CN104597359A - 一种可联网电能计量竣工验收装置 - Google Patents

Abstract

本发明一种可联网电能计量竣工验收装置涉及的是电能测量技术领域，是一种针对电能计量装置的安全性以及接线正确性的无线检查仪，特别是一种在停电状态下用于正确性检查的仪器。包括本体和控制电路板，在本体上设有显示屏；控制电路板安装在本体内，在控制电路板上设有电源模块、主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块；主控模块与互感器检测模块、通信模块、输入模块及显示模块相连；输入模块将输入信号发送到主控模块；互感器检测模块将检测信号传送给主控模块，主控模块将互感器极性和变比信息传送到显示模块进行显示；所述电源模块与主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块相连。

Description

一种可联网电能计量竣工验收装置

技术领域

    本发明一种可联网电能计量竣工验收装置涉及的是电能测量技术领域，是一种针对电能计量装置的安全性以及接线正确性的无线检查仪，特别是一种在停电状态下用于正确性检查的仪器。

背景技术

电力系统装表接电专业在进行计量装置安装接线的过程中，需要在送电前进行竣工验收工作,主要包括安全性和正确性的检查。目前，检查的手段仅限于使用万用表检查回路的通断，需要拆除部分的接线端，不仅操作繁琐，而且容易在恢复送电的过程中产生不确定因素；同时对测量人员的技术水平和配合程度有一定要求，在安全性和接线正确性上不能取得完全的保证；最重要的是对互感器的极性尤其是变比无法进行验证，存在计量差错的隐患；现场验收的统计数据主要靠人工记录，没有组成计量装置资产号、装置对应的变比与极性数据和主站三方的物联网络，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是针对上述不足之处提供一种可联网电能计量竣工验收装置，能够方便、准确地测量互感器极性和变比，对验收测量的每个数据都可以形成记录，方便查询和备案；并将对应验收数据通过上行通信传输到服务器，形成从站到计量装置的物联网络。

 一种可联网电能计量竣工验收装置是采取以下技术方案实现的：

一种可联网电能计量竣工验收装置包括本体和控制电路板，在本体上设有显示屏；控制电路板安装在本体内，在控制电路板上设有电源模块、主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块；主控模块与互感器检测模块、通信模块、输入模块及显示模块相连；输入模块将输入信号发送到主控模块；互感器检测模块将检测信号传送给主控模块，主控模块将互感器极性和变比信息传送到显示模块进行显示；本装置通过通信模块与电脑和计量仪表通信，实现数据传输；

所述电源模块与主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块相连，为其供电，所述电源模块采用聚合物锂电池；

所述互感器检测模块包括检测信号输出和检测信号输入两部分，检测信号输出部分采用AD9833芯片，调制出3KHz正弦波形；检测信号输入部分采用OP27精密运算放大器芯片放大电路；互感器检测模块实时采集输入和输出两路信号，并将其转换为数字量后，通过均方根分别计算出两路信号的幅值，通过幅值的关系计算出互感器变比；再对两种信号数据进行时间等分，计算出两个信号的相位差，最终得到互感器的极性。

在所述本体上设有USB接口，用于给电源模块充电。

所述主控模块采用MB9BF218S主控芯片，该芯片具用144管脚，可以提供充足的IO引脚来控制电路，且此芯片功耗比较低，使本装置可以现场工具更长的时间；主控模块中还采用FM24CL256存储器芯片，可以存储历史数据。

主控模块控制互感检测模块的输入信号放大倍数，精确测量出输入信号的数值大小；主控模块控制互器检测模块的输出波形的频率和幅值，从而控制互感器使用最佳的输出波形，结合上述的输入信号放大倍数测试出互感器的参数。

所述通信模块包括红外通信模式、无线通信模式、蓝牙模式和RS232通信模式；所述红外通信模式的接收部分采用TSOP34838红外解码芯片，发送部分采用红外二极管；RS232通信模式采用SP3232芯片；无线通信模式采用SI4432芯片；蓝牙模式采用BC417蓝牙模块。通信模块使得本装置能方便的与电脑、计量仪表等通信，实现快捷的数据传输。

所述输入模块包括具有键盘输入和条形码输入两种模式，键盘输入主要实现控制、查询和设置等功能。实现本装置和用户的信息交互。条形码输入是通过扫描计量装置上的资产号即条形码，得到计量装置的地址和型号，实现记录数据的对应关系，以便从主站下载和上传数据。

所述显示模块，采且LCD显示屏，方便现场查看数据，了解数据的状态等，方便直观。

发明优点：

本发明简单方便可靠的完成对互感器极性和变比的测量；很快捷的录入资产号；可记录测量的数据，可随时查阅。不容易遗忘和把数据混淆；留有通信接口，可以把数据上传或者下载到电脑，进行数据备份；留有无线通信接口，可以为后面与移动作业终端联网做准备。通过本发明可以帮助现场验收人员工作效率、提高验收可靠性。避免了以前检查手段局限于使用万用表的繁琐不便，降低了对测量人员的技术和配合度的要求。

