CN116819151A - 低压配电开关及供电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及低压配电领域，具体公开了一种低压配电开关及供电设备，其中配电开关包括：开关模块，多个电流检测模块和计量模块，开关模块的多个输入端适于与多相供电线路对应相连，用于连接或断开多相供电线路；多个电流检测模块的输入端与开关模块的多个输出端对应相连，多个电流检测模块的输出端适于与多相供电线路对应相连，每个电流检测模块包括多个电流支路和电流检测单元，多个电流支路并联在相应电流检测模块输入端与输出端间，多个电流检测单元用于检测每个电流支路电流得到相应相供电线路的电流检测信号；计量模块用于基于多个电流检测信号确定多相供电线路的第一电能计量数据。该配电开关能够提高电能计量功能的线性度和准确度。

Description

低压配电开关及供电设备

技术领域

本发明涉及低压配电领域，尤其涉及一种低压配电开关及供电设备。

背景技术

在传统的低压配电领域中，低压配电开关主要用于切换和联通供电线路以及为电路提供供电保护，而随着新能源的大规模应用，配电开关还用于将新能源电网并入主供电网、检测新能源质量等功能。为适应新形势需求，国家能源局制定了配电开关相关标准，对应用场景和性能指标做了详细规定，其中配电开关的电能计量是一项重要的功能，可用于电能计费、线损分析和故障分析。目前，相关技术中的低压配电开关的设计方案如下：使用3个电流互感器和3个电压互感器，用1个SAR（Successive Approximation Register，逐次逼近寄存器）型ADC连接6个模拟信号，分别连接3个电流信号和3个电压信号，用这1个ADC分时采样6个信号。随后，用微控器对采样值做实时分析、过压过流保护分析，进而实现对应的供电保护和电量分析等功能。

上述相关技术的弊端在于，由于低压配电台区的电流变化范围大、变化范围可达到1安培至400安培，这会导致低压配电开关容易产生互感器磁饱和，进而导致电流测量不准确，从而使该低压配电开关的电能计量线性度较低，例如，该配电开关无法实现0.2S级的电能计量线性度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种低压配电开关，通过设置多个电流检测模块和计量模块，且每个电流检测模块包括多个电流检测单元和多个并联连接的电流支路，在低压配电开关正常工作时，多个电流支路能够实现分流的效果，以降低每个电流支路中通过的电流值，从而能够提高电流检测单元获得的多个支路电流检测信号的准确度和线性度，进而提高了电能计量功能的线性度和准确度。

本发明的第二个目的在于提出一种供电设备。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种低压配电开关，包括：开关模块，开关模块的多个输入端作为低压配电开关的电压进线端适于与多相供电线路对应相连，开关模块用于连接或断开多相供电线路；多个电流检测模块，多个电流检测模块的输入端与开关模块的多个输出端对应相连，多个电流检测模块的输出端作为低压配电开关的电压出线端适于与多相供电线路对应相连，每个电流检测模块包括多个电流支路和电流检测单元，多个电流支路并联在相应电流检测模块的输入端与输出端之间，电流检测单元用于检测每个电流支路的电流得到多个支路电流检测信号，并基于多个支路电流检测信号得到相应相供电线路的电流检测信号；计量模块，计量模块与多个电流检测单元相连，计量模块用于采样多个电流检测信号，并根据多个电流检测信号计算得到多个第一电流，以及基于多个第一电流确定多相供电线路的第一电能计量数据。

根据本发明实施例的低压配电开关，通过设置多个电流检测模块和计量模块，且每个电流检测模块包括多个电流检测单元和多个并联连接的电流支路，在低压配电开关正常工作时，多个电流支路能够实现分流的效果，以降低每个电流支路中通过的电流值，从而提高了电流检测单元获得的多个支路电流检测信号的准确度和线性度，进而提高了电能计量功能的线性度和准确度。

根据本发明的一个实施例，电流检测单元包括：多个电流互感器，多个电流互感器的输入端与多个电流支路对应耦合连接，每个电流互感器用于检测相应电流支路的电流得到支路电流检测信号；加法器模块，加法器模块的输入端与多个电流互感器的输出端相连，加法器模块的输出端与计量模块相连，加法器模块用于对多个支路电流检测信号进行求和得到相应相供电线路的电流检测信号。

根据本发明的一个实施例，加法器模块包括：多个信号缓冲器，多个信号缓冲器的输入端与多个电流互感器的输出端对应相连，每个信号缓冲器用于对相应支路电流检测信号进行缓冲；加法器，加法器的多个输入端与多个信号缓冲器的输出端对应相连，加法器的输出端与计量模块相连，加法器用于对缓冲后的多个支路电流检测信号进行求和得到相应相供电线路的电流检测信号。

根据本发明的一个实施例，信号缓冲器包括：第一电阻，第一电阻的一端与相应电流互感器的第一输出端相连；第二电阻，第二电阻的一端与相应电流互感器的第二输出端相连；第一运算放大器，第一运算放大器的第一输入端与第一电阻的另一端相连，第一运算放大器的第二输入端与第二电阻的另一端相连，第一运算放大器的输出端与加法器的相应输入端相连；第三电阻，第三电阻串联在第一运算放大器的第二输入端与地之间；第四电阻，第四电阻串联在第一运算放大器的第一输入端与输出端之间。

根据本发明的一个实施例，第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻的阻值相同。

根据本发明的一个实施例，加法器包括：多个第五电阻，多个第五电阻的一端与多个信号缓冲器的输出端对应相连；第二运算放大器，第二运算放大器的第一输入端与多个第五电阻的另一端相连，第二运算放大器的第二输入端接地，第二运算放大器的输出端与计量模块相连；第六电阻，第六电阻串联在第二运算放大器的第一输入端与输出端之间。

根据本发明的一个实施例，第五电阻和第六电阻的阻值相同。

根据本发明的一个实施例，电流检测模块还包括：分流器，分流器的输入端作为电流检测模块的输入端；合流器，合流器的多个输入端与分流器的多个输出端通过多个电压连接线对应相连，合流器的输出端作为电流检测模块的输出端；其中，通过分流器、合流器和多个电压连接线形成多个电流支路，且并联在相应电流检测模块的输入端与输出端之间。

根据本发明的一个实施例，分流器包括第一导电件、电压入线和多个第一电压分线，电压入线的一端作为分流器的输入端，电压入线的另一端与第一导电件的输入端相连，多个第一电压分线的一端与第一导电件的多个输出端相连，多个第一电压分线的另一端作为分流器的多个输出端，其中，第一导电件的多个输出端位于第一导电件的同侧、且第一导电件的多个输出端与第一导电件的输入端位于第一导电件的不同侧。

根据本发明的一个实施例，合流器包括第二导电件、多个第二电压分线和电压出线，多个第二电压分线的一端作为合流器的多个输入端，多个第二电压分线的另一端与第二导电件的多个输入端相连，电压出线的一端与第二导电件的输出端相连，电压出线的另一端作为合流器的输出端，其中，第二导电件的多个输入端位于第二导电件的同侧、且第二导电件的多个输入端与第二导电件的输出端位于第二导电件的不同侧。

根据本发明的一个实施例，多个电流互感器被划分至至少一个互感器组，互感器组包括两个对称设于支撑板两侧且绕组方向相反的电流互感器，位于支撑板同侧的相邻两个电流互感器的绕组方向相反。

根据本发明的一个实施例，低压配电开关还包括：ADC采样模块，ADC采样模块与多个电流检测单元相连，ADC采样模块用于采样多个电流检测信号得到多个电流采样信号，以便基于多个电流采样信号进行供电保护。

根据本发明的一个实施例，低压配电开关还包括：电压检测模块，电压检测模块的多个输入端与开关模块的多个输出端和低压配电开关的中线进线端相连，中线进线端适于与供电线路中线相连，电压检测模块用于检测多相供电线路中每相供电线路的电压得到多个电压检测信号；计量模块还与电压检测模块相连，计量模块还用于采样多个电压检测信号，并根据多个电压检测信号计算得到多个第一电压，以及基于多个第一电流和多个第一电压确定第一电能计量数据；ADC采样模块还与电压检测模块相连，ADC采样模块还用于采样多个电压检测信号得到多个电压采样信号，以便基于多个电流采样信号和多个电压采样信号进行供电保护。

根据本发明的一个实施例，低压配电开关还包括：主控制模块，主控制模块与计量模块和ADC采样模块相连，其中，主控制模块用于，在计量模块未失效时，从计量模块获取第一电能计量数据；在计量模块失效时，从ADC采样模块获取多个电流采样信号和多个电压采样信号，并基于多个电流采样信号和多个电压采样信号确定第一电能计量数据；主控制模块还用于，在ADC采样模块未失效时，从ADC采样模块获取多个电流采样信号和多个电压采样信号，以便基于多个电流采样信号和多个电压采样信号进行供电保护；在ADC采样模块失效时，从计量模块获取多个第一电流和多个第一电压，以便基于多个第一电流和多个第一电压进行供电保护。

