CN117686775A - 可互换的交流监测设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可互换的交流监测设备，电量采集模块用于测量电连接件并生成原始电量数据，校准存储模块用于存放电量校准系数；监测组件与信号采集组件为可拆卸连接，主控制模块用于读取电量采集模块的原始电量数据以及校准存储模块的电量校准系数，主控制模块还用于根据原始电量数据、电量校准系数生成校准电量数据。由于电量校准系数预存放在信号采集组件的校准存储模块中，当信号采集组件或监测组件被更换后，监测组件的主控制模块，直接读取信号采集组件的电量采集模块的原始电量数据以及校准存储模块的电量校准系数，即可生成校准电量数据，不需要重新匹配电量校准系数，提高了安装效率。

Description

可互换的交流监测设备

技术领域

本发明涉及一种可互换的交流监测设备。

背景技术

随着电力电子技术的发展，供电系统中增加了大量的非线性用电设备，这些用电设备运行中不仅产生大量高次谐波，而且会造成电网电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题，亦会影响电网中对电能质量非常敏感的用电设备的可靠运行，因此对电网电能质量进行在线监测，分析和判断造成各种电能质量问题的原因，从而为改善电网的电能质量提供依据。

配电系统中常规的电量监测方式，一般采用交流监测设备来实现。交流监测设备一般包括信号采集组件和监测组件，信号采集组件连接于电路中用于测量电路的电能参数，而监测组件用于监测信号采集组件测量到的电能参数。信号采集组件的电流、电压测量部件，会因质量或结构差异导致有测量误差，每个交流监测设备均需要设置电量校准系数。

若因信号采集组件的质量问题、使用环境影响和使用方法不当等因素，造成信号采集组件的失准或损坏时，需要更换信号采集组件。而，每更换一次信号采集组件，均需要重新设定电量校准系数，使该信号采集组件与监测组件相匹配，造成工作效率低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是为了克服现有技术中的交流监测设备更换信号采集组件，均需要重新设定电量校准系数，造成工作效率低的缺陷，而提供一种可互换的交流监测设备。

本发明通过以下技术方案解决上述技术问题：

本发明提供一种可互换的交流监测设备，所述交流监测设备包括信号采集组件和监测组件，所述信号采集组件包括电连接件和信号采集板，所述电连接件用于连接于电路中，所述信号采集板设有电量采集模块和校准存储模块，所述电量采集模块与所述电连接件信号连接，所述电量采集模块用于测量所述电连接件并生成原始电量数据，所述校准存储模块用于存放电量校准系数；所述监测组件与所述信号采集组件为可拆卸连接，所述监测组件包括下线路板，所述下线路板设有主控制模块，所述主控制模块与所述电量采集模块、校准存储模块信号连接，所述主控制模块用于读取所述电量采集模块的原始电量数据以及所述校准存储模块的电量校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始电量数据、电量校准系数生成校准电量数据。

在本技术方案中，由于电量校准系数预存放在信号采集组件的校准存储模块中，当信号采集组件或监测组件被更换后，监测组件的主控制模块，直接读取信号采集组件的电量采集模块的原始电量数据以及校准存储模块的电量校准系数，即可生成校准电量数据，不需要重新匹配电量校准系数，提高了安装效率。

较佳地，所述下线路板还包括预警模块，所述预警模块与所述主控制模块信号连接，所述主控制模块还用于存放电量阈值；所述预警模块用于读取所述主控制模块的校准电量数据、电量阈值；所述预警模块还用于判断所述校准电量数据是否超过所述电量阈值，若是则发出警报。

在本技术方案中，当校准电量数据超过对应的电量阈值时，预警模块发出警报给报警设备，通过指示灯闪烁、蜂鸣器报警等方式进行报警，从而保证了设备运行过程中的安全性。

较佳地，所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有显示模块，所述显示模块与所述主控制模块信号连接，所述显示模块用于接收所述主控制模块的校准电量数据；所述显示模块还用于与显示屏信号连接并将所述校准电量数据显示于所述显示屏上。

在本技术方案中，主控制模块将校准电量数据输入至显示模块中，通过显示模块将校准电量数据显示于显示屏上，方便了操作人员观察监控，保证了设备运行过程中的安全性。

较佳地，所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有输入模块，所述输入模块与所述主控制模块信号连接，所述输入模块用于输入所述电量校准系数至所述主控制模块，所述主控制模块还用于将所述电量校准系数写入所述校准存储模块中。

