它MU 10无相互干扰地单独运行。还可通过诸如RS-485通信的可以实现多分支(multi-drop)的串行通信将多台MU 10连接到单一网络，以将如此单独运行而运算的电功率和电能质量数据传送到DU20。但是，每个MU 10均需要感测电压和电流，为此需要连接多条线，所以存在设置和布线较繁琐以及所占面积大的缺点。

图6示出用于进行配电盘或分电盘的测量的另一构成示例。图2中设置于各个支线的MU 10被CT(CT，Current Transformer：电流变换器)40替代，主引入端的MU 10被TMU(TMU，Total Measuring Unit：总测量装置)30替代。稍后将通过图7详细描述TMU 30的构成。

由于需要将对于在各个支线流动的电流的模拟电流信号传递到TMU30，所以设置于各个支线的CT 40均需要连接用于传递模拟电流信号的相互区别的信号线。

图7示出TMU的构成。TMU 30包括电压感测单元31、总电流感测单元32、电功率计算单元33、通信单元34、TMU控制单元35等。一般来讲，主引入端的主线和所有支线的电压相同，因此无需分别感测，通过电压感测单元31的PT仅接收主引入端的主线的电压来进行感测，并在各个支线上配置CT 40来感测电流，从而在TMU 30的总电流感测单元32利用ADC来对从CT 40通过信号线接收的所有模拟电流信号进行转换。

对电功率计算单元33和通信单元34的说明分别与通过图3描述的MU10的电功率计算单元13和通信单元14相同，TMU控制单元25控制所述TMU30所包括的电压感测单元31、总电流感测单元32、电功率计算单元33、通信单元34等运行。

在基于通过图6和图7说明的结构的电功率测量系统中，各个支线上只需要设置CT 40，而不需要诸如微控制器、DSP等的处理器装置，因此可以节省用于进行支线的电功率测量的结构的费用。但是，为了处理所有集中于TMU 30的多个模拟电流信号，主引入端需要性能优秀的ADC和运算处理器，所以技术难度加大且费用增加；对于每个CT 40，需要将2条信号线布线到TMU 30，所以随着支线数量的增加，信号线的数量将增加，因此存在布线较难以及美观上不好看的缺点。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种用于有效、简单和容易地获得主引入端和支线的电功率和电能质量数据的电功率测量系统。

技术方案

用于达到上述目的的本发明的电功率测量系统为对主线和支线的电功率均进行测量的系统，其特征在于，所述电功率测量系统包括：电压感测单元，通过感测对应所述主线或所述支线的电压的模拟电压信号并转换为数字数据来生成主电压数据；电流感测单元，通过感测对应所述主线或所述支线的电流的模拟电流信号并转换为数字数据来分别生成主电流数据或副电流数据；电流数据通信单元，传送由所述电流感测单元生成的所述主电流数据或所述副电流数据；电压数据通信单元，从所述电流数据通信单元接收由所述电流感测单元生成的所述主电流数据或所述副电流数据；总电功率计算单元，利用由所述电压感测单元生成的所述主电压数据和通过所述电压数据通信单元接收的由用于感测所述主线的电流感测单元生成的所述主电流数据来算出所述主线的主线功率数据，利用由所述电压感测单元生成的所述主电压数据和通过所述电压数据通信单元接收的由用于感测所述支线的电流感测单元生成的所述副电流数据来算出所述支线的支线电功率数据；电压测量控制单元，至少控制所述电压感测单元、所述电压数据通信单元和所述总电功率计算单元的运行。

另外，本发明的另一电功率测量系统为对主线和支线的电功率均进行测量的系统，其特征在于，所述电功率测量系统包括：电压感测单元，通过感测对应所述主线或所述支线的电压的模拟电压信号并转换为数字数据来生成主电压数据；电流感测单元，通过感测对应所述主线或所述支线的电流的模拟电流信号并转换为数字数据来分别生成主电流数据或副电流数据；电压数据通信单元，传送由所述电压感测单元生成的所述主电压数据；电流数据通信单元，从所述电压数据通信单元接收由所述电压感测单元生成的所述主电压数据；个别电功率计算单元，利用通过所述电流数据通信单元接收的所述主电压数据和由用于感测所述主线或所述支线的电流感测单元分别生成的所述主电流数据或所述副电流数据来分别算出所述主线的主线电功率数据或所述支线的支线电功率数据；电压测量控制单元，至少控制所述电压感测单元和所述电压数据通信单元的运行。