附图说明

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1本发明可联网电能计量竣工验收装置的结构原理框图；

图2本发明可联网电能计量竣工验收装置用于电流回路检查的原理图；

图3本发明可联网电能计量竣工验收装置用于电压回路检查的原理图。

具体实施方式

参照附图1～3，一种可联网电能计量竣工验收装置包括本体和控制电路板，在本体上设有显示屏；控制电路板安装在本体内，在控制电路板上设有电源模块、主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块；主控模块与互感器检测模块、通信模块、输入模块及显示模块相连；输入模块将输入信号发送到主控模块；互感器检测模块将检测信号传送给主控模块，主控模块将互感器极性和变比信息传送到显示模块进行显示；本装置通过通信模块与电脑和计量仪表通信，实现数据传输；

所述电源模块与主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块相连，为其供电，所述电源模块采用聚合物锂电池；

所述互感器检测模块包括检测信号输出和检测信号输入两部分，检测信号输出部分采用AD9833芯片，调制出3KHz正弦波形；检测信号输入部分采用OP27精密运算放大器芯片放大电路；互感器检测模块实时采集输入和输出两路信号，并将其转换为数字量后，通过均方根分别计算出两路信号的幅值，通过幅值的关系计算出互感器变比；再对两种信号数据进行时间等分，计算出两个信号的相位差，最终得到互感器的极性。

在所述本体上设有USB接口，用于给电源模块充电。

所述主控模块采用MB9BF218S主控芯片，该芯片具用144管脚，可以提供充足的IO引脚来控制电路，且此芯片功耗比较低，使本装置可以现场工具更长的时间；主控模块中还采用FM24CL256存储器芯片，可以存储历史数据。

主控模块控制互感检测模块的输入信号放大倍数，精确测量出输入信号的数值大小；主控模块控制互器检测模块的输出波形的频率和幅值，从而控制互感器使用最佳的输出波形，结合上述的输入信号放大倍数测试出互感器的参数。

所述通信模块包括红外通信模式、无线通信模式、蓝牙模式和RS232通信模式；所述红外通信模式的接收部分采用TSOP34838红外解码芯片，发送部分采用红外二极管；RS232通信模式采用SP3232芯片；无线通信模式采用SI4432芯片；蓝牙模式采用BC417蓝牙模块。通信模块使得本装置能方便的与电脑、计量仪表等通信，实现快捷的数据传输。

所述输入模块包括具有键盘输入和条形码输入两种模式，键盘输入主要实现控制、查询和设置等功能。实现本装置和用户的信息交互。条形码输入是通过扫描计量装置上的资产号即条形码，得到计量装置的地址和型号，实现记录数据的对应关系，以便从主站下载和上传数据。

所述显示模块采且LCD显示屏，方便现场查看数据，了解数据的状态等，方便直观。

具体实施例1：

1）主控模块发送命令给互感器检测模块，互感器检测模块的检测信号输出部分输出3KHZ方波的电压信号，此时互感器的另一侧耦合出一个微弱信号，将此微弱信号传到检测信号输入部分，检测信号输入部分将耦合进来的微弱信号通过OP27精密运算放大器芯片放大电路进行放大，再将放大后的信号传给主控模块；

2）主控模块的将上述信号进行AD转换后计算出输入信号的幅值大小，主控模块根据信号幅值的大小，控制OP27精密运算放大器芯片放大电路的放大倍数。

3）主控模块根据采集到输入信号的幅值大小和输出集号的幅值，由两个幅值的比值计算出所测互感器的变比；

4）经过步骤3）得到变比后，主控模块将得到的计算结果通过显示模块将结果显示到LCD显示屏上，这样就将测试得到互感器变比结果显示出来，能直观地看到结果；

5）主控模块控制互感器检测模块的检测信号输出部分输出3KHZ的电压信号，使3KHZ电压信号的正半部分脉宽是负半部分脉宽的2倍，此时互感器的另一侧会耦合出一个同样波形的微弱信号传到互感器检测模块的检测信号输入部分；

6）互感器检测模块的检测信号输入部分将耦合进来的微弱信号通过OP27精密运算放大器芯片放大电路进行放大，再将放大后的信号传给主控模块；

7）主控模块把信号进行AD转换后计算出信号的输入信号的幅值大小；主控模块根据前述信号幅值的大小，通过74HC4052双 4 选一多路模拟选择芯片控制切换放大电路的反馈电阻，实现对OP27精密运算放大器芯片放大电路的放大倍数的控制，这样使信号放大到主控电路AD转换合适的放大倍数，更好的实现采集精度；