在本技术方案中，通过设置输入模块，可以对存储在校准存储模块中的电量校准系数进行修改，从而使电量校准系数与信号采集组件的电连接件相匹配。

较佳地，所述电连接件包括导电条和套在所述导电条上的电流互感器，所述导电条的两端连接于电路中，所述电量采集模块包括电压采集电路和电流采集电路，所述原始电量数据包括原始电压数据和原始电流数据，所述电量校准系数包括电压校准系数和电流校准系数；

所述电压采集电路与所述导电条电连接，所述电压采集电路用于测量所述导电条的电压并生成所述原始电压数据，所述电流采集电路与所述电流互感器电连接，所述电流采集电路用于测量所述电流互感器的电流并生成所述原始电流数据；

所述主控制模块用于读取所述电压采集电路的原始电压数据以及所述校准存储模块的电压校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始电压数据、电压校准系数生成校准电压数据；

所述主控制模块用于读取所述电流采集电路的原始电流数据以及所述校准存储模块的电流校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始电流数据、电流校准系数生成校准电流数据。

在本技术方案中，通过设置电压采集电路、电流采集电路可分别采集三相交流电压信号和三相交流电流信号，再通过信号处理的方式生成原始电压数据、原始电流数据等相关原始电量数据，从而实现对电路的电流、电压等各种电量参数的监控。

较佳地，所述信号采集组件还包括温度传感器，所述温度传感器用于测量所述电连接件的温度；所述信号采集板还包括温度采集模块，所述温度采集模块与所述温度传感器连接，所述温度采集模块用于接收所述温度传感器所测量的温度并生成原始温度数据，所述校准存储模块用于存放温度校准系数；所述主控制模块还用于读取所述温度采集模块的原始温度数据以及所述校准存储模块的温度校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始温度数据、温度校准系数生成校准温度数据。

在本技术方案中，由于温度校准系数预存放在信号采集组件的校准存储模块中，当信号采集组件或监测组件被更换时，监测组件的主控制模块，直接读取信号采集组件的温度采集模块的原始温度数据以及校准存储模块的温度校准系数，即可生成校准温度数据，不需要重新匹配温度校准系数，提高了安装效率。

较佳地，所述下线路板还包括预警模块，所述预警模块与所述主控制模块信号连接，所述主控制模块还用于存放温度阈值；所述预警模块用于读取所述主控制模块的校准温度数据、温度阈值；所述预警模块还用于判断所述校准温度数据是否超过所述温度阈值，若是则发出警报。

在本技术方案中，当校准温度数据超过对应的温度阈值时，预警模块发出警报给报警设备，通过指示灯闪烁、蜂鸣器报警等方式进行报警，从而保证了设备运行过程中的安全性。

较佳地，所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有显示模块，所述显示模块与所述主控制模块信号连接，所述显示模块用于接收所述主控制模块的校准温度数据；所述显示模块还用于与显示屏信号连接并将所述校准温度数据显示于所述显示屏上。

在本技术方案中，主控制模块将校准温度数据输入至显示模块中，通过显示模块将校准温度数据显示于显示屏上，方便了操作人员观察监控，保证了设备运行过程中的安全性。

较佳地，所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有输入模块，所述输入模块与所述主控制模块信号连接，所述输入模块用于输入所述温度校准系数至所述主控制模块，所述主控制模块还用于将所述温度校准系数写入所述校准存储模块中。

在本技术方案中，通过设置输入模块，可以对存储在校准存储模块中的温度校准系数进行修改，从而使温度校准系数与信号采集组件的温度传感器相匹配。

较佳地，所述监测组件相对于所述信号采集组件更接近显示屏，所述上线路板相对于所述下线路板更接近显示屏。

在本技术方案中，由于显示模块、输入模块在上线路板上，将监测组件设置于更接近显示屏的位置，且将监测组件的控制电路分在下线路板、上线路板这两块板上，上线路板相对于下线路板更接近显示屏，方便了监测组件与显示屏的连接，以及输入设备的设置。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

上述可互换的交流监测设备，由于电量校准系数预存放在信号采集组件的校准存储模块中，当信号采集组件或监测组件被更换后，监测组件的主控制模块，直接读取信号采集组件的电量采集模块的原始电量数据以及校准存储模块的电量校准系数，即可生成校准电量数据，不需要重新匹配电量校准系数，提高了安装效率。

