CN115079053A - 一种计量用三相四线接线检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种计量用三相四线接线检测装置，涉及电力设备接线检测技术领域，包括三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块、数据传输总线、控制器、无线红外抄表器和报警器；所述三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块均连接到计量设备的三相四线端子，所述三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块还连接到所述数据传输总线，所述数据传输总线连接到所述控制器，所述控制器通过所述无线红外抄表器获取计量设备检测的数据信息，所述控制器还连接所述报警器；在计量设备装表接电后自动检测诊断接线的正确性，及时发现接线错误并报警，确保接线正确、计量准确。

Description

一种计量用三相四线接线检测装置

技术领域

本发明属于电力设备接线检测技术领域，具体涉及一种计量用三相四线接线检测装置。

背景技术

在对计量设备进行三相四线制经CT计量的电能表、采集终端开展装表接电作业中，为保证现场接线正确，需要工作人员现场进行计量回路的设备安装工作。现场工作人员需要根据设备安装情况确定电能表、采集终端、联合接线盒的安装位置，将其分别固定在相应的位置上；工作人员根据装表接电工艺规范要求，开展计量回路的接线工作，检查电能表、采集终端、联合接线盒、互感器接线，确保接线正确、计量准确、现场工艺达标。

由于现场工作人员的技术水平、精神状态、作业环境的影响，容易造成联合接线盒连片错误、电压电流混接、电流进出线反接、计量设备固定不牢靠的问题，导致存在一定错接线的风险，极易引发设备烧损、人员触电、电费计量错误等问题，现场作业时间长、计量错误常常引发客户不满、极易造成投诉的发生。

有鉴于此，本发明提供一种计量用三相四线接线检测装置，以解决现有技术存在的不足，是非常有必要的。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种计量用三相四线接线检测装置，在计量设备装表接电后自动检测诊断接线的正确性，及时发现接线错误并报警，确保接线正确、计量准确。

为实现上述目的，本发明给出以下技术方案：

一种计量用三相四线接线检测装置，包括三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块、数据传输总线、控制器、无线红外抄表器和报警器；所述三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块均连接到计量设备的三相四线端子，所述三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块还连接到所述数据传输总线，所述数据传输总线连接到所述控制器，所述控制器通过所述无线红外抄表器获取计量设备检测的数据信息，所述控制器还连接所述报警器；所述三相电流检测模块检测计量设备三相四线的A相电流大小、B相电流大小和C相电流大小，所述三相电压检测模块检测计量设备三相四线的A相电压大小、B相电压大小和C相电压大小，所述相位角检测模块检测计量设备三相四线的相位角；所述控制器判断计量设备接线准确性。

作为优选，所述控制器包括线路数据运算单元、计量数据运算单元和接线诊断单元；所述线路数据运算单元利用三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块检测的数据信息计算实际功率因数角，所述计量数据运算单元利用计量设备检测的数据信息计算计量功率因数角，所述接线诊断单元判断实际功率因数角和计量功率因数角的差值大小是否超过阈值，若差值大小超过阈值则诊断计量设备接线错误，否则计量设备接线正确。

作为优选，所述控制器还包括三相平衡诊断单元，所述三相平衡诊断单元利用三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块检测的数据信息计算三相电流矢量和以及三相电压矢量和，若三相电流矢量和为零则诊断为三相电流平衡，否则三相电流不平衡，若三相电压矢量和为零则诊断为三相电压平衡，否则三相电压不平衡。通过三相平衡诊断单元诊断计量设备三相电流和三相电压是否处于平衡状态。

作为优选，所述报警器包括电阻R1、电阻R2、发光二极管LED1、蜂鸣器B1、三极管Q1；所述发光二极管LED1发射红色光；电阻R1的第一端连接所述控制器，电阻R1的第二端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接蜂鸣器B1的第一端、发光二极管LED1的负极，蜂鸣器B1的第二端连接电压VCC，发光二极管LED1的正极连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接电压VCC。控制器判断计量设备接线错误时，发送信号给报警器，报警器通过蜂鸣器报警B1和发光二极管LED1进行接线错误报警提示。