根据本发明的一个实施例，主控制模块还用于从ADC采样模块获取多个电压采样信号，并从计量模块获取多个第一电压，以及基于多个电压采样信号和多个第一电压确定计量模块和ADC采样模块是否失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于根据多个电压采样信号计算得到多个第二电压，并获取每个第一电压与相应第二电压之间的电压差值得到多个电压差值，以及在多个电压差值中存在任意电压差值大于等于第一预设电压差值阈值时，基于多个第一电压和多个第二电压确定计量模块和ADC采样模块是否失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于基于多个第一电压和多个第二电压对应的直流分量、幅值、波形失真度、功率、功率因数、频率和相序中的至少一种，确定计量模块和ADC采样模块是否失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于，在第一电压的直流分量大于预设直流分量时，确定计量模块失效；在第二电压的直流分量大于预设直流分量时，确定ADC采样模块失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于，在第一电压的幅值未处于预设幅值范围时，确定计量模块失效；在第二电压的幅值未处于预设幅值范围时，确定ADC采样模块失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于，在第一电压的波形失真度大于第一预设失真度，或者第一电压的波形失真度大于第二电压的波形失真度、且第一电压的波形失真度与第二电压的波形失真度之间的差值大于第二预设失真度时，确定计量模块失效；在第二电压的波形失真度大于第一预设失真度，或者第二电压的波形失真度大于第一电压的波形失真度、且第二电压的波形失真度与第一电压的波形失真度之间的差值大于第二预设失真度时，确定ADC采样模块失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于，在第一电压对应的第一功率为负时，确定计量模块失效；在第二电压对应的第二功率为负时，确定ADC采样模块失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于，在第一电压对应的第一功率因数小于预设功率因数时，确定计量模块失效；在第二电压对应的第二功率因数小于预设功率因数时，确定ADC采样模块失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于，在第一电压的频率与预设频率之间的频率差值小于第二电压的频率与预设频率之间的频率差值、且第二电压的频率与第一电压的频率之间的频率差值大于预设频率差值时，确定ADC采样模块失效；在第二电压的频率与预设频率之间的频率差值小于第一电压的频率与预设频率之间的频率差值、且第一电压的频率与第二电压的频率之间的频率差值大于预设频率差值时，确定计量模块失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块用于，在多个第一电压的相序与预设相序不同时，确定计量模块失效；在多个第二电压的相序与预设相序不同时，确定ADC采样模块失效。

根据本发明的一个实施例，主控制模块从计量模块获取多个第一电流和多个第一电压的第一频率小于从ADC采样模块获取多个电流采样信号和多个电压采样信号的第二频率，其中，主控制模块还用于在ADC采样模块失效时，基于多个第一电流、多个第一电压以及第一频率进行供电保护。

根据本发明的一个实施例，主控制模块还用于在多个电压差值中的每个电压差值小于第一预设电压差值阈值且大于第二预设电压差值阈值时，基于第二电压与第一电压的比值，对多个第一电压和多个第一电流进行修正，其中，第二预设电压差值阈值小于第一预设电压差值阈值。

根据本发明的一个实施例，主控制模块还用于对第一电能计量数据进行分析处理得到第二电能计量数据。

根据本发明的一个实施例，低压配电开关还包括：保护控制模块，保护控制模块与开关模块相连，用于控制开关模块；主控制模块还与保护控制模块相连，主控制模块还用于根据多个电流采样信号和多个电压采样信号，或者根据多个第一电流和多个第一电压，生成保护信号并发送至保护控制模块，以使保护控制模块基于保护信号控制开关模块断开以进行供电保护。

根据本发明的一个实施例，低压配电开关还包括：状态获取模块，状态获取模块与开关模块和主控制模块相连，状态获取模块用于获取开关模块的开关状态和/或供电保护模式并发送至主控制模块。

根据本发明的一个实施例，低压配电开关还包括：代理模块和隔离模块，代理模块与计量模块、ADC采样模块、保护控制模块、状态获取模块和隔离模块相连，隔离模块与主控制模块相连，其中，代理模块用于获取第一电能计量数据、多个第一电压、多个第一电流、多个电压采样信号、多个电流采样信号以及开关状态和/或供电保护模式，并通过隔离模块发送至主控制模块，以及通过隔离模块接收保护信号并发送至保护控制模块。

根据本发明的一个实施例，代理模块发送计量模块的数据的优先级小于发送ADC采样模块的数据的优先级且大于发送状态获取模块的数据的优先级。

根据本发明的一个实施例，低压配电开关还包括：第一电源模块和第二电源模块，第一电源模块的输入端与开关模块的多个输入端相连，第一电源模块的输出端与第二电源模块的输入端相连，第二电源模块的输出端与隔离模块相连，其中，第一电源模块用于将多相供电线路提供的第一供电电压转换为第二供电电压，第二电源模块用于将第二供电电压转换第三供电电压提供给隔离模块，通过隔离模块给代理模块和主控制模块供电。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种供电设备，包括前述的低压配电开关。

根据本发明实施例的供电设备，通过前述的低压配电开关，能够实现线性度和准确度较高的电能计量功能，从而实现供电设备的优化。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的低压配电开关的结构示意图；

图2为根据本发明一个实施例的电流检测单元的结构示意图；

图3为根据本发明一个实施例的加法器模块的结构示意图；

图4为根据本发明一个实施例的数据缓存器的电路图；

图5为根据本发明一个实施例的加法器的电路图；

图6为根据本发明一个实施例的分流器的结构示意图；

图7a～图7b为根据本发明一个实施例的多个电流互感器的布置方式示意图；

图8为根据本发明另一个实施例的低压配电开关的结构示意图；

图9为根据本发明又一个实施例的低压配电开关的结构示意图；

图10为根据本发明一个实施例的直接通信模式下的主控制模块的连接示意图；

图11为根据本发明一个实施例的隔离模块的结构示意图；

图12为根据本发明一个实施例的供电设备的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例提出的低压配电开关及供电设备。

图1为根据本发明一个实施例的低压配电开关的结构示意图，参考图1所示，该低压配电开关100包括：开关模块110、多个电流检测模块120和计量模块130。

其中，开关模块110的多个输入端作为低压配电开关100的电压进线端适于与多相供电线路对应相连，开关模块110用于连接或断开多相供电线路；多个电流检测模块120的输入端与开关模块110的多个输出端对应相连，多个电流检测模块120的输出端作为低压配电开关100的电压出线端适于与多相供电线路对应相连，每个电流检测模块120包括多个电流支路121和电流检测单元122，多个电流支路121并联在相应电流检测模块120的输入端与输出端之间，电流检测单元122用于检测每个电流支路121的电流得到多个支路电流检测信号，并基于多个支路电流检测信号得到相应相供电线路的电流检测信号；计量模块130与多个电流检测单元122相连，计量模块130用于采样多个电流检测信号，并根据多个电流检测信号计算得到多个第一电流，以及基于多个第一电流确定多相供电线路的第一电能计量数据。

具体来说，本发明实施例中的多相供电线路可包括各种多相供电线路，下面以多相供电线路为三相供电线路为例说明本发明实施例的低压配电开关100，目前，国内的三相供电线路为三相四线制，如图1所示，多相供电线路包括ABC三相电压进线、电压中线（未图示），此时，低压配电开关100包括三个电流检测模块120，ABC三相电压进线分别与开关模块110的多个输入端相连，多相供电线路还包括ABC三相电压出线、ABC三相电压出线分别与对应的电流检测模块120的输出端相连。低压配电开关100可通过开关模块110控制多相供电线路导通或关断，参考图1所示，开关模块110导通时，多相供电线路的ABC三相进线能够通过开关模块110和对应的电流检测模块120与对应的三相出线相连，从而使低压配电开关100实现切换和联通供电线路的功能。

同时，继续参考图1所示，每个电流检测模块120中包括多个电流支路和电流检测单元122，由电流特性可知，当开关模块110导通时，每个电流检测模块120中的多个电流支路121上的电流之和等于该相供电线路上的电流，因此，当电流检测单元122检测出某个电流检测模块120中多个电流支路121的电流得到多个支路电流检测信号后，电流检测单元122可将多个支路电流检测信号以相加的方式得到相应相供电线路的电流检测信号。随后，计量模块130可采样这三个电流检测信号，并基于多个电流检测信号确定相应相供电线路的第一电流，并基于三个第一电流确定此时的多相供电线路的第一电离能计量数据。由此，实现了低压配电开关100的电能计量功能。

此外，相关技术中通常采用电流互感器测量每一相供电线路电流，然而由于每相供电线路电流上的波动过大，当电流过大时，容易导致互感器磁芯饱和，以至于次级信号失真，继而降低测量数据的准确率；然而，如果克服磁芯饱和问题就导致供电线路在电流较小时的线性度变差。因此相关技术中的电流互感器无法达到0.2S级要求的精度和线性度，其中，0.2代表电流互感器在50Hz，额定电流下，其最大比差小于0.2%，角差小于10°。S代表特殊电流互感器，要求在1%—120%负荷范围内精度足够高。然而，本发明实施例中，通过在每个电流检测模块120中设置多个电流支路121，通过分流的方式降低了每个电流支路121中通过的电流值，且每个电流支路121中的电流波动也较低，相当于扩展了电流值的测量范围。因此，本发明实施例的电流检测单元122在检测电流支路121中的电流时，不会受到电流波动过大的影响，故检测出的支路电流检测信号在精度和线性度上优势更大，因此，本发明实施例的计量单元130确定的第一电能计量数据也具有更高的精确度和线性度。

上述实施例中，通过设置多个电流检测模块和计量模块，且每个电流检测模块包括多个电流检测单元和多个并联连接的电流支路，每个电流检测单元与对应的电流支路并联，在低压配电开关导通时，电流检测单元能够检测每个电流支路的电流得到多个支路电流检测信号，并基于多个支路电流检测信号得到相应相供电线路的电流检测信号，随后，计量模块能够采样多个电流检测信号，并计算得到多个第一电流以及第一电能计量数据，实现了电能计量功能；同时，多个电流支路能够实现分流的效果，以降低每个电流支路中通过的电流值，从而提高了电流检测单元获得的多个支路电流检测信号的准确度和线性度，进而提高了电能计量功能的线性度和准确度。