另一方面，本发明的另一电功率测量系统为对主线和支线的电功率均进行测量的系统，其特征在于，所述电功率测量系统包括：电压感测单元，感测对应所述主线或所述支线的电压的模拟电压信号并传送所述模拟电压信号以转换为数字数据；电流感测单元，通过感测对应所述主线或所述支线的电流的模拟电流信号并转换为数字数据来分别生成主电流数据或副电流数据；电压模数转换器(ADC，Analog-to-Digital Converter)，通过接收由所述电压感测单元生成的模拟电压信号并转换为数字数据来生成主电压数据；个别电功率计算单元，利用由所述电压ADC生成的所述主电压数据和由用于分别感测所述主线或所述支线的电流感测单元生成的各个所述主电流数据或所述副电流数据来分别算出所述主线的主线电功率数据或所述支线的支线电功率数据；电压测量控制单元，至少控制所述电压感测单元的运行；电流测量控制单元，至少控制所述电压ADC、所述电流感测单元和所述个别电功率计算单元的运行。

有益效果

根据本发明一个示例，可以提供用于有效、简洁和容易地获得配电盘、分电盘或电机控制盘的主引入端和支线的电功率和电能质量数据的测量系统。

另外，根据本发明的一个示例，共同利用感测主线的电压并数字化的主电压数据，所以具有增加电功率测量系统的简洁性和效率的效果。

另外，根据本发明的一个示例，在配电盘、分电盘或电机控制盘中，将感测某一电力线的电压并数字化的电压数据用于另一电力线的电功率计算，所以具有增加电功率测量系统的简洁性和效率的效果。

另外，根据本发明的一个示例，在配电脑、分电盘或电机控制盘中，共享感测某一电力线电压的模拟电压信号，所以具有可以简洁地构成传递模拟信号的信号线，以及减轻传递数字化的电压数据来计算电功率时所需的同步化负担的效果。

附图说明

图1是配电盘或分电盘的构成图。

图2是示出设置于配电盘或分电盘的现有的电功率测量系统的构成的一示例图。

图3是现有的测量装置(MU，Measuring Unit)的构成图。

图4是现有的MU的形态示例图。

图5是现有的显示装置(DU，Display Unit)的构成图。

图6是示出设置于配电盘或分电盘的现有的电功率测量系统的构成的另一示例图。

图7是现有的总测量装置(TMU，Total Measuring Unit)的构成图。

图8是根据本发明的第一实施例的设置于配电盘或分电盘的电功率测量系统的整体构成图。

图9是根据本发明的第一实施例的电功率测量系统的细化构成图。

图10是根据本发明的第一实施例的电功率显示单元的构成图。

图11是根据本发明的第一实施例的电源供应装置的构成图。

图12是根据本发明的第二实施例的设置于电机控制盘的电功率测量系统的整体构成图。

图13是根据本发明的第二实施例的电功率测量系统的细化构成图。

图14是根据本发明的第三实施例的电功率测量系统的细化构成图。

图15是根据本发明的第四实施例的包括电源供应单元的电压测量装置的构成图。

具体实施方式

以下，参照附图详细描述根据本发明的优选实施例的电功率测量系统。

图8示出根据本发明的第一实施例的设置于配电盘或分电盘的电功率测量系统的构成。电功率测量系统包括电压测量装置100和电流测量装置200。首先，电压测量装置100测量主引入端的主线的电压，接收在主线中流动的电流的测量数据，算出主线的电功率。