作为优选，所述计量用三相四线接线检测装置还设置发光二极管LED2，发光二极管LED2发射绿色光，发光二极管LED2的正极连接电压VCC，发光二极管LED2的负极通过电阻R3连接到所述控制器。控制器判断计量设备接线正确时，发送信号给发光二极管LED2，发光二极管LED2发射绿色光提示工作人员接线无误。

作为优选，所述计量用三相四线接线检测装置还包括开关机电路，所述开关机电路包括稳压芯片U1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、开关机提示灯LED3、按键K1；电阻R6的第一端连接电压VIN和三极管Q2的发射极，电阻R6的第二端连接三极管Q2的基极和电阻R5的第一端，三极管Q2的集电极连接稳压芯片U1的输入端，稳压芯片U1的输出端输出电压VCC，稳压芯片U1的接地端接地；电阻R5的第二端连接按键K1的第一端和开关机提示灯LED3的正极，按键K1的第二端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极通过IO1引线连接到控制器，三极管Q4的发射极接地；开关机提示灯LED3的负极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接电阻R4第一端，电阻R4的第二端连接电阻R7的第一端、电容C1的第一端，电阻R4的第二端还通过IO2引线连接到控制器，电阻R7的第二端接地，电容C1的第二端接地。按键K1按下时，三极管Q2、三极管Q4导通，稳压芯片U1输入电压开始工作，输出电压VCC给控制器供电；控制器工作时，最先进行IO口初始化，IO1设为输入状态，IO2设为输出状态，输出高电平，此时三极管Q2、三极管Q3导通，开关机提示灯LED3亮，稳压芯片U1正常工作，控制器进入工作状态；当按键K1再次按下时，检测IO1电平为低，控制器控制IO2输出低电平，三极管Q2、三极管Q3不导通，稳压芯片U1输入电压极小，控制器不工作，实现关机操作。

作为优选，所述控制器还连接有复位重启按键。工作人员通过复位重启按键重新启动控制器获取检测数据，重新判断计量设备接线准确性，避免检测结果偶然性。

作为优选，所述数据传输总线采用RS485数据总线。通过RS485数据总线传输三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块的数据信息。

本发明的有益效果在于，通过三相电流检测模块、三相电压检测模块和相位角检测模块检测ABC三相的电流矢量和电压矢量，并通过数据传输总线将检测的数据信息传输至控制器，控制器利用三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块检测的数据信息计算实际功率因数角，通过无线红外抄表器获取计量设备的监测信息，利用计量设备检测的数据信息计算计量功率因数角，最后根据实际功率因数角和计量功率因数角的差值大小判断计量接线的准确性，并在计量设备接错线时进行报警，能够自动诊断接线的正确性，及时发现计量设备接线错误并报警，确保接线正确、计量准确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的计量用三相四线接线检测装置的原理框图。

图2是报警器的电路原理图。

图3是发光二极管LED2的连接图。

图4是开关机电路的电路原理图。

其中，1-三相电流检测模块，2-三相电压检测模块，3-相位角检测模块，4-数据传输总线，5-控制器，5.1-线路数据运算单元，5.2-计量数据运算单元，5.3-接线诊断单元，5.4-三相平衡诊断单元，6-无线红外抄表器，7-报警器，8-三相四线端子，9-计量设备，10-复位重启按键，11-开关机电路。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种计量用三相四线接线检测装置，包括三相电流检测模块1、三相电压检测模块2、相位角检测模块3、数据传输总线4、控制器5、无线红外抄表器6和报警器7；其中数据传输总线4采用RS485数据总线。通过RS485数据总线传输三相电流检测模块1、三相电压检测模块2、相位角检测模块3的数据信息。所述三相电流检测模块1、三相电压检测模块2、相位角检测模块3均连接到计量设备的三相四线端子8，所述三相电流检测模块1、三相电压检测模块2、相位角检测模块3还连接到所述数据传输总线4，所述数据传输总线4连接到所述控制器5，所述控制器5通过所述无线红外抄表器6获取计量设备9检测的数据信息，所述控制器5连接所述报警器7；所述控制器5还连接有复位重启按键10。工作人员通过复位重启按键10重新启动控制器5获取检测数据，重新判断计量设备接线准确性，避免检测结果偶然性。所述三相电流检测模块1检测计量设备三相四线的A相电流大小、B相电流大小和C相电流大小，所述三相电压检测模块2检测计量设备三相四线的A相电压大小、B相电压大小和C相电压大小，所述相位角检测模块3检测计量设备三相四线的相位角；所述控制器5判断计量设备接线准确性。