可选的，当多相供电线路为三相四线供电线路时，计量模块130可选用ATT7022或者RN8302等芯片实现，这些计量芯片的输入有3个电压信号和4个电流信号，主要用来测量低压线路的电压有效值、电流有效值、功率、电能量等数据，因此能够实现上述发明实施例中低压配电开关的电能计量功能。

在一些实施例中，参考图2所示，电流检测单元122包括：多个电流互感器LH和加法器模块1221，其中，多个电流互感器LH的输入端与多个电流支路121对应耦合连接，每个电流互感器LH用于检测相应电流支路121的电流得到支路电流检测信号；加法器模块1221的输入端与多个电流互感器LH的输出端相连，加法器模块1221的输出端与计量模块130相连，加法器模块1221用于对多个支路电流检测信号进行求和得到相应相供电线路的电流检测信号。

具体来说，由上述可知，在每个电流检测模块120中，多个电流支路121中的电流之和等于该电流检测单元122对应相的供电线路的电流，因此，可在电流检测单元122中设置多个电流互感器LH与加法器模块1221，其中，每个电流互感器LH与多个电流支路121对应耦合连接，如图2所示，从而检测出相应电流支路121的电流，并输出到加法器模块1221，使加法器模块1221获得多个支路电流检测信号，随后，加法器模块1221将多个支路电流检测信号进行求和，得到相应相供电线路的电流检测信号。由此，使电流检测单元实现了检测得到多个支路电流检测信号，并以此得到相应相供电线路的电流检测信号的功能。

在一些实施例中，参考图3所示，加法器模块1221包括：多个信号缓冲器BUF和加法器ADD，其中，多个信号缓冲器BUF的输入端与多个电流互感器LH的输出端对应相连，每个信号缓冲器BUF用于对相应支路电流检测信号进行缓冲；加法器ADD的多个输入端与多个信号缓冲器BUF的输出端对应相连，加法器ADD的输出端与计量模块130相连，加法器ADD用于对缓冲后的多个支路电流检测信号进行求和得到相应相供电线路的电流检测信号。

具体来说，参考图3所示，多个信号缓冲器BUF设置在相应电流互感器LH与加法器ADD的输入端之间，信号缓冲器BUF能够对相应电流互感器LH输出的支路电流检测信号进行缓冲后输入加法器ADD，以使加法器ADD能够获得多个支路电流检测信号；加法器ADD主要用于对缓冲后的多个支路电流检测信号进行求和得到相应相供电线路的电流检测信号，以实现加法器模块1221的对应功能。同时，信号缓冲器BUF能够抑制电流互感器LH的次级输出导电线束上的共模信号，因此能够提高共模抑制比，进而降低支路电流检测信号在传输中的畸变；信号缓冲器BUF还具有信号隔离的作用，能够避免加法器ADD端的电流影响电流互感器LH的正常工作，从而能够提高最终确定的电流检测信号的精确度。

进一步的，参考图4所示，信号缓冲器BUF包括：第一电阻R1、第二电阻R2，第一运算放大器U1、第三电阻R3和第四电阻R4，其中，第一电阻R1的一端与相应电流互感器LH的第一输出端相连；第二电阻R2的一端与相应电流互感器LH的第二输出端相连；第一运算放大器U1的第一输入端与第一电阻R1的另一端相连，第一运算放大器U1的第二输入端与第二电阻R2的另一端相连，第一运算放大器U1的输出端与加法器ADD的相应输入端相连；第三电阻R3串联在第一运算放大器U1的第二输入端与地之间；第四电阻R4串联在第一运算放大器U1的第一输入端与输出端之间。

进一步的，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4的阻值相同。

具体来说，电流互感器LH主要依据电磁感应原理测量相应电流支路上的电流，电流互感器的次级绕组的两个输出端即为电流互感器LH的第一输出端和第二输出端，参考图4所示，电流互感器LH的第一输出端和第二输出端分别与第一电阻R1和第二电阻R2的一端相连，以向信号缓冲器BUF输入检测到的支路电流检测信号，此时，电流互感器LH可等效为负载电阻RCT。信号缓冲器BUF中的第一至第四电阻（R1～R4）和第一运算放大器U1构成差分放大电路，能够将电流互感器LH输入的支路电流检测信号进行差分放大，且放大倍数取决于第一电阻R1至第四电阻R4的阻值，同时，由于本发明实施例中的信号缓冲器无需实现信号放大功能，因此，可使第一至第四电阻的阻值相同，此时信号缓冲器BUF的放大倍数为1，从而实现信号缓冲器的提高共模抑制比以及实现电路隔离的作用。

作为一个具体实施例，第一运算放大U1可采用OP1177芯片，同时第一电阻至第四电阻的阻值可选用100KΩ，此时，信号缓冲器BUF还具有提高加法器模块1221的输入阻抗的作用。

在一些实施例中，参考图5所示，加法器ADD包括：多个第五电阻R5，多个第五电阻R5的一端与多个信号缓冲器BUF的输出端对应相连；第二运算放大器U2，第二运算放大器U2的第一输入端与多个第五电阻R5的另一端相连，第二运算放大器U2的第二输入端接地GND，第二运算放大器U2的输出端与计量模块130相连；第六电阻R6，第六电阻R6串联在第二运算放大器U2的第一输入端与输出端之间。

进一步的，第五电阻R5和第六电阻R6的阻值相同。

具体来说，参考图5所示，第二运算放大器U2、第五电阻R5和第六电阻R6构成闭环放大电路，由于多个信号缓冲器BUF的输出端通过多个第五电阻R5并联到第二运算放大器U2的第一输入端，因此，第二运算放大器U2能够实现多个支路电流检测信号相加和放大的功能，且放大倍数由第六电阻R6和第五电阻R5的阻值确定，可使第五电阻和第六电阻的阻值相同，例如，可使第五电阻和第六电阻阻值为1kΩ，此时该闭环放大电路的放大倍数为1，加法器ADD能够实现将多个支路电流检测信号相加获得相应相供电线路的电流检测信号的功能。同时，加法器ADD中的第二运放U2还具有提高输出驱动能力的功能，具体原理在此不作展开。

可选的，第二运算放大器U2可为OP1177芯片，该芯片具有低噪声、精密度高、低功耗的优点，从而能够实现对加法器ADD的优化。

在一些实施例中，参考图6所示，电流检测模块120还包括：分流器123和合流器124，分流器123的输入端作为电流检测模块120的输入端；合流器124的多个输入端与分流器123的多个输出端通过多个电压连接线对应相连，合流器124的输出端作为电流检测模块120的输出端；其中，通过分流器123、合流器124和多个电压连接线形成多个电流支路121，且并联在相应电流检测模块120的输入端与输出端之间。

进一步的，分流器123包括第一导电件CP1、电压入线VIN和多个第一电压分线DF1，电压入线VIN的一端作为分流器123的输入端，电压入线VIN的另一端与第一导电件CP1的输入端相连，多个第一电压分线DF1的一端与第一导电件CP1的多个输出端相连，多个第一电压分线DF1的另一端作为分流器123的多个输出端，其中，第一导电件CP1的多个输出端位于第一导电件CP1的同侧、且第一导电件CP1的多个输出端与第一导电件CP1的输入端位于第一导电件CP1的不同侧。

进一步的，合流器124包括第二导电件CP2、多个第二电压分线DF2和电压出线VOUT，多个第二电压分线DF2的一端作为合流器124的多个输入端，多个第二电压分线DF2的另一端与第二导电件CP2的多个输入端相连，电压出线VOUT的一端与第二导电件CP2的输出端相连，电压出线VOUT的另一端作为合流器124的输出端，其中，第二导电件CP2的多个输入端位于第二导电件CP2的同侧、且第二导电件CP2的多个输入端与第二导电件CP2的输出端位于第二导电件CP2的不同侧。

具体来说，参考图6所示，第一导电件CP1和第二导电件CP2可采用通电能力良好的金属接线柱实现，单相供电线路通过电压入线VIN连接到第一导电件CP1，第一导电件CP1将电压入线VIN的电流分流到多个第一电压分线DF1上，其中多个第一电压分线DF1的另一端作为分流器123的多个输出端，并通过多个电压连接线和对应的多个第二电压分线DF2相连，因此，分流后的电流能够传输到第二导电件CP2的多个第二电压分线DF2上；随后，第二导电件CP2将多个第二电压分线DF2上的电流进行合流，并通过第二导电件CP2的输出端、电压出线VOUT输出到单相供电线路。上述过程中，电流分路121由第一电压分线DF1、电压连接线和第二电压分压DF2构成，由此，使分流器123、合流器124和多个电压连接线实现了形成多个电流支路的功能。

可选的，参考图6所示，可使用电流互感器排来实现电流互感器LH与对应的电流支路121的耦合连接，其中，电流互感器排含有多个相同结构的、相同材料的、相同参数指标的电流互感器LH、如此能保证电流互感器LH的次级信号是相同的；同时，可使每条第一电压分线DF1与相应第二电压分线DF2的导线的材料、长度、粗细、阻抗相同，以确保如此能保证每条电流支路上的电压和电流相同。

可选的，多个电流互感器LH被划分至至少一个互感器组，互感器组包括两个对称设于支撑板两侧且绕组方向相反的电流互感器LH，位于支撑板同侧的相邻两个电流互感器LH的绕组方向相反。