另外，接收在支线中流动的电流的测量数据来计算支线的电功率，并传到显示该计算的主线或支线的电功率的电功率显示装置180。同时，电流测量装置200测量在主线或支线流动的电流并传送到电压测量装置100。

电源供应装置190供应所述电压测量装置100、电流测量装置200或电功率显示装置180的运行所需的电源，用于供应该电源的电源线分别连接到电压测量装置100、电流测量装置200或电功率显示装置180。随后参照图11来详细说明该电源供应装置190。

在所述电压测量装置100、电流测量装置200或电功率显示装置180之间连接通信线以收发电功率测量数据(其中，所述电功率测量数据包括感测电压、电流等而转换为数字数据的电压数据、电流数据等及利用其来计算的电功率数据等)，当利用诸如RS-485等可以进行多分支(multi-drop)的串行(serial)通信时，具有可以更简洁地构成连接在电压测量装置100、电流测量装置200或电功率显示装置180之间的通信线的效果。

应理解，所述电功率测量数据不仅包括电压、电流或电功率数据，还包括利用这些数据生成的可表示电能质量的各种形式的数据。

图9示出根据本发明的第一实施例的电功率测量系统的细化的构成。电压测量装置100包括电压感测单元110、总电功率计算单元130、电压数据通信单元140、电压测量控制单元150等。首先，电压感测单元110通过在ADC中转换由电压变换器(PT，Potential Transformer)测量的主线的模拟电压信号来生成主电压数据。

电压数据通信单元140接收电流测量装置200生成的分别针对主线的电流或支线的电流的主电流数据或副电流数据。随后将说明所述的分别针对主线的电流或支线的电流的主电流数据或副电流数据的申生成情况。

虽然在本实施例中示出电压感测单元110测量主线的电压，但显然可通过感测主线之外的支线的电压来生成所述主电压数据，并且为了布线的简洁，优选地应感测与电压感测单元110最近的主线或支线。

总电功率计算单元130利用由所述电压感测单元110生成的主电压数据和通过电压数据通信单元140接收的主电流数据或副电流数据来分别计算主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据。

显然，除所述的主线电功率数据或支线电功率数据之外，还可附加地算出能够利用主电压数据和主电流数据或副电流数据算出的对于电能质量的各种数据并利用这些数据。

电压测量控制单元150利用微控制器(Microcontroller)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)等具有的指令语来控制所述电压感测单元110、总电功率计算单元130和电压数据通信单元140运行，并包括使在电压测量装置100中的操作能够执行的程序。为了能够正确地计算主线电功率数据和支线电功率数据，优选地，这种电压测量控制单元150被形成为能够同步主电压数据、主电流数据和副电流数据的生成时间点。

电流测量装置200包括电流感测单元220、电流数据通信单元240、电流测量控制单元250等。首先，电流感测单元220通过在ADC中转换由电流变换器(CT，Current Transformer)测量的主线或支线的模拟电流信号来生成各个主电流数据或副电流数据。电流数据通信单元240将在电流感测单元220生成的对于主线或支线的电流的主电流数据或副电流数据传送到电压测量装置100。

与电压测量控制单元150一样，电流测量控制单元250利用微控制器、DSP等具有的指令语来控制所述电流感测单元220和电流数据通信单元240运行，并包括使在电流测量装置200中的操作能够执行的程序。为了在总电功率计算单元130中能够正确地计算主线电功率数据或支线电功率数据，优选地，这种电流测量控制单元250被形成为能够将主电流数据或副电流数据的生成时间点同步到主电压数据的生成时间点。

为了从所述电流数据通信单元240将主电流数据或副电流数据传送到电压数据通信单元140，利用诸如RS-485等的能够进行多分支(Multi-drop)的串行(serial)通信。这种能够进行多分支的串行通信具有可将用于电压测量装置100或电流测量装置200之间的通信的通信线更加简化的效果。另外，即使电流测量装置200的数量增加，可通过电压测量装置100或其它电流测量装置200顺序地连接通信线来进行扩张，所以即使增加支线，仍可以使通信线的构成变得容易，因此具有增加电功率测量系统的效率的效果。