附图说明

图1为本发明可互换的交流监测设备的结构示意图。

图2为图1所示的可互换的交流监测设备的监测组件、信号采集组件的组装示意图。

图3为图1所示的可互换的交流监测设备的信号采集组件的内部结构示意图。

图4为图1所示的可互换的交流监测设备的监测组件的内部结构示意图。

图5为图1所示的可互换的交流监测设备的下线路板、上线路板和信号采集板的电路连接示意图。

附图标记说明

信号采集组件1

电连接件11

导电条111

电流互感器112

信号采集板12

电量采集模块121

电压采集电路1211

电流采集电路1212

信号处理电路1213

校准存储模块122

温度采集模块123

温度传感器13

监测组件2

下线路板21

主控制模块211

预警模块212

监控模块213

开关电源电路214

上线路板22

显示模块221

输入模块222

通信模块223

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。

图1至图5所示，为本发明可互换的交流监测设备的一实施例。该交流监测设备包括信号采集组件1和监测组件2。其中，信号采集组件1包括电连接件11和信号采集板12，电连接件11用于连接于电路中，比如连接于断路器和下级设备之间。信号采集板12设有电量采集模块121和校准存储模块122，电量采集模块121与电连接件11信号连接，电量采集模块121用于测量电连接件11并生成原始电量数据，校准存储模块122用于存放电量校准系数；监测组件2与信号采集组件1为可拆卸连接，监测组件2包括下线路板21，下线路板21设有主控制模块211，主控制模块211与电量采集模块121、校准存储模块122信号连接，主控制模块211用于读取电量采集模块121的原始电量数据以及校准存储模块122的电量校准系数，主控制模块211还用于根据原始电量数据、电量校准系数生成校准电量数据。

由于信号采集组件1的电连接件11、信号采集板12及相关结构的个体差异，每个信号采集组件1均需要单独设置电量校准系数。在本实施例中，电量校准系数存放在信号采集组件1的校准存储模块122中，使电量校准系数根据该信号采集组件1的实际情况被匹配。

如图2所示，监测组件2与信号采集组件1为可拆卸连接，使监测组件2、信号采集组件1中的其中之一发生损坏时，可以将损坏的部件拆掉，更换成新的监测组件2或信号采集组件1。由于电量校准系数预存放在信号采集组件1的校准存储模块122中，当新的部件更换好后，监测组件2的主控制模块211，直接读取信号采集组件1的电量采集模块121的原始电量数据以及校准存储模块122的电量校准系数，即可生成校准电量数据，不需要重新匹配电量校准系数，提高了安装效率。

如图3至图5所示，电连接件11包括导电条111和套在导电条111上的电流互感器112，导电条111的两端分别与断路器、下级设备电连接，电量采集模块121包括电压采集电路1211和电流采集电路1212，原始电量数据包括原始电压数据和原始电流数据，电量校准系数包括电压校准系数和电流校准系数；电压采集电路1211与导电条111电连接，电压采集电路1211用于测量导电条111的电压并生成原始电压数据，电流采集电路1212与电流互感器112电连接，电流采集电路1212用于测量电流互感器112的电流并生成原始电流数据；主控制模块211用于读取电压采集电路1211的原始电压数据以及校准存储模块122的电压校准系数，主控制模块211还用于根据原始电压数据、电压校准系数生成校准电压数据；主控制模块211用于读取电流采集电路1212的原始电流数据以及校准存储模块122的电流校准系数，主控制模块211还用于根据原始电流数据、电流校准系数生成校准电流数据。

电量采集模块121所采集的原始电量数据，至少包括原始电压数据、原始电流数据，分别通过电压采集电路1211、电流采集电路1212采集；相对应的，电量校准系数包括电压校准系数和电流校准系数。而，主控制模块211读取电压采集电路1211的原始电压数据以及校准存储模块122的电压校准系数，根据原始电压数据、电压校准系数生成校准电压数据；主控制模块211还读取电流采集电路1212的原始电流数据以及校准存储模块122的电流校准系数，根据原始电流数据、电流校准系数生成校准电流数据。

具体而言，电压采集电路1211可采用电阻分压电路分别采集三相交流电压信号，电流采集电路1212通过电流互感器112采集三相交流电流信号。电量采集模块121还包括信号处理电路1213，信号处理电路1213将采集的各相电压、各相电流信号送入信号处理电路1213对应的电压、电流通道，信号处理电路1213计算出原始电压数据、原始电流数据，除了电压、电流以外，相对应的，信号处理电路1213还可以生成功率因数、功率、电能、电压骤升、暂降、中断、闪变、间谐波、不平衡度等原始电量数据，生成的原始电量数据可存放在对应的数据寄存器中。相对应的，电量校准系数也可包括上述数据的校准系数。信号处理电路1213与主控制模块211进行通信，将原始电量数据传送至下线路板21的主控制模块211。