具体来说，多个电流支路121中的电流信号中通常会存在共模干扰信号，该干扰信号会影响到电流互感器LH测量出的电流信号值，导致测量不准确。因此，可将多个电流互感器LH设置为偶数个，并按照两两一组的方式划分出至少一个互感器组，互感器组内包括两个对称设置在支撑板两侧，同时绕组方向相反的电流互感器。在一个互感器组内，由于两个电流互感器的绕组缠绕方式相反，因此能够互相抵消对应电压分压中流过的共模干扰信号。同时，在支撑板的同侧的相邻两个电流互感器LH的绕组方向也相反，因此相邻两个电流互感器LH也能够抵消对应电压分路中流过的共模干扰信号，从而能够提高多个电流互感器LH的测量出的电流信号值的准确性。

作为一个具体示例，当多个电流互感器LH中包括八个电流互感器LH时，则可将这些电流互感器LH分为4个互感器组，具体布置方式如图7a～图7b所示。其中，图7a为支撑板一侧的4个电流互感器LH的绕制方式；图7b为支撑板另一侧的4个电流互感器LH的绕制方式，a1和b1为一个互感器组，后续分组以此类推，该布置方式能够减小多个电压分路上的共模干扰信号，从而提高电流互感器的测量精度。

下面以一单相电压的分流器123为例来说明电流信号的处理过程。假设分流器123的电压入线中流过的电流信号值为DL，分流器123共输出n个电压分线，则可得到下述公式（1）：

（1）

其中，DL1、DL2……DLn分别为每个电压分线DF1中流过的电流信号值。此时，第一个电流互感器LH采集到的电流信号为DL1，该电流互感器LH的次级信号可通过下述公式（2）得到：

（2）

其中，DL1K为第一个电流互感器LH的次级信号，K1为该电流互感器LH的变比。同样，第二个电流互感器LH的次级信号DL2K可等于K2*DL2，其中K2为第二个电流互感器LH的变比，DL2为第二个电流互感器LH采集到的电流信号，其余电流互感器LH的次级信号以此类推。此时，加法器模块1221的输出信号可通过下述公式（3）得到：

（3）

其中，DLKJ为加法器模块1221的输出信号，DL1K、DL2K……DLnK为n个电流互感器LH的次级信号，J为加法器ADD的线性比例值。信号DLKJ输入到计量模块130，此时，如果选用相同型号、相同加工批次的电流互感器LH，则这些电流互感器LH的变比相同，则根据上述公式（1）和（3）可得到下述公式（4）：

（4）

其中，DLKJ为加法器模块1221的输出信号，K1为电流互感器LH的变比，J为加法器ADD的线性比例值，DL为分流器电压入线中流过的电流信号值。其中，电流互感器LH的变比与加法器ADD的线性比例值是由电路器件特性约束的、固定的，其数值可在生产阶段的校正流程时测量得到并存储在计量模块130中。因此，输入到计量模块的信号DLKJ是和电流信号DL呈线性关系的，故计量模块130能够测量出单相供电线路上的实际电流值DL。

在一些实施例中，参考图8所示，低压配电开关100还包括：ADC采样模块140，ADC采样模块140与多个电流检测单元122相连，ADC采样模块140用于采样多个电流检测信号得到多个电流采样信号，以便基于多个电流采样信号进行供电保护。

进一步的，低压配电开关100还包括：电压检测模块150，电压检测模块150的多个输入端与开关模块110的多个输出端和低压配电开关100的中线进线端相连，中线进线端适于与供电线路中线相连，电压检测模块150用于检测多相供电线路中每相供电线路的电压得到多个电压检测信号；计量模块130还与电压检测模块150相连，计量模块130还用于采样多个电压检测信号，并根据多个电压检测信号计算得到多个第一电压，以及基于多个第一电流和多个第一电压确定第一电能计量数据；ADC采样模块140还与电压检测模块150相连，ADC采样模块140还用于采样多个电压检测信号得到多个电压采样信号，以便基于多个电流采样信号和多个电压采样信号进行供电保护。

具体来说，电压检测模块150可为三相电压互感器等电压检测设备，参考图8所示，电压检测模块150分别与开关模块110的多个输出端和低压配电开关100的中线进线端相连，以检测多相供电线路中每相供电线路的电压得到多个电压检测信号。此时，计量模块130可对多个电压检测信号进行采样，以获得多个第一电压，其中第一电压指每相供电线路的电压值。随后，计量模块130可根据确定的多个第一电流和第一电压计算得到对应的第一电能计量数据，实现电能计量功能。

同时，继续参考图8所示，ADC采样模块140可分别与多个电流检测单元122以及电压检测模块150相连，以对多个电流检测信号和多个电压检测信号进行采样，获得多个电流采样信号和多个电压采样信号。这些采样信号能够为对低压配电开关100的供电保护提供数据支持，从而提高低压配电开关100的安全性。其中，供电保护可包括过压保护、过流保护、孤岛保护等，具体保护原理在此不作展开。

可选的，ADC采样模块140可选用AD7606芯片，该芯片的编码位数有16位，采样速率可达到100k，能够满足本发明实施的ADC采样模块的各种采样需求。

在一些实施例中，低压配电开关100还包括：主控制模块160，主控制模块160与计量模块130和ADC采样模块140相连，其中，主控制模块160用于，在计量模块130未失效时，从计量模块130获取第一电能计量数据；在计量模块130失效时，从ADC采样模块140获取多个电流采样信号和多个电压采样信号，并基于多个电流采样信号和多个电压采样信号确定第一电能计量数据；主控制模块160还用于，在ADC采样模块140未失效时，从ADC采样模块140获取多个电流采样信号和多个电压采样信号，以便基于多个电流采样信号和多个电压采样信号进行供电保护；在ADC采样模块140失效时，从计量模块130获取多个第一电流和多个第一电压，以便基于多个第一电流和多个第一电压进行供电保护。

具体来说，参考图8所示，当计量模块130和ADC采样模块140均正常时，主控制模块160从计量模块130获取第一电能计量数据，以实现电能计量功能，以及从ADC采样模块140多个电流采样信号和多个电压采样信号，并基于多个电流采样信号和多个电压采样信号进行分析，来对低压配电开关100进行供电保护。当计量模块130失效时，此时主控制模块160能够从ADC采样模块140获取多个电流采样信号和多个电压采样信号，并基于多个电流采样信号和多个电压采样信号确定第一电能计量数据。当ADC采样模块140失效时主控制模块160能从计量模块130获取多个第一电流和多个第一电压，以便基于多个第一电流和多个第一电压进行供电保护。

在前述实施例中，当ADC模块140失效时，低压配电开关100的供电保护功能失效，当计量模块130失效时，低压配电开关100的电能计量功能错误，从而会给低压配电开关100带来安全隐患或功能故障。而在本发明实施例中，当计量模块130或ADC采样模块140中的某一个失效时，主控制模块160能够基于正常的模块采集的电压信号和电流信号实现电能计量和供电保护这两个功能，从而使维护人员在到达现场维修更换时，低压供电开关100不至于缺失某个功能而给低压供电开关100带来安全隐患，因此，本发明实施例的低压配电开关的可靠性更高。

由此，通过在低压配电开关中设置主控制模块，当计量模块或ADC采样模块中的某一个失效时，主控制模块能够启用正常模块来同时实现电能计量和供电保护功能，使计量模块和ADC采样模块能够互相备份，从而有效提高了低压配电开关的可靠性。

在一些实施例中，主控制模块160还用于从ADC采样模块140获取多个电压采样信号，并从计量模块130获取多个第一电压，以及基于多个电压采样信号和多个第一电压确定计量模块130和ADC采样模块140是否失效。

进一步的，主控制模块160用于根据多个电压采样信号计算得到多个第二电压，并获取每个第一电压与相应第二电压之间的电压差值得到多个电压差值，以及在多个电压差值中存在任意电压差值大于等于第一预设电压差值阈值时，基于多个第一电压和多个第二电压确定计量模块130和ADC采样模块140是否失效。

具体来说，第一预设电压差值阈值表示计量模块130和ADC采样模块140因测量误差导致的最大电压差值，例如，第一预设电压差值阈值可为2%。当计量模块130和ADC采样模块140均正常时，主控制模块160根据电压采样信号计算的多个第二电压应当与对应的第一电压相同或差距较小，因此，主控制模块160可通过获取每个第一电压与相应第二电压间的多个电压差值，当多个电压差值中存在任意电压差值大于等于第一预设电压差值阈值时，则确定计量模块130和ADC采样模块140中存在至少一个模块失效，此时，可进一步对多个电压采样信号和多个第一电压进行分析，以确定计量模块130和ADC采样模块140是否失效，使主控制模块能够实现计量模块和ADC采样模块的互相备份功能。

在一些实施例中，主控制模块160用于基于多个第一电压和多个第二电压对应的直流分量、幅值、波形失真度、功率、功率因数、频率和相序中的至少一种，确定计量模块130和ADC采样模块140是否失效。

具体来说，当确定计量模块130和ADC采样模块140中存在至少一个模块失效后，主控制模块160可进行失效源判定，即通过判断多个第一电压和多个第二电压在直流分量、幅值、波形失真度、功率、功率因数、频率和相序方面是否符合预设要求，来确定计量模块130和ADC采样模块140是否失效，以便主控制模块启用正常模块来同时实现电能计量和供电保护功能。

进一步的，主控制模块160用于，在第一电压的直流分量大于预设直流分量时，确定计量模块130失效；在第二电压的直流分量大于预设直流分量时，确定ADC采样模块140失效。