图10示出根据本发明的第一实施例的电功率显示装置的构成。电功率显示装置180包括电功率显示单元181、显示数据通信单元182、显示装置控制单元183等。电功率显示单元181显示电压测量装置100算出的包括主线电功率数据或支线电功率数据的电功率测量数据。该电功率显示单元181上的显示可利用包括模拟、数字等的各种方法。

显示数据通信单元182通过接收由电压测量装置100的总电功率计算单元130算出的包括主线电功率数据或支线电功率数据的电功率测量数据来可在所述电功率显示单元181上进行显示。显示装置控制单元183控制包括所述电功率显示单元181和显示数据通信单元182的电功率显示装置180的运行。

图11示出根据本发明的第一实施例的电源供应装置的构成。电源供应装置190向各个装置供应电功率测量系统的运行所需的电源，包括电源供应单元191。当包括在所述的电功率测量系统中的电压测量装置100、电流测量装置200或电功率显示装置180单独地具有电源引入单元和电源引出单元时，可通过电压测量装置100、其它电流测量装置200或电功率显示装置180顺序地连接电源线，因此可产生增加连接电源线的布线的简洁性的效果。

另外，当将通过图8至图10说明的通信线和通过图11说明的电源线合并形成时，能使电功率测量系统的布线更加简单和容易，所以具有增加电功率测量系统的效率的效果，当电压测量装置100、电流测量装置200或电功率显示装置180还具备电源供应单元191时，无需单独地设置电源供应装置190，所以具有增加简洁性的效果。

同时，显然可将所述的电压测量装置100和所述电流测量装置200形成为一个装置，当为了测量主线的电压和电流而将电压测量装置100和电流测量装置200形成为一个时，应该知道，由形成为一个的电流测量装置200生成的主电流数据无需通过通信线进行传送。另外，显然在将所述电压测量装置100和所述电流测量装置200形成为一个的装置上再设置电源供应单元191等各种组合也是可行的。

图2至图4说明的现有的MU中，在主线和支线均感测电压和电流并进行数字化。为了计算支线的瞬时功率，应在同一时间点感测支线的电压和电流并对此进行数字化，然后进行计算。如果利用不同时间点上的电压和电流，则将获得错误的功率值。因此，在现有技术中认为，为了计算支线的电功率应当利用支线的电压和电流。因此，在现有技术中，每个MU具备PT和CT，并需要与电力线进行连线。尤其，当使用贯通型MU时，PT也需要与电力线直接连线。

相比于现有技术，在本发明的第一实施例中，感测主线的电压并进行数字化的主电压数据被用于支线的电功率计算。对于支线的电功率的计算，不使用支线的电压数据，而是使用主线的电压数据。因此，在本发明的第一实施例中无需生成每个支线的电压数据。不需要用于生成支线的电压数据的PT，也无需将PT连线到支线。每个支线上均配备PT并且分别将这种PT与支线连线是非常繁琐的事情，但是本发明的第一实施例中不需要这些。CT不与电力线接触而感测电流信号，因此本发明的第一实施例的配置于每个支线的电流测量装置200完全不需要与支线进行连线。

图12示出根据本发明的第二实施例的设置于电机控制盘的电功率测量系统的整体构成。一般来讲，电机控制盘(MCC，Motor Control Center)形成为，每个支线上连接有电机控制器(MC，Motor Controller)和电子过电流继电器(EOCR，Electronic Over Current Relay)以防止连接到各个支线的电机中流过过电流。

根据本发明的第二实施例中，利用这种EOCR的电流测量功能来构成电流测量装置。另外，电压测量装置300形成为还包括通过图10说明的电功率显示单元381，其中，所述电功率显示单元381显示包括主线电功率数据或支线电功率数据的电功率测量数据。

图13示出根据本发明的第二实施例的电功率测量系统的细化构成。电压测量装置300包括电压感测单元310、电压数据通信单元340、电压测量控制单元350、电功率显示单元381等。电压感测单元310与通过图9说明的一样，电功率显示单元381与通过图10说明的一样。