如图3至图5所示，信号采集组件1还包括温度传感器13，温度传感器13用于测量电连接件11的温度；信号采集板12还包括温度采集模块123，温度采集模块123与温度传感器13连接，温度采集模块123用于接收温度传感器13所测量的温度并生成原始温度数据，校准存储模块122用于存放温度校准系数；主控制模块211还用于读取温度采集模块123的原始温度数据以及校准存储模块122的温度校准系数，主控制模块211还用于根据原始温度数据、温度校准系数生成校准温度数据。

温度传感器13用于实时测量电连接件11的温度，由于电连接件11、温度传感器13的个体差异，实际测出的原始温度数据也需要进行校准，因此，校准存储模块122也需要设置温度校准系数，且该温度校准系数需进行调配。而，主控制模块211也需要读取温度采集模块123的原始温度数据以及校准存储模块122的温度校准系数，再根据原始温度数据、温度校准系数生成校准温度数据。由于温度校准系数预存放在信号采集组件1的校准存储模块122中，当信号采集组件1或监测组件2被更换时，监测组件2的主控制模块211，直接读取信号采集组件1的温度采集模块123的原始温度数据以及校准存储模块122的温度校准系数，即可生成校准温度数据，不需要重新匹配温度校准系数，提高了安装效率。

如图5所示，下线路板21还包括预警模块212，预警模块212与主控制模块211信号连接。主控制模块211还用于存放电量阈值；预警模块212用于读取主控制模块211的校准电量数据、电量阈值；预警模块212还用于判断校准电量数据是否超过电量阈值，若是则发出警报。主控制模块211还用于存放温度阈值；预警模块212用于读取主控制模块211的校准温度数据、温度阈值；预警模块212还用于判断校准温度数据是否超过温度阈值，若是则发出警报。

预警模块212与指示灯、蜂鸣器等报警设备信号连接，当校准电量数据超过对应的电量阈值时，或当校准温度数据超过对应的温度阈值时，预警模块212发出警报给报警设备，通过指示灯闪烁、蜂鸣器报警等方式进行报警，从而保证了设备运行过程中的安全性。

如图5所示，下线路板21还包括监控模块213，监控模块213与主控制模块211信号连接，监控模块213还用于与监控系统进行远程数据通信，使监控系统能对该交流监测设备进行实时监控。

如图4、图5所示，监测组件2还包括上线路板22，上线路板22设有显示模块221，显示模块221与主控制模块211信号连接。显示模块221用于接收主控制模块211的校准电量数据；显示模块221还用于与显示屏信号连接并将校准电量数据显示于显示屏上。显示模块221用于接收主控制模块211的校准温度数据；显示模块221还用于与显示屏信号连接并将校准温度数据显示于显示屏上。

主控制模块211将校准电量数据、校准温度数据通过通信模块223输入至显示模块221中。显示屏通常设置于柜子上，通过显示模块221将校准电量数据、校准温度数据显示于显示屏上，方便了操作人员观察监控，保证了设备运行过程中的安全性。

如图4、图5所示，上线路板22设有输入模块222，输入模块222与主控制模块211信号连接。输入模块222用于输入电量校准系数至主控制模块211，主控制模块211还用于将电量校准系数写入校准存储模块122中。输入模块222用于输入温度校准系数至主控制模块211，主控制模块211还用于将温度校准系数写入校准存储模块122中。

输入模块222可以与拨码器、设置于柜体外部的按键等输入设备相连接，通过输入设备将电量校准系数、温度校准系数输入至输入模块222，输入模块222通过通信模块223与主控制模块211相互通信，主控制模块211将电量校准系数、温度校准系数写入校准存储模块122中。通过设置输入模块222，可以对存储在校准存储模块122中的电量校准系数、温度校准系数进行修改，从而使电量校准系数、温度校准系数与信号采集组件1的其它部件相匹配。

如图1至图4所示，监测组件2相对于信号采集组件1更接近显示屏，上线路板22相对于下线路板21更接近显示屏。由于显示模块221、输入模块222在上线路板22上，将监测组件2设置于更接近显示屏的位置，且将监测组件2的控制电路分在两块板(下线路板21、上线路板22)上，上线路板22相对于下线路板21更接近显示屏，方便了监测组件2与显示屏的连接，以及输入设备的设置。