具体来说，预设直流分量用于区分第一电流和第二电流中的直流分量是否为零，由于正常的第一电压和第二电压是交流信号，直流分量应当为零，因此，可在第一电压的直流分量大于预设直流分量时，确定计量模块130失效；在第二电压的直流分量大于预设直流分量时，确定ADC采样模块140失效。由此，实现了基于第一电压和第二电压的直流分量来确定计量模块和ADC采样模块是否失效的功能。

进一步的，主控制模块160用于，在第一电压的幅值未处于预设幅值范围时，确定计量模块130失效；在第二电压的幅值未处于预设幅值范围时，确定ADC采样模块140失效。

具体来说，预设幅值范围是基于多相供电线路的正常电压有效值范围确定的，例如，当多相供电线路为220v的三相交流供电，预设幅值范围为120V到320V。因此，当第一电压的幅值或第二电压的幅值未在预设幅值内时，则可确定对应的计量模块或ADC采样模块失效，从而实现基于第一电压和第二电压的幅值来确定计量模块和ADC采样模块是否失效的功能。

进一步的，主控制模块160用于，在第一电压的波形失真度大于第一预设失真度，或者第一电压的波形失真度大于第二电压的波形失真度、且第一电压的波形失真度与第二电压的波形失真度之间的差值大于第二预设失真度时，确定计量模块130失效；在第二电压的波形失真度大于第一预设失真度，或者第二电压的波形失真度大于第一电压的波形失真度、且第二电压的波形失真度与第一电压的波形失真度之间的差值大于第二预设失真度时，确定ADC采样模块140失效。

具体来说，第一预设失真度为考虑线路传输损耗及噪声干扰等问题后，第一电压和第二电压的最大可能失真度，例如，第一预设失真度可为40%。当计量模块130和ADC采样模块140正常时，第一电压和第二电压的波形失真度应当小于第一预设失真度。因此，当第一电压的波形失真度大于第一预设失真度时，则可确定计量模块130失效；当第二电压的波形失真度大于第一预设失真度时，则可确定ADC采样模块140失效。

第二预设失真度表示考虑到采样误差后，第一电压和第二电压的失真度的最大可能差值，例如，第二预设失真度可为10%。由于计量模块130和ADC采样模块140的采样环境相同，第一电压和第二电压波形失真度应当相似，即两者的波形失真度之差应当小于第二预设失真度，如果两者波形失真度差值超过了第二预设失真度，则可确定波形失真度更大的电压对应的模块失效。因此，当第一电压的波形失真度大于第二电压的波形失真度、且第一电压的波形失真度与第二电压的波形失真度之间的差值大于第二预设失真度时，可确定计量模块130失效；或者，当第二电压的波形失真度大于第一电压的波形失真度、且第二电压的波形失真度与第一电压的波形失真度之间的差值大于第二预设失真度时，可确定ADC采样模块140失效。由此，实现了基于第一电压和第二电压的波形来确定计量模块和ADC采样模块是否失效的功能。

进一步的，主控制模块160用于，在第一电压对应的第一功率为负时，确定计量模块130失效；在第二电压对应的第二功率为负时，确定ADC采样模块140失效。

具体来说，由于正常供电时，电压和电流方向是相同的，故通过第一电压和第二电压计算得到的功率也为正数。因此，当第一电压对应的第一功率为负数时，表示此时第一电压与对应的第一电流反向，此时可确定计量模块130失效；同样，当第二电压对应的第二功率为负时，可确定ADC采样模块140失效。由此，实现了基于第一电压和第二电压对应的功率来确定计量模块和ADC采样模块是否失效的功能

在一些实施例中，主控制模块160用于，在第一电压对应的第一功率因数小于预设功率因数时，确定计量模块130失效；在第二电压对应的第二功率因数小于预设功率因数时，确定ADC采样模块140失效。

具体来说，预设功率因数是指在低压配电开关100正常的情况下，第一电压和第二电压的功率因数的最低值，例如，预设功率因数可为0.6。因此，当第一电压对应的第一功率因数或第二电压对应的第二功率因数小于预设功率因数时，则可确定对应的计量模块130或ADC采样模块140失效。由此，实现了基于第一电压和第二电压对应的第一功率因数来确定计量模块和ADC采样模块是否失效的功能

进一步的，主控制模块160用于，在第一电压的频率与预设频率之间的频率差值小于第二电压的频率与预设频率之间的频率差值、且第二电压的频率与第一电压的频率之间的频率差值大于预设频率差值时，确定ADC采样模块140失效；在第二电压的频率与预设频率之间的频率差值小于第一电压的频率与预设频率之间的频率差值、且第一电压的频率与第二电压的频率之间的频率差值大于预设频率差值时，确定计量模块130失效。

具体来说，预设频率是指多相供电线路的工作频率，例如，预设频率可为50Hz，预设频率差值是指第一电压或第二电压频率之间因测量误差导致的最大可能频率差值，例如，当频率测量精度为0.01Hz时，预设频率差值可为0.5Hz。在计量模块130或ADC采样模块140正常时，第一电压或第二电压频率均应当靠近预设频率，且第一电压频率和第二电压频率的应当小于预设频率差值。因此，当第一电压的频率与预设频率之间的频率差值小于第二电压的频率与预设频率之间的频率差值时，表示第一电压频率更靠近预设频率，此时，如果第二电压的频率与第一电压的频率之间的频率差值大于预设频率差时，则表示第二电压对应的ADC采样模块140存在采样错误问题，此时可确定ADC采样模块140失效；同样的，当第二电压的频率与预设频率之间的频率差值小于第一电压的频率与预设频率之间的频率差值时，表示第二电压频率更靠近预设频率，此时如果第一电压的频率与第二电压的频率之间的频率差值大于预设频率差值时，可确定计量模块130失效。由此，实现了基于第一电压和第二电压频率来确定计量模块和ADC采样模块是否失效的功能

进一步的，主控制模块160用于，在多个第一电压的相序与预设相序不同时，确定计量模块130失效；在多个第二电压的相序与预设相序不同时，确定ADC采样模块140失效。

具体来说，预设相序是指多相供电线路的相序，例如，当多相供电线路为三相的220v供电时，ABC三相的相序应当为，A相电压相位比B相电压超前120度、B相电压相位比C相超前120度。因此，当通过多个第一电压确定的相序与预设相序不同时，表示计量模块130失效；同样，当通过多个第二电压确定的相序与预设相序不同时，表示计量模块130失效。由此，实现了基于第一电压和第二电压对应相序来确定计量模块和ADC采样模块是否失效的功能。

可选的，在确定计量模块130和ADC采样模块140中存在失效模块，且通过上述的直流分量、幅值、波形失真度、功率、功率因数、频率和相序方法均无法确定计量模块130和ADC采样模块140中的哪一个失效时，此时可直接认定为计量模块130失效，因为大量的经验数据表明，计量模块130更容易失效。

在一些实施例中，主控制模块160从计量模块130获取多个第一电流和多个第一电压的第一频率小于从ADC采样模块140获取多个电流采样信号和多个电压采样信号的第二频率，其中，主控制模块160还用于在ADC采样模块140失效时，基于多个第一电流、多个第一电压以及第一频率进行供电保护。

具体来说，由于计量模块130主要用于电能计量功能，对实时性要求不如供电保护功能，因此，主控制模块160从计量模块130获取多个第一电流和多个第一电压的第一频率会小于从ADC采样模块140获取多个电流采样信号和多个电压采样信号的第二频率，例如，第一频率对应的周期通常大于0.8s，而第二频率对应的周期通常为毫秒级。因此，当ADC采样模块140失效时，当主控制模块160通过计量模块130中的多个第一电压和第一电流进行供电保护时，如过压保护时，需要在第一电压大于过压阈值且持续预设时长后，才能确定多相供电线路过压，及过压保护需要ADC采样模块140的高采样频率支持，因此，在主控制模块160进行供电保护时，需要同时考虑第一频率来实现供电保护功能，以完善对多相供电线路的供电保护功能。

以过压保护为例，设第一频率对应的周期为1s，则当过压保护中的预设时长小于1s时，当主控制模块160检测到第一电压高于预设电压阈值时，即对多相供电线路进行过压保护，以确保多相供电线路的安全性。当过压保护中的预设时长大于1s时，则在主控制模块160检测到第一电压高于预设电压阈值，且持续预设时长后，主控制模块160再对多相供电线路进行过压保护，以避免出现错误的过压保护。

可选的，当计量模块失效时，主控制模块160需要基于ADC采样模块140采样的多个电压采样信号和电流采样信号计算出对应的有功功率和无功功率，并基于第二频率确定对应的采样时间；随后，把有功功率按采样时间累加得到有功电能量，把无功功率按采样时间得到无功电能量，从而实现通过ADC采样模块实现电能计量功能。

在一些实施例中，主控制模块160还用于在多个电压差值中的每个电压差值小于第一预设电压差值阈值且大于第二预设电压差值阈值时，基于第二电压与第一电压的比值，对多个第一电压和多个第一电流进行修正，其中，第二预设电压差值阈值小于第一预设电压差值阈值。