电压数据通信单元340将在所述电压感测单元310生成的主电压数据传送至电流测量装置400，并接收利用该主电压数据在电流测量装置400算出的主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据。随后再说明这种主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据的计算。

电压测量控制单元350利用微控制器(Microcontroller)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)等具有的指令语来控制所述电压感测单元310和电压数据通信单元340运行，并包括使在电压测量装置300中的操作能够执行的程序。为了能够正确地计算主线电功率数据和支线电功率数据，优选地，这种电压测量控制单元350形成为能够同步主电压数据和对于主线或支线的电流的各主电流数据或副电流数据的生成时间点。

电流测量装置400包括电流感测单元420、个别电功率计算单元430、电流数据通信单元440、电流测量控制单元450等。用于感测主线的电流感测单元420通过在ADC中转换由CT测量的主线的模拟电流信号来生成主电流数据，用于感测支线的电流感测单元420通过在ADC中转换由EOCR测量的支线的模拟电流信号来生成副电流数据。

电流数据通信单元440接收在电压测量装置300生成的针对主线的电压的主电压数据。当施加于主线与支线的电压相同时，无需单独测量支线的电压，个别电功率计算单元430利用从该电流数据通信单元440接收的主电压数据和由感测主线或支线的各个电流感测单元420生成的主电流数据和副电流数据，来分别算出主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据。

显然，除算出所述的主线电功率数据或支线电功率数据之外，还可附加地算出可利用主电压数据和主电流数据或副电流数据来算出的对于电能质量的各种数据并利用。电流数据通信单元440将如此算出的包括主线电功率数据或支线电功率数据的关于电能质量的各种数据传送给电压测量装置300。

电流测量控制单元450也与电压测量控制单元340一样，利用微控制器、DSP等具有的指令语来控制所述电流感测单元420、个别电功率计算单元430和电流数据通信单元440运行，并包括使在电流测量装置400中的操作能够执行的程序。为了能够正确地算出主线电功率数据和支线电功率数据，优选地，这种电流测量控制单元450形成为将主电流数据或副电流数据的生成时间点同步到由电流数据通信单元440接收的主电压数据的生成时间点。

为了在所述电压数据通信单元340与电流数据通信单元440之间的主电压数据、主线电功率数据或支线电功率数据的传送，利用诸如RS-485等的能够进行多分支(Multi-drop)的串行通信。这种能够进行多分支的串行通信与参照图9进行的说明相同。

图2至图4说明的现有的MU中，在主线和支线均测量电压和电流并进行数字化。为了计算支线的瞬时功率，应在同一时间点感测支线的电压和电流并对此进行数字化，然后进行计算。如果利用不同时间点上的电压和电流，则将获得错误的功率值。因此，在现有技术中认为为了计算支线的电功率需要利用支线的电压和电流。因此，在现有技术中，每个MU具备PC和CT，并需要与电力线进行连线。尤其，当使用贯通型MU时，PT需要与电力线直接连线。

相比于现有技术，在本发明的第二实施例中，对主线的电压进行感测并数字化的主电压数据被用于支线的电功率计算。对于支线的电功率的计算，不使用支线的电压数据，而是使用主线的电压数据。因此，在本发明的第二实施例中无需生成每个支线的电压数据。不需要用于生成支线的电压数据的PT，也无需将PT连线到支线。对每个支线配置PT并且分别将这种PT与支线连线是非常繁琐的，但是本发明的第二实施例中不需要这些。CT与电力线以非接触方式感测电流信号，因此本发明的第二实施例的配置于每个支线的电流测量装置400将完全不需要与支线进行连线。

图14示出根据本发明的第三实施例的电功率测量系统的细化构成。根据本发明的第三实施例形成为，将由电压测量装置500的电压感测单元510生成的模拟电压信号传递到电流测量装置600，从而在电流测量装置600可无需对数据进行同步化而测量电功率。