所述控制器5包括线路数据运算单元5.1、计量数据运算单元5.2、接线诊断单元5.3和三相平衡诊断单元5.4；所述线路数据运算单元5.1利用三相电流检测模块1、三相电压检测模块2、相位角检测模块3检测的数据信息计算实际功率因数角，所述计量数据运算单元5.2利用计量设备9检测的数据信息计算计量功率因数角，所述接线诊断单元5.3判断实际功率因数角和计量功率因数角的差值大小是否超过阈值，若差值大小超过阈值则诊断计量设备接线错误，否则计量设备接线正确；所述三相平衡诊断单元5.4利用三相电流检测模块1、三相电压检测模块2、相位角检测模块3检测的数据信息计算三相电流矢量和以及三相电压矢量和，若三相电流矢量和为零则诊断为三相电流平衡，否则三相电流不平衡，若三相电压矢量和为零则诊断为三相电压平衡，否则三相电压不平衡。通过三相平衡诊断单元5.3诊断计量设备三相电流和三相电压是否处于平衡状态。

所述报警器7包括电阻R1、电阻R2、发光二极管LED1、蜂鸣器B1、三极管Q1；所述发光二极管LED1发射红色光；电阻R1的第一端连接所述控制器，电阻R1的第二端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接蜂鸣器B1的第一端、发光二极管LED1的负极，蜂鸣器B1的第二端连接电压VCC，发光二极管LED1的正极连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接电压VCC。控制器5判断计量设备接线错误时，发送信号给报警器7，报警器7通过蜂鸣器报警B1和发光二极管LED1进行接线错误报警提示。

所述计量用三相四线接线检测装置还设置发光二极管LED2，发光二极管LED2发射绿色光，发光二极管LED2的正极连接电压VCC，发光二极管LED2的负极通过电阻R3连接到所述控制器。控制器5判断计量设备接线正确时，发送信号给发光二极管LED2，发光二极管LED2发射绿色光提示工作人员接线无误。

所述计量用三相四线接线检测装置还包括开关机电路11，所述开关机电路11包括稳压芯片U1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、开关机提示灯LED3、按键K1；电阻R6的第一端连接电压VIN和三极管Q2的发射极，电阻R6的第二端连接三极管Q2的基极和电阻R5的第一端，三极管Q2的集电极连接稳压芯片U1的输入端，稳压芯片U1的输出端输出电压VCC，稳压芯片U1的接地端接地；电阻R5的第二端连接按键K1的第一端和开关机提示灯LED3的正极，按键K1的第二端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极通过IO1引线连接到控制器，三极管Q4的发射极接地；开关机提示灯LED3的负极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接电阻R4第一端，电阻R4的第二端连接电阻R7的第一端、电容C1的第一端，电阻R4的第二端还通过IO2引线连接到控制器，电阻R7的第二端接地，电容C1的第二端接地。按键K1按下时，三极管Q2、三极管Q4导通，稳压芯片U1输入电压开始工作，输出电压VCC给控制器供电；控制器工作时，最先进行IO口初始化，IO1设为输入状态，IO2设为输出状态，输出高电平，此时三极管Q2、三极管Q3导通，开关机提示灯LED3亮，稳压芯片U1正常工作，控制器进入工作状态；当按键K1再次按下时，检测IO1电平为低，控制器控制IO2输出低电平，三极管Q2、三极管Q3不导通，稳压芯片U1输入电压极小，控制器不工作，实现关机操作。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，包括三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块、数据传输总线、控制器、无线红外抄表器和报警器；所述三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块均连接到计量设备的三相四线端子，所述三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块还连接到所述数据传输总线，所述数据传输总线连接到所述控制器，所述控制器通过所述无线红外抄表器获取计量设备检测的数据信息，所述控制器还连接所述报警器；所述三相电流检测模块检测计量设备三相四线的A相电流大小、B相电流大小和C相电流大小，所述三相电压检测模块检测计量设备三相四线的A相电压大小、B相电压大小和C相电压大小，所述相位角检测模块检测计量设备三相四线的相位角；所述控制器判断计量设备接线准确性。