如图5所示，下线路板21上还设有开关电源电路214，开关电源电路214用于与外部电源连接，并向下线路板21、上线路板22、信号采集板12的各个模块提供工作电源。

本发明不局限于上述实施方式，不论在其形状或结构上作任何变化，均落在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的，本领域的技术人员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，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种可互换的交流监测设备，其特征在于，所述交流监测设备包括：

信号采集组件，所述信号采集组件包括电连接件和信号采集板，所述电连接件用于连接于电路中，所述信号采集板设有电量采集模块和校准存储模块，所述电量采集模块与所述电连接件信号连接，所述电量采集模块用于测量所述电连接件并生成原始电量数据，所述校准存储模块用于存放电量校准系数；

监测组件，所述监测组件与所述信号采集组件为可拆卸连接，所述监测组件包括下线路板，所述下线路板设有主控制模块，所述主控制模块与所述电量采集模块、校准存储模块信号连接，所述主控制模块用于读取所述电量采集模块的原始电量数据以及所述校准存储模块的电量校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始电量数据、电量校准系数生成校准电量数据。

2.如权利要求1所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述下线路板还包括预警模块，所述预警模块与所述主控制模块信号连接，所述主控制模块还用于存放电量阈值；所述预警模块用于读取所述主控制模块的校准电量数据、电量阈值；所述预警模块还用于判断所述校准电量数据是否超过所述电量阈值，若是则发出警报。

3.如权利要求1所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有显示模块，所述显示模块与所述主控制模块信号连接，所述显示模块用于接收所述主控制模块的校准电量数据；所述显示模块还用于与显示屏信号连接并将所述校准电量数据显示于所述显示屏上。

4.如权利要求1所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有输入模块，所述输入模块与所述主控制模块信号连接，所述输入模块用于输入所述电量校准系数至所述主控制模块，所述主控制模块还用于将所述电量校准系数写入所述校准存储模块中。

5.如权利要求1至4任一项所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述电连接件包括导电条和套在所述导电条上的电流互感器，所述导电条的两端连接于电路中，所述电量采集模块包括电压采集电路和电流采集电路，所述原始电量数据包括原始电压数据和原始电流数据，所述电量校准系数包括电压校准系数和电流校准系数；

所述电压采集电路与所述导电条电连接，所述电压采集电路用于测量所述导电条的电压并生成所述原始电压数据，所述电流采集电路与所述电流互感器电连接，所述电流采集电路用于测量所述电流互感器的电流并生成所述原始电流数据；

所述主控制模块用于读取所述电压采集电路的原始电压数据以及所述校准存储模块的电压校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始电压数据、电压校准系数生成校准电压数据；

所述主控制模块用于读取所述电流采集电路的原始电流数据以及所述校准存储模块的电流校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始电流数据、电流校准系数生成校准电流数据。

6.如权利要求1所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述信号采集组件还包括温度传感器，所述温度传感器用于测量所述电连接件的温度；所述信号采集板还包括温度采集模块，所述温度采集模块与所述温度传感器连接，所述温度采集模块用于接收所述温度传感器所测量的温度并生成原始温度数据，所述校准存储模块用于存放温度校准系数；所述主控制模块还用于读取所述温度采集模块的原始温度数据以及所述校准存储模块的温度校准系数，所述主控制模块还用于根据所述原始温度数据、温度校准系数生成校准温度数据。

7.如权利要求6所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述下线路板还包括预警模块，所述预警模块与所述主控制模块信号连接，所述主控制模块还用于存放温度阈值；所述预警模块用于读取所述主控制模块的校准温度数据、温度阈值；所述预警模块还用于判断所述校准温度数据是否超过所述温度阈值，若是则发出警报。

8.如权利要求6所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有显示模块，所述显示模块与所述主控制模块信号连接，所述显示模块用于接收所述主控制模块的校准温度数据；所述显示模块还用于与显示屏信号连接并将所述校准温度数据显示于所述显示屏上。

9.如权利要求6所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述监测组件还包括上线路板，所述上线路板设有输入模块，所述输入模块与所述主控制模块信号连接，所述输入模块用于输入所述温度校准系数至所述主控制模块，所述主控制模块还用于将所述温度校准系数写入所述校准存储模块中。

10.如权利要求3、4、8或9所述的可互换的交流监测设备，其特征在于：所述监测组件相对于所述信号采集组件更接近显示屏，所述上线路板相对于所述下线路板更接近显示屏。