电压测量装置500包括电压感测单元510、电压数据通信单元540、电压测量控制单元550等。电压感测单元510只要包括PT而能够生成对于主线的电压的模拟电压信号即可，并将该模拟电压信号传递给电流测量装置600。

电压测量装置500的电压数据通信单元540用于将包括电压、电流等被感测并转换为数字数据的电压数据、电流数据等以及利用这些来算出的电功率数据等的电功率测量数据传送到电功率显示装置580进行显示，应该明白，代替该电功率显示装置580，可将通过图13说明的电功率显示单元381设置于电压测量装置500。

另外，当通信线从电流测量装置600连接到电功率显示装置580而不经过电压测量装置500时，显然包括所述电压、电流等被感测并转换为数字数据的电压数据、电流数据等以及利用这些来算出的电功率数据等的电功率测量数据也可被直接传递到电功率显示装置580并被显示。

包括在电压测量装置500中的电压感测单元510的PT所感测的模拟电压信号通过信号线传递到电流测量装置600。需要留意的是，传递到各个电流测量装置600的不是数字数据而是模拟电压信号。电压数据通信单元540可接收电流测量装置600算出的主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据使其在电功率显示装置580上进行显示。随后将说明该主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据的计算。电压测量控制单元550与通过图13说明的相同。

电流测量装置600包括电流感测单元620、个别电功率计算单元630、电流数据通信单元640、电流测量控制单元650等。即使施加到主线和支线的电压相同，仍存在为了利用对于主线的电压的主电压数据来正确地计算支线的支线电功率数据而需要同步主电压数据和副电流数据的生成时间点的不便。

根据本发明的第三实施例中，将电压测量装置500所感测的模拟电压信号传递到电流测量装置600，并在电流测量装置600中进一步包括电压ADC610，以便能够利用该模拟电压信号来算出主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据，由此减轻用于同步化的处理，从而具有提高电功率测量系统的效率的效果。

根据本发明的第三实施例中，电流测量装置600需要具备用于从电压测量装置500接收模拟电压信号的端子。与通过图6和图7说明的现有的利用TMU和CT的构成中使用模拟电流信号的情形不同，利用该模拟电压信号的根据本发明的第三实施例中，即使电流测量装置600的数量增加，由于多个电流测量装置600共享使用一条信号线，因此具有可简单地构成信号线的效果。

另外，用于传递模拟电压信号的信号线与用于电压数据通信单元540与电流数据通信单元640之间的数据传送而利用的能够进行多分支的串行通信相同，当该信号线通过其它电流测量装置600顺序地连接时，多个电流测量装置600共享在电压测量装置500感测的模拟电压信号，从而所述模拟电压信号可被利用于算出主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据。

同时，应该明白，通过将用于传递模拟电压信号的信号线与用于主线电功率数据或支线电功率数据的传送的通信线形成在一起可更简化用于上述的结构的布线。例如可形成为，由包括在电压测量装置500中的电压感测单元510的PT所感测的模拟电压信号连接到电压数据通信单元540的多余的连接端子，利用通信线的多余的电线来传递所述模拟电压信号，通过与传递该模拟电压信号的电线相连接的电流测量装置600的电流数据通信单元640的多余的连接端子使得电流测量装置600可利用在电压测量装置500中感测的模拟电压信号。

电压ADC 610将从电压测量装置500接收的主线的模拟电压信号转换为数字，从而利用对于主线的电压的模拟电压信号来生成用于在电流测量装置600算出主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据的主电压数据。显然，这种方法为主线与支线的电压相同时所使用的方法。

另外，电压ADC 610在将从电压测量装置500接收的模拟电压信号转换为数字数据来生成主电压数据时，为了生成容易算出主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据的范围内的主电压数据，优选地，形成为能够适当地调整其信号水平。电流感测单元620与通过图9说明的相同。

个别电功率计算单元630利用所述的电压ADC 610生成的主电压数据和用于感测主线的电流感测单元620生成的对于主线的电流的主电流数据或用于感测支线的电流感测单元620生成的对于支线的电流的副电流数据，来分别算出主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据。