具体来说，第一预设电压差值阈值用于确定计量模块130和ADC采样模块140是否误差过大；第二预设电压差值阈值用于确定第一电压和第二电压是否存在误差，因此，第二预设电压差值阈值小于第一预设电压差值阈值，例如，第一预设电压差值阈值可为2%，第二预设电压差值阈值可为0.5%。当多个第一电压与对应的第二电压的每个电压差值小于第一预设电压差值阈值且大于第二预设电压差值阈值时，表示此时计量模块130和ADC采样模块140均正常工作，但存在一定误差，同时，由于ADC采样模块140的信号处理通道的温度系数较小，因此ADC采样模块140采样的误差也相对较小，采样数据也更加精准。因此，此时可基于第二电压与第一电压的比值对多个第一电压和多个第一电流修正，即将采样获得的第一电压和第一电流乘以第二电压和第一电压的比值作为最终的第一电压和第一电流，并以最终的第一电压和第一电流进行电能计量，该方式能够提高计量芯片采样获得的第一电压和第一电流的精度，从而有效提高了电能计量功能的精度。

在一些实施例中，主控制模块160还用于对第一电能计量数据进行分析处理得到第二电能计量数据。

具体来说，第二电能计量数据包括累计电能量、分时段电能量、结算日电能量等数据。当通过计量模块130确定第一电能计量数据后，主控制模块160还可基于第一电能计量数据获得第二电能计量数据，以供后续对电能计量数据进行进一步统计分析，包括电能量累计、冻结、四象限分析等，从而提高了电能计量功能的便捷性。

在一些实施例中，参考图8所示，低压配电开关100还包括：保护控制模块170，保护控制模块170与开关模块110相连，用于控制开关模块110；主控制模块160还与保护控制模块170相连，主控制模块160还用于根据多个电流采样信号和多个电压采样信号，或者根据多个第一电流和多个第一电压，生成保护信号并发送至保护控制模块170，以使保护控制模块170基于保护信号控制开关模块110断开以进行供电保护。

具体来说，当主控制模块160基于ADC采样模块140或计量模块130的采样数据确定多相供电线路处于过压、过流等危险供电状况时，主控制模块160生成保护信号发送到保护控制模块170，随后保护控制模块170控制开关模块110断开，从而实现了对多相供电线路的供电保护。

在一些实施例中，参考图8所示，低压配电开关100还包括：状态获取模块180，状态获取模块180与开关模块110和主控制模块160相连，状态获取模块180用于获取开关模块110的开关状态和/或供电保护模式并发送至主控制模块160。

具体来说，状态获取模块180用于获取低压配电开关100的各种状态变位信号并发送至主控制模块160，以便主控制模块160对低压配电开关进行控制，其中状态变位信号可包括开关模块110的通断状态、供电保护模块的手动、自动状态等。

在一些实施例中，参考图9所示，低压配电开关100还包括：代理模块190和隔离模块1100，代理模块190与计量模块130、ADC采样模块140、保护控制模块170、状态获取模块180和隔离模块1100相连，隔离模块1100与主控制模块160相连，其中，代理模块190用于获取第一电能计量数据、多个第一电压、多个第一电流、多个电压采样信号、多个电流采样信号以及开关状态和/或供电保护模式，并通过隔离模块1100发送至主控制模块160，以及通过隔离模块接收保护信号并发送至保护控制模块。

具体来说，参考图9所示，在低压配电开关100中，计量模块130和ADC采样模块140、保护控制模块170、状态获取模块180这些模块中的数据采集和计算功能是简单的、规律的、实时的，因此，运行时钟的频率可使用低频时钟，来提高电磁抗扰性；同时，另外，这些模块需要承载高电压或大电流或强电磁场，且安装位置可靠近采样器件，以提高数据通信的可靠性，可将这些模块划分为一次部分，操作人员在接触这一部分的模块时，需要做好隔离措施。而在低压配电开关100中，主控制模块160是计算核心，需要承担复杂的计算分析任务，因此运行时钟的频率较高，同时，主控制模块160还需要承担数据管理和存储功能，因此主控制模块160的安全性要求也较高，此外，主控制模块160通常使用低压电压供电，因此可带电拔插，可将主控制模块160划分为二次部分。由上述可知，低压配电开关100中的一次部分和二次部分的工作环境需求、操作人员接触的安全需求均不一致，因此可在这两部分之间设置隔离模块1100，以同时满足两者的工作环境需求，并保护人员的操作安全，如图10所示。

例如，可采用图11所示的NSiP8842芯片（以下简称NS芯片）作为隔离模块1100实现高频运行部分和低频运行部分的隔离功能，NS芯片是集成了隔离DC/DC电源的数字隔离芯片，通信速率高达150Mbps，内置隔离变压器，且隔离电压达到4500伏，能够满足本发明实施例的隔离通信需求，参考图11所示，该NS芯片中的引脚1和引脚7为第一直流电源VDD1，用于给NS芯片的一次部分供电，引脚2和引脚8为第一直流电源VDD1对应的第一地端GND1；引脚4和引脚5为一次部分的发送端口TXD1和接收端口RXD1；引脚10和引脚16为第二预设电源VDD2，用于给二次部分供电，第二预设电源VDD2可从第一预设电源VDD1处耦合过来；引脚9和引脚15为第二预设电源VDD2对应的第二地端GND2；引脚12和引脚13分别为二次部分的发送端口TXD2和接收端口RXD2。由此可知，该NS能实现两个通信线的隔离功能，而本发明实施例中，参考图10所示，计量模块130和ADC采样模块140需要通过SPI（serial peripheralinterface，串行外围接口）接口与主控制模块160通信，每个SPI接口需要四个通信线进行通信，同时保护控制模块170、状态获取模块180共需要四个GPIO（general purpose inputouput，通用输入输出）口来实现与主控制模块160的通信。因此，如主控制模块160通过隔离模块1100与计量模块130等低频运行部分的模块直接通信，则需要至少12个通信线，因此需要6个NS芯片实现隔离功能，这会导致低压配电开关100的成本高，线束多，不利于隔离结构的设计。因此，参考图9所示，本发明实施例的低压配电开关100中还包括代理模块190，代理模块190通过SPI接口与计量模块130和ADC采样模块140相连，并通过GPIO口与保护控制模块170和状态获取模块180相连。同时，代理模块190还通过隔离模块1100与主控制模块160相连，由于一次部分采集的第一电能计量数据、多个第一电压、多个第一电流、多个电压采样信号、多个电流采样信号以及开关状态和/或供电保护模式数据这些数据中，大部分数据对通信实时性的要求不高，低速通信即可满足需求，因此可将这些并行接口的低速通信数据打包成高速串行数据，以UART通信（universal asynchronous receiver transmitter，通用异步收发）的方式进行数据传输，以节省接口。例如，代理模块190可通过两根通信线以UART通信的方式与主控制模块160进行通信，此时，代理模块190仅需两根通信线即可实现主控制模块160的全部通信需求，因此，可仅使用1个NS芯片作为隔离模块1100，如图11所示。参考图11所示，此时的代理模块190和隔离模块1100不仅能够实现一次部分和二次部分的隔离通信功能，还能保证通信数据的完整性，从而能够减少隔离模块中的隔离器件的设置，降低了隔离结构的成本和设计难度。

由此，通过在低压配电开关中设置代理模块和隔离模块，能够实现内部一次部分和二次部分的隔离通信功能，同时节省了隔离器件的设置，有利于电气隔离结构的设计，并提高操作人员的安全性。

进一步的，代理模块发送计量模块130的数据的优先级小于发送ADC采样模块140的数据的优先级且大于发送状态获取模块的数据的优先级。

具体来说，在计量模块130的数据、ADC采样模块140的数据以及状态获取模块的数据这三种数据中，可基于数据对实时性的需求和安全性的影响来确定代理模块的发送优先级。ADC采样模块140的数据主要用于给主控制模块160对多相供电线路进行供电保护，对实时性要求较高，同时对安全性影响较高，因此，ADC采样模块140的数据优先级是最高的。同时，计量模块130的数据在ADC采样模块140失效时，也会用于对多相供电线路进行供电保护，因此，计量模块130的数据的优先级低于计量模块130的数据，但高于状态获取模块180的数据。最后，状态获取模块180的数据主要包括开关状态和/或供电保护模式数据，这些数据对实时性的要求不高，对多相供电线路的安全性影响不大，因此，状态获取模块180的数据发送优先级可为最低。

作为一个具体示例，当多相供电线路为三相四线制的220v供电时，主控制模块160和代理模块190可按照如下方式进行通信：

在代理模块190中，代理模块190可通过SPI接口周期性地连续读取ADC模块130的采样数据，在每个多相供电线路的工频周期内，电压/电流信号可被均匀采样128点，此时采样频率为6400Hz，在每个采样周期内，每当采样到64点（大约10毫秒）的位置时，代理模块190将采样得到的电压采样信号和电流采样信号（以下简称采样数据）发送到主控制模块160。其次，代理模块190每间隔1秒与计量模块130进行一次通信，以获取计量模块130采样得到的第一电压和第一电流（以下简称计量数据），同时，在代理模块190未发送采样数据时，将计量数据发送到主控制模块。最后，当低压配电开关100发生状态变位时，首先缓存状态变位数据，当代理模块190未发送数据时，代理模块190发送状态变位数据；当代理模块190正在发送数据时，则当发送数据结束后，代理模块190再发送该状态变位数据发送到主控制模块160。此外，上述的每种数据在发送期间，是无法打断的，以确保数据传输的可靠性。

在主控制模块160中，主控制模块160每收到64个采样数据时，将这些采样数据缓存，并根据这些采样数据和上一组的64个采样数据计算此时的电压有效值、电流有效值、频率值，再做过压、过流、过频等分析，在判断出过压、过流等故障时，主控制模块160发出控制命令给代理模块190，代理模块190收到控制命令后，立刻驱动保护控制模块170进行相应动作，以实现对多相供电线路的供电保护。同时，当主控制模块160收到1组计量数据时，主控制模块160做一次电能量统计分析，包括电能量累计、冻结、四象限分析等。