8）主控模块根据采集到的输入信号的波形，计算出是正半部分脉宽长还是负半部分脉宽长，从而得出互感器的接线极性，并将测试的极性通过显示模块显示到LCD显示屏上；至此完成互感器的极性和变比的检测；主控模块将本次检测结果存储到FLASH内存中，以便将来通过通信部分将数据结果传到上位机。

具体实施例2：

当远距离测互感器时，采用两个可联网电能计量竣工验收装置配合完成，具体步骤如下：

1）将一个可联网电能计量竣工验收装置的主控模块设置为发射端，另一个可联网电能计量竣工验收装置的主控模块设置为接收端；

2）设为发射端的主控模块发送命令给发射端的互感器检测模块，使互感器检测模块的检测信号输出部分输出3KHZ方波的电压信号，此时互感器的另一侧会耦合出一个微弱信号传到接收端的互感器检测模块的检测信号输入部分，接收端的互感器检测模块的检测信号输入部分将耦合进来的微弱信号通过OP27精密运算放大器芯片放大电路进行放大，再将放大后的信号传给主控模块；

3）主控模块将信号进行AD转换后计算出所述信号的幅值大小，主控模块根据信号幅值的大小控制OP27精密运算放大器芯片放大电路的放大倍数，以提高采集精度；

4）接收端的主控模块采用通信模块的无线通信模式从发射端的主控模块取得发射端的互感器检测模块的检测信号输出部分的幅值大小，接收端的主控模块根据采集到的输入信号的幅值大小和输出信号的幅值，由两个幅值的比值计算出所测互感器的变比；并将得到的变比通过显示模块将结果显示到LCD显示屏上，使使用者看到结果；

5）接收端的主控模块采用无线通信模式与发射端的主控模块通信，使发射端主控模块通过互感器检测模块的检测信号输出部分输出3KHZ的电压信号，使3KHZ电压信号的正半部分脉宽是负半部分脉宽的2倍；互感器的另一侧耦合出一个同样波形微弱信号，将此信号传送到接收端的互感器检测模块的检测信号输入部分；

6）检测信号输入部分将耦合进来的微弱信号通过OP27精密运算放大器芯片放大电路进行放大，再将放大后的信号传给主控模块；

7）主控模块将所述信号进行AD转换后计算出信号的输入信号的幅值大小，并根据信号幅值的大小控制OP27精密运算放大器芯片放大电路的放大倍数，使信号放大到主控模块AD转换合适的放大倍数，提高采集精度；

8）主控模块根据采集到输入信号的波形，计算出是正半部分脉宽长还是负半部分脉宽长，从而得到互感器的接线极性，并将测试的极性通过显示模块显示到LCD显示屏上，就此，完成了互感器的极性和变比的检测。

Claims (8)

1.一种可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：包括本体和控制电路板，在本体上设有显示屏；控制电路板安装在本体内，在控制电路板上设有电源模块、主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块；主控模块与互感器检测模块、通信模块、输入模块及显示模块相连；输入模块将输入信号发送到主控模块；互感器检测模块将检测信号传送给主控模块，主控模块将互感器极性和变比信息传送到显示模块进行显示；本装置通过通信模块与电脑和计量仪表通信，实现数据传输；

所述电源模块与主控模块、互感器检测模块、通信模块、输入模块和显示模块相连。

2.根据权利要求1所述的可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：所述电源模块采用聚合物锂电池。

3.根据权利要求1所述的可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：所述互感器检测模块包括检测信号输出和检测信号输入两部分，检测信号输出部分采用AD9833芯片；检测信号输入部分采用OP27精密运算放大器芯片放大电路；互感器检测模块实时采集输入和输出两路信号，并将其转换为数字量后，通过均方根分别计算出两路信号的幅值，通过幅值的关系计算出互感器变比；再对两种信号数据进行时间等分，计算出两个信号的相位差，最终得到互感器的极性。

4.根据权利要求1所述的可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：在所述本体上设有USB接口。

5.根据权利要求1所述的可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：所述主控模块采用MB9BF218S主控芯片；主控模块中还采用FM24CL256存储器芯片。

6.根据权利要求1所述的可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：所述通信模块包括红外通信模式、无线通信模式、蓝牙模式和RS232通信模式。

7.根据权利要求1所述的可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：所述输入模块包括具有键盘输入和条形码输入两种模式，键盘输入实现控制、查询和设置功能；条形码输入是通过扫描计量装置上的资产号即条形码，得到计量装置的地址和型号，实现记录数据的对应关系，以便从主站下载和上传数据。

8.根据权利要求1所述的可联网电能计量竣工验收装置，其特征在于：所述显示模块采且LCD显示屏。