电流数据通信单元640将如此算出的主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据传送给电功率显示装置580。另外，可以将所述的主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据传送给电压测量装置500，从而通过电功率显示装置580来显示。当电压测量装置500内包括如图13所示的电功率显示单元381一样的电功率显示单元时，显然需要将所述的主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据传送给电压测量装置500来通过所述的电功率显示单元进行显示。

如此，电流测量装置600不需要用于感测电压的PT，也无需将PT与电力线相连，所以具有增强电功率测量系统的简洁性的效果。另外，为了电功率测量而传递模拟电压信号，从而可共享信号线，所以具有可增强信号线的简洁性的效果。

电流测量控制单元650也与电压测量控制单元550相同，利用微控制器、DSP等具有的指令语来控制所述的电压ADC 610、电流感测单元620、个别电功率计算单元630和电流数据通信单元640运行，并包括使在电流测量装置600中的操作能够执行的程序。如此构成的电流测量装置600不需要用于同步化的处理，所以具有增强电功率测量系统的效率的效果。

为了用于显示所述的包括主线的主线电功率数据或支线的支线电功率数据的电功率测量数据的从电流数据通信单元640或电压数据通信单元540的所述电功率测量数据的传送，利用RS-485等的可进行多分支(Multi-drop)的串行(serial)通信。该可进行多分支的串行通信与通过图9说明的相同。同时，可利用不用于所述的可进行多分支的串行通信的多余的通信线来构成用于接收主线的模拟电压信号的连接线，所以具有可增强电功率测量系统的布线的简洁性的效果。

图15示出根据本发明的第四实施例的包括电源供应单元的电压测量装置的构成。根据本发明的第四实施例中，电压测量装置700还包括通过图11说明的电源供应单元791。虽然图15中没有示出通过图9、图13或图14说明的电压感测单元、电流感测单元、电压数据通信单元、电压测量控制单元等的构成要素，但是应该明白，各个装置包括这些元素。

根据本发明的第四实施例中，电压测量装置700还包括电源供应单元791，但是，显然电流测量装置800或电功率显示装置780也还可包括电源供应单元791。如通过图11说明的那样，当单独具备电源引入单元和电源引出单元时，可通过电压测量装置700、其它电流测量装置800或电功率显示装置780来顺序地连接电源线，所以可具有增强连接有电源线的布线的简洁性的效果。

另外，当通过图8至图10说明的通信线和通过图15说明的电源线合并形成时，使电功率测量系统的布线更加简单和容易，所以与通过图11说明的一样，具有提高电功率测量系统的效率的效果。

通过图13说明了包括电功率显示单元381的电压测量装置300，通过图15说明了包括电源供应单元791的电压测量装置700，但是显然可构成同时包括所述的图13的电功率显示单元381和图15的电源供应单元791的电压测量装置。

另外，优选地，通过所述的第一实施例或第二实施例说明的电功率显示单元181、381可设置于内装有配电盘、分电盘或电机控制盘的盒子的门的外部，或者通过将所述盒子的门形成为透明，使得能够从内装有配电盘、分电盘或电机控制盘的盒子的外部看到电功率显示单元181、381。

同时，本说明书所记载的实施例和附图所示出的构成仅为本发明的最佳优选实施例，而不能完全代表本发明的技术思想，因此应该理解，在提出本申请的时间点上，可存在代替这些的各种等同物和变形例。

Claims (12)

1.一种电功率测量系统，所述电功率测量系统对主线和支线的电功率均进行测量，其特征在于，包括：

电压感测单元，通过感测所述主线的电压来获得模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字数据来生成主电压数据；

第一电流感测单元，通过感测所述主线的电流来获得模拟电流信号并将该模拟电流信号转换为数字数据来生成主电流数据；

第二电流感测单元，通过感测所述支线的电流来获得模拟电流信号并将该模拟电流信号转换为数字数据来生成副电流数据；

电流数据通信单元，用于传送所述第二电流感测单元所生成的所述副电流数据；

总电功率计算单元，利用所述电压感测单元所生成的所述主电压数据和所述第一电流感测单元所生成的主电流数据来算出所述主线的主线电功率数据，利用所述电压感测单元所生成的所述主电压数据和通过所述电流数据通信单元传送的所述副电流数据来算出所述支线的支线电功率数据。