2.根据权利要求1所述的计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，所述控制器包括线路数据运算单元、计量数据运算单元和接线诊断单元；所述线路数据运算单元利用三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块检测的数据信息计算实际功率因数角，所述计量数据运算单元利用计量设备检测的数据信息计算计量功率因数角，所述接线诊断单元判断实际功率因数角和计量功率因数角的差值大小是否超过阈值，若差值大小超过阈值则诊断计量设备接线错误，否则计量设备接线正确。

3.根据权利要求2所述的计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，所述控制器还包括三相平衡诊断单元，所述三相平衡诊断单元利用三相电流检测模块、三相电压检测模块、相位角检测模块检测的数据信息计算三相电流矢量和以及三相电压矢量和，若三相电流矢量和为零则诊断为三相电流平衡，否则三相电流不平衡，若三相电压矢量和为零则诊断为三相电压平衡，否则三相电压不平衡。

4.根据权利要求2所述的计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，所述报警器包括电阻R1、电阻R2、发光二极管LED1、蜂鸣器B1、三极管Q1；所述发光二极管LED1发射红色光；电阻R1的第一端连接所述控制器，电阻R1的第二端连接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极连接蜂鸣器B1的第一端、发光二极管LED1的负极，蜂鸣器B1的第二端连接电压VCC，发光二极管LED1的正极连接电阻R2的第一端，电阻R2的第二端连接电压VCC。

5.根据权利要求2所述的计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，所述计量用三相四线接线检测装置还设置发光二极管LED2，发光二极管LED2发射绿色光，发光二极管LED2的正极连接电压VCC，发光二极管LED2的负极通过电阻R3连接到所述控制器。

6.根据权利要求1所述的计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，所述计量用三相四线接线检测装置还包括开关机电路，所述开关机电路包括稳压芯片U1、三极管Q2、三极管Q3、三极管Q4、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电容C1、开关机提示灯LED3、按键K1；电阻R6的第一端连接电压VIN和三极管Q2的发射极，电阻R6的第二端连接三极管Q2的基极和电阻R5的第一端，三极管Q2的集电极连接稳压芯片U1的输入端，稳压芯片U1的输出端输出电压VCC，稳压芯片U1的接地端接地；电阻R5的第二端连接按键K1的第一端和开关机提示灯LED3的正极，按键K1的第二端连接三极管Q4的基极，三极管Q4的集电极通过IO1引线连接到控制器，三极管Q4的发射极接地；开关机提示灯LED3的负极连接三极管Q3的集电极，三极管Q3的发射极接地，三极管Q3的基极连接电阻R4第一端，电阻R4的第二端连接电阻R7的第一端、电容C1的第一端，电阻R4的第二端还通过IO2引线连接到控制器，电阻R7的第二端接地，电容C1的第二端接地。

7.根据权利要求1所述的计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，所述控制器还连接有复位重启按键。

8.根据权利要求1所述的计量用三相四线接线检测装置，其特征在于，所述数据传输总线采用RS485数据总线。

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