在本发明实施例的通信方式中，代理模块190和主控制模块160的通信速率可设置为2Mbps，此时，每64个采样数据的通信时间为64*16*6/2M≈3毫秒（64表示采样数据数量，16表示每个采样数据中的每个信号为16位，6表示每个采样数据中包括三个电压信号和三个电流信号，2M表示当前通信速率）。而由上述可知，本发明实施例的代理模块190每10毫秒进行一次采样数据的发送功能，因此，代理模块190在每次发送采样数据后，有7毫秒的空闲时间用来发送计量数据或状态变位数据。假设计量数据包括正向有功电能量值、反向有功电能量、正向无功电能量值、反向无功电能量、电压值、电流值、有功功率和无功功率这八种数据，则计量数据的通信用时为：8*24*3/2M=0.576毫秒（8表示每相数据的8个量，24是指每个量为24位，3表示三相电压，2M表示当前通信速率）。同样，设状态变位数据包括变位源标识、变位状态、变位时间，其中变位源标识、变位状态均需要1个字节，变位时间需要4个字节，则状态变位数据的通信时间为6*8/2M=0.024毫秒（6表示状态变位数据中包括6个字节，8表示每个字节包括8位，2M表示当前通信速率），由此可知，7毫秒的时间足以发送上述的计量数据和状态变位数据，同时，如在发送采样数据时，低压配电开关100的状态变位，则最多延迟3毫秒后代理模块190将发送到状态变位数据到主控制模块180，这点时间不会导致低压配电开关100的控制错误。

此外，本发明实施例的通信方式中，代理模块190的时钟由主控制模块160设置，以使采样数据、计量数据、状态变位数据的时标准确，具体方法如下：代理模块190中启动一个微秒定时器，主控制模块160发送时钟设置帧（携带主控制模块的时间T），代理模块190在收到帧开头时记录此时微秒定时器的时间值T1，并在收到帧尾时记录此时微秒定时器的时间值T2，随后代理模块用T+T2-T1的方式来设置自己的时钟，主控制模块160可每间隔1秒设置一次代理模块的时钟，并在每秒的0.5秒的位置设置，从而能够确保主控制模块和代理模块的时钟同步，避免在时间进位时发生秒值或秒内置的错位问题，从而提高了低压配电开关的可靠性。

在一些实施例中，参考图9所示，低压配电开关100还包括：第一电源模块1110和第二电源模块1120，第一电源模块1110的输入端与开关模块110的多个输入端相连，第一电源模块1110的输出端与第二电源模块1120的输入端相连，第二电源模块1120的输出端与隔离模块1100相连。其中，第一电源模块1110用于将多相供电线路提供的第一供电电压转换为第二供电电压，第二电源模块1120用于将第二供电电压转换第三供电电压提供给隔离模块1100，通过隔离模块1100给代理模块190和主控制模块160供电。

具体来说，第一电源模块1110可为整流降压电路，主要用于将多相供电线路上的第一供电电压的交流电转换为第二供电电压的直流电，并将直流电提供到第二电源模块1120。第二电源模块1120可为降压电路，主要用于将第二供电电压降压到预设电压值的第三供电电压，以给隔离模块1100供电，并通过隔离模块1100给代理模块190和主控制模块160供电，例如，当隔离模块1100包括前述的NS芯片时，预设电压值为5v。此时，通过第一电源模块1110和第二电源模块1120能够给隔离模块提供稳定的5v直流供电。

可选的，参考图9所示，低压配电开关100还可包括人机交互模块1130和通信模块1140，其中，人机交互模块1130能够为用户提供人机交互服务，以便用户能够便捷的对主控制模块160进行参数调试、配置、检测等功能；通信模块1140能够使主控制模块160具有远程通信能力，从而使用户能够通过远程通信的方式与主控制模块160进行数据交互，主控制模块160也可以通过通信模块1140实现在线升级功能，从而能够进一步优化低压配电开关100。

综上所述，根据本发明实施例的低压配电开关，通过设置多个电流检测模块和计量模块，且每个电流检测模块包括多个电流检测单元和多个并联连接的电流支路，在低压配电开关正常工作时，每个电流检测模块的多个电流支路能够实现分流的效果，从而能够提高电流检测单元获得的多个支路电流检测信号的准确度和线性度，进而提高了电能计量功能的线性度和准确度；同时，通过在低压配电开关中设置了电压采样模块、ADC采样模块和主控制模块，主控制模块能够获取ADC采样模块和计量模块通过电流检测模块和电压检测模块对供电线路的电压和电流进行采样并作对应分析，从而实现了供电保护和电能计量功能的互相备份、互相修正的功能，提高了供电保护和电能计量功能的精度和可靠性；此外，通过在低压配电开关中设置代理模块和隔离模块，并合理划分功能模块，从而以简单的隔离结构实现了一次部分和二次部分的电气隔离和数据交互，从而能够节省低压供电开关的成本，并保证了人员操作安全，实现了对低压配电开关的全面优化。

对应上述实施例，本发明实施例还提供了一种供电设备，参考图12所示，该供电设备1000包括前述的低压配电开关100。

根据本发明实施例的供电设备，通过前述的低压配电开关，能够实现线性度和准确度较高的电能计量功能，同时还能够实现供电保护和电能计量功能的互相备份、互相修正的功能，此外还能实现低压部分和高压部分的隔离通信功能，从而能够实现对供电设备的优化。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”，或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (33)

1.一种低压配电开关，其特征在于，包括：

开关模块，所述开关模块的多个输入端作为所述低压配电开关的电压进线端适于与多相供电线路对应相连，所述开关模块用于连接或断开多相所述供电线路；

多个电流检测模块，多个所述电流检测模块的输入端与所述开关模块的多个输出端对应相连，多个所述电流检测模块的输出端作为所述低压配电开关的电压出线端适于与多相所述供电线路对应相连，每个所述电流检测模块包括多个电流支路和电流检测单元，多个所述电流支路并联在相应电流检测模块的输入端与输出端之间，所述电流检测单元用于检测每个电流支路的电流得到多个支路电流检测信号，并基于多个所述支路电流检测信号得到相应相供电线路的电流检测信号；

计量模块，所述计量模块与多个所述电流检测单元相连，所述计量模块用于采样多个所述电流检测信号，并根据多个所述电流检测信号计算得到多个第一电流，以及基于多个所述第一电流确定多相所述供电线路的第一电能计量数据。

2.根据权利要求1所述的低压配电开关，其特征在于，所述电流检测单元包括：

多个电流互感器，多个所述电流互感器的输入端与多个所述电流支路对应耦合连接，每个所述电流互感器用于检测相应电流支路的电流得到所述支路电流检测信号；

加法器模块，所述加法器模块的输入端与多个所述电流互感器的输出端相连，所述加法器模块的输出端与所述计量模块相连，所述加法器模块用于对多个所述支路电流检测信号进行求和得到相应相供电线路的电流检测信号。

3.根据权利要求2所述的低压配电开关，其特征在于，所述加法器模块包括：

多个信号缓冲器，多个所述信号缓冲器的输入端与多个所述电流互感器的输出端对应相连，每个所述信号缓冲器用于对相应支路电流检测信号进行缓冲；

加法器，所述加法器的多个输入端与多个所述信号缓冲器的输出端对应相连，所述加法器的输出端与所述计量模块相连，所述加法器用于对缓冲后的多个支路电流检测信号进行求和得到相应相供电线路的电流检测信号。

4.根据权利要求3所述的低压配电开关，其特征在于，所述信号缓冲器包括：

第一电阻，所述第一电阻的一端与相应电流互感器的第一输出端相连；

第二电阻，所述第二电阻的一端与相应电流互感器的第二输出端相连；

第一运算放大器，所述第一运算放大器的第一输入端与所述第一电阻的另一端相连，所述第一运算放大器的第二输入端与所述第二电阻的另一端相连，所述第一运算放大器的输出端与所述加法器的相应输入端相连；

第三电阻，所述第三电阻串联在所述第一运算放大器的第二输入端与地之间；

第四电阻，所述第四电阻串联在所述第一运算放大器的第一输入端与输出端之间。

5.根据权利要求4所述的低压配电开关，其特征在于，所述第一电阻、所述第二电阻、所述第三电阻和所述第四电阻的阻值相同。

6.根据权利要求3-5任一项所述的低压配电开关，其特征在于，所述加法器包括：

多个第五电阻，多个所述第五电阻的一端与多个所述信号缓冲器的输出端对应相连；

第二运算放大器，所述第二运算放大器的第一输入端与多个所述第五电阻的另一端相连，所述第二运算放大器的第二输入端接地，所述第二运算放大器的输出端与所述计量模块相连；

第六电阻，所述第六电阻串联在所述第二运算放大器的第一输入端与输出端之间。

7.根据权利要求6所述的低压配电开关，其特征在于，所述第五电阻和所述第六电阻的阻值相同。

8.根据权利要求1所述的低压配电开关，其特征在于，所述电流检测模块还包括：

分流器，所述分流器的输入端作为所述电流检测模块的输入端；

合流器，所述合流器的多个输入端与所述分流器的多个输出端通过多个电压连接线对应相连，所述合流器的输出端作为所述电流检测模块的输出端；

其中，通过所述分流器、所述合流器和多个所述电压连接线形成多个所述电流支路，且并联在相应电流检测模块的输入端与输出端之间。

9.根据权利要求8所述的低压配电开关，其特征在于，所述分流器包括第一导电件、电压入线和多个第一电压分线，所述电压入线的一端作为所述分流器的输入端，所述电压入线的另一端与所述第一导电件的输入端相连，多个所述第一电压分线的一端与所述第一导电件的多个输出端相连，多个所述第一电压分线的另一端作为所述分流器的多个输出端，其中，所述第一导电件的多个输出端位于所述第一导电件的同侧、且所述第一导电件的多个输出端与所述第一导电件的输入端位于所述第一导电件的不同侧。