2.一种电功率测量系统，所述电功率测量系统对主线和支线的电功率均进行测量，其特征在于，包括：

电压感测单元，通过感测所述主线的电压来获得模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字数据来生成主电压数据；

电压数据通信单元，用于传送所述电压感测单元所生成的所述主电压数据；

第一电流感测单元，通过感测所述主线的电流来获得模拟电流信号并将该模拟电流信号转换为数字数据来生成主电流数据；

第二电流感测单元，通过感测所述支线的电流来获得模拟电流信号并将该模拟电流信号转换为数字数据来生成副电流数据；

第一个别电功率计算单元，利用通过所述电压通信单元传送的所述主电压数据和所述第一电流感测单元所生成的主电流数据来算出所述主线的主线电功率数据；

第二个别电功率计算单元，利用通过所述电压通信单元传送的所述主电压数据和所述第二电流感测单元所生成的所述副电流数据来生成所述支线的支线电功率数据。

3.根据权利要求1或2所述的电功率测量系统，其特征在于，所述主电压数据、所述主电流数据和所述副电流数据的生成时间点被同步。

4.根据权利要求1所述的电功率测量系统，其特征在于，所述电流数据通信单元利用可进行多分支的串行通信。

5.根据权利要求2所述的电功率测量系统，其特征在于，所述电压数据通信单元利用可进行多分支的串行通信。

6.一种电功率测量系统，所述电功率测量系统对主线和支线的电功率均进行测量，其特征在于，包括：

电压感测单元，通过感测所述主线的电压来输出模拟电压信号；

第一电流感测单元，通过感测所述主线的电流来获得模拟电流信号并将该模拟电流信号转换为数字数据来生成主电流数据；

第一电压模数转换器，接收所述电压感测单元输出的所述模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字数据来生成第一主电压数据；

第一个别电功率计算单元，利用所述第一电流感测单元所生成的所述主电流数据和所述第一电压模数转换器所生成的所述第一主电压数据来算出所述主线的主线电功率数据；

第二电流感测单元，通过感测所述支线的电流来获得模拟电流信号并将该模拟电流信号转换为数字数据来生成副电流数据；

第二电压模数转换器，接收所述电压感测单元输出的所述模拟电压信号并将该模拟电压信号转换为数字数据来生成第二主电压数据；

第二个别电功率计算单元，利用所述第二电流感测单元所生成的所述副电流数据和所述第二电压模数转换器所生成的所述第二主电压数据来算出所述支线的支线电功率数据。

7.根据权利要求6所述的电功率测量系统，其特征在于，

所述电压感测单元对所述主线的电压的感测通过电压变换器来执行，

所述第一电流感测单元对所述主线的电流的感测通过电流变换器来执行，

所述第二电流感测单元对所述支线的电流的感测通过电流变换器来执行。

8.根据权利要求6所述的电功率测量系统，其特征在于，为了将所述电压感测单元输出的所述模拟电压信号传递到第一电压模数转换器和第二电压模数转换器，使用同一信号线。

9.根据权利要求1、2或6所述的电功率测量系统，其特征在于，所述电功率测量系统设置于配电盘、分电盘或电机控制盘中。

10.根据权利要求1、2或6所述的电功率测量系统，其特征在于，还包括：

电功率显示单元，通过接收包括所述主线电功率数据和所述支线电功率数据的电功率测量数据来进行显示。

11.根据权利要求10所述的电功率测量系统，其特征在于，所述电功率显示单元设置为能够从内装有配电盘、分电盘或电机控制盘的盒子的外部看到该电功率显示单元。

12.根据权利要求1、2或6所述的电功率测量系统，其特征在于，还包括：

电源供应单元，供应至少使所述电压感测单元、所述第一电流感测单元和所述第二电流感测单元运行的电源。

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