10.根据权利要求8或9所述的低压配电开关，其特征在于，所述合流器包括第二导电件、多个第二电压分线和电压出线，多个所述第二电压分线的一端作为所述合流器的多个输入端，多个所述第二电压分线的另一端与所述第二导电件的多个输入端相连，所述电压出线的一端与所述第二导电件的输出端相连，所述电压出线的另一端作为所述合流器的输出端，其中，所述第二导电件的多个输入端位于所述第二导电件的同侧、且所述第二导电件的多个输入端与所述第二导电件的输出端位于所述第二导电件的不同侧。

11.根据权利要求2所述的低压配电开关，其特征在于，多个所述电流互感器被划分至至少一个互感器组，所述互感器组包括两个对称设于支撑板两侧且绕组方向相反的电流互感器，位于所述支撑板同侧的相邻两个电流互感器的绕组方向相反。

12.根据权利要求1所述的低压配电开关，其特征在于，所述低压配电开关还包括：ADC采样模块，所述ADC采样模块与多个所述电流检测单元相连，所述ADC采样模块用于采样多个所述电流检测信号得到多个电流采样信号，以便基于多个所述电流采样信号进行供电保护。

13.根据权利要求12所述的低压配电开关，其特征在于，所述低压配电开关还包括：

电压检测模块，所述电压检测模块的多个输入端与所述开关模块的多个输出端和所述低压配电开关的中线进线端相连，所述中线进线端适于与供电线路中线相连，所述电压检测模块用于检测多相所述供电线路中每相供电线路的电压得到多个电压检测信号；

所述计量模块还与所述电压检测模块相连，所述计量模块还用于采样多个所述电压检测信号，并根据多个所述电压检测信号计算得到多个第一电压，以及基于多个所述第一电流和多个所述第一电压确定所述第一电能计量数据；

所述ADC采样模块还与所述电压检测模块相连，所述ADC采样模块还用于采样多个所述电压检测信号得到多个电压采样信号，以便基于多个所述电流采样信号和多个所述电压采样信号进行供电保护。

14.根据权利要求13所述的低压配电开关，其特征在于，所述低压配电开关还包括：主控制模块，所述主控制模块与所述计量模块和所述ADC采样模块相连，其中，

所述主控制模块用于，在所述计量模块未失效时，从所述计量模块获取所述第一电能计量数据；在所述计量模块失效时，从所述ADC采样模块获取多个所述电流采样信号和多个所述电压采样信号，并基于多个所述电流采样信号和多个所述电压采样信号确定所述第一电能计量数据；

所述主控制模块还用于，在所述ADC采样模块未失效时，从所述ADC采样模块获取多个所述电流采样信号和多个所述电压采样信号，以便基于多个所述电流采样信号和多个所述电压采样信号进行供电保护；在所述ADC采样模块失效时，从所述计量模块获取多个所述第一电流和多个所述第一电压，以便基于多个所述第一电流和多个所述第一电压进行供电保护。

15.根据权利要求14所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块还用于从所述ADC采样模块获取多个所述电压采样信号，并从所述计量模块获取多个所述第一电压，以及基于多个所述电压采样信号和多个所述第一电压确定所述计量模块和所述ADC采样模块是否失效。

16.根据权利要求15所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于根据多个所述电压采样信号计算得到多个第二电压，并获取每个所述第一电压与相应第二电压之间的电压差值得到多个电压差值，以及在多个所述电压差值中存在任意电压差值大于等于第一预设电压差值阈值时，基于多个所述第一电压和多个所述第二电压确定所述计量模块和所述ADC采样模块是否失效。

17.根据权利要求16所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于基于多个所述第一电压和多个所述第二电压对应的直流分量、幅值、波形失真度、功率、功率因数、频率和相序中的至少一种，确定所述计量模块和所述ADC采样模块是否失效。

18.根据权利要求17所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于，在所述第一电压的直流分量大于预设直流分量时，确定所述计量模块失效；在所述第二电压的直流分量大于所述预设直流分量时，确定所述ADC采样模块失效。

19.根据权利要求17所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于，在所述第一电压的幅值未处于预设幅值范围时，确定所述计量模块失效；在所述第二电压的幅值未处于所述预设幅值范围时，确定所述ADC采样模块失效。

20.根据权利要求17所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于，在所述第一电压的波形失真度大于第一预设失真度，或者所述第一电压的波形失真度大于所述第二电压的波形失真度、且所述第一电压的波形失真度与所述第二电压的波形失真度之间的差值大于第二预设失真度时，确定所述计量模块失效；在所述第二电压的波形失真度大于所述第一预设失真度，或者所述第二电压的波形失真度大于所述第一电压的波形失真度、且所述第二电压的波形失真度与所述第一电压的波形失真度之间的差值大于所述第二预设失真度时，确定所述ADC采样模块失效。

21.根据权利要求17所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于，在所述第一电压对应的第一功率为负时，确定所述计量模块失效；在所述第二电压对应的第二功率为负时，确定所述ADC采样模块失效。

22.根据权利要求17所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于，在所述第一电压对应的第一功率因数小于预设功率因数时，确定所述计量模块失效；在所述第二电压对应的第二功率因数小于所述预设功率因数时，确定所述ADC采样模块失效。

23.根据权利要求17所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于，在所述第一电压的频率与预设频率之间的频率差值小于所述第二电压的频率与所述预设频率之间的频率差值、且所述第二电压的频率与所述第一电压的频率之间的频率差值大于预设频率差值时，确定所述ADC采样模块失效；在所述第二电压的频率与所述预设频率之间的频率差值小于所述第一电压的频率与所述预设频率之间的频率差值、且所述第一电压的频率与所述第二电压的频率之间的频率差值大于所述预设频率差值时，确定所述计量模块失效。

24.根据权利要求17所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块用于，在多个所述第一电压的相序与预设相序不同时，确定所述计量模块失效；在多个所述第二电压的相序与所述预设相序不同时，确定所述ADC采样模块失效。

25.根据权利要求14所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块从所述计量模块获取多个所述第一电流和多个所述第一电压的第一频率小于从所述ADC采样模块获取多个所述电流采样信号和多个所述电压采样信号的第二频率，其中，

所述主控制模块还用于在所述ADC采样模块失效时，基于多个所述第一电流、多个所述第一电压以及所述第一频率进行供电保护。

26.根据权利要求16所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块还用于在多个所述电压差值中的每个电压差值小于所述第一预设电压差值阈值且大于第二预设电压差值阈值时，基于所述第二电压与所述第一电压的比值，对多个所述第一电压和多个所述第一电流进行修正，其中，所述第二预设电压差值阈值小于所述第一预设电压差值阈值。

27.根据权利要求14所述的低压配电开关，其特征在于，所述主控制模块还用于对所述第一电能计量数据进行分析处理得到第二电能计量数据。

28.根据权利要求14所述的低压配电开关，其特征在于，所述低压配电开关还包括：

保护控制模块，所述保护控制模块与所述开关模块相连，用于控制所述开关模块；

所述主控制模块还与所述保护控制模块相连，所述主控制模块还用于根据多个所述电流采样信号和多个所述电压采样信号，或者根据多个所述第一电流和多个所述第一电压，生成保护信号并发送至所述保护控制模块，以使所述保护控制模块基于所述保护信号控制所述开关模块断开以进行供电保护。

29.根据权利要求28所述的低压配电开关，其特征在于，所述低压配电开关还包括：状态获取模块，所述状态获取模块与所述开关模块和所述主控制模块相连，所述状态获取模块用于获取所述开关模块的开关状态和/或供电保护模式并发送至所述主控制模块。

30.根据权利要求29所述的低压配电开关，其特征在于，所述低压配电开关还包括：代理模块和隔离模块，所述代理模块与所述计量模块、所述ADC采样模块、所述保护控制模块、所述状态获取模块和所述隔离模块相连，所述隔离模块与所述主控制模块相连，其中，所述代理模块用于获取所述第一电能计量数据、多个所述第一电压、多个所述第一电流、多个所述电压采样信号、多个所述电流采样信号以及所述开关状态和/或供电保护模式，并通过所述隔离模块发送至所述主控制模块，以及通过所述隔离模块接收所述保护信号并发送至所述保护控制模块。

31.根据权利要求30所述的低压配电开关，其特征在于，所述代理模块发送所述计量模块的数据的优先级小于发送所述ADC采样模块的数据的优先级且大于发送所述状态获取模块的数据的优先级。

32.根据权利要求30所述的低压配电开关，其特征在于，所述低压配电开关还包括：第一电源模块和第二电源模块，所述第一电源模块的输入端与所述开关模块的多个输入端相连，所述第一电源模块的输出端与所述第二电源模块的输入端相连，所述第二电源模块的输出端与所述隔离模块相连，其中，所述第一电源模块用于将多相所述供电线路提供的第一供电电压转换为第二供电电压，所述第二电源模块用于将所述第二供电电压转换第三供电电压提供给所述隔离模块，通过所述隔离模块给所述代理模块和所述主控制模块供电。

33.一种供电设备，其特征在于，包括根据权利要求1-32任一项所述的低压配电开关。