CN204046266U - 一种交直流电力测控装置 - Google Patents
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Abstract
一种交直流电力测控装置，其特征在于：①所述的装置包括CPU板、采样板和电源扩展板三块电路板，各电路板之间用插针连接；②采样板中信号采集模块分为电压信号采样和电流信号采样，用采样电阻对电压和电流进行采样，既能采集交流信号，也能采集直流信号；所述的装置能同时采集三路交直流电压和四路对应交直流电流。总之，本实用新型提供的测控装置中交流和直流电力测量通用，能自动识别交直流供电状态，并且自动记录交直流切换时间以及交直流电参数。本装置综合测量精度为0.5%。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种交直流测控用电表，更确切地说本实用新型特别涉及一种应用于交直流交替供电系统中的交直流电力智能测控装置。
背景技术
太阳能作为一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的重视，在人们的生活和工作中也有着广泛的应用，太阳能光发电就是其中一种。太阳能光发电所产生的电能为直流电能，而传统的交流电表不适用于直流电能的测量。此外，太阳能光发电受光照强度影响大，在光照强度不能提供足够所需电能的情况下，还需切换到传统的交流电网供电。
因此，研发一种能识别交直流供电状态，并且能分别对交流和直流电参数进行测量、统计和分析的电力智能控制装置，成为大力发展太阳能光发电技术的一个保障。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种交直流电力测控装置，以解决在交直流交替供电环境下，对交流和直流电参数进行用电计量测量和计费、远程控制以及能源分析和统计的问题，为太阳能光发电技术更广泛的应用和稳定供电提供技术保障。
为实现上述目的，本实用新型硬件所采用的技术方案是：一种交直流电力智能测控装置，包括CPU板、采样板和电源扩展板三块电路板，各电路板之间通过插针连接；所述CPU板包括单片机模块、时钟模块、备用电源和RS-485通信模块；所述采样板包括信号采集模块、电源输入模块和继电器控制模块、主电源输入模块；所述电源扩展板包括整流、滤波、降压模块；由插针与采样板连接，本实用新型能同时采集三路交直流电压和四路交直流电流；所述实用新型通过RS-485接口与上位机软件通信，实现远程实时采集和管理数据，支持装置固件远程升级；所述实用新型通过采样板上的继电器控制交直流电源回路通断；所述实用新型电压取样电阻为普通精密电阻，电流取样电阻为锰铜电阻。
综上所述，在交/直流电源交替使用的供电回路，例如LED光伏照明系统中：光照充足时，太阳能转化为直流电为LED供电；但是当光照不足时，需要即时切换到市电(交流电)为LED持续供电。此时本装置可用于远程在线监测LED交直流的使用情况，包括自动识别LED使用的是直流（太阳能）还是交流（市电），记录交直流电源的切换时间和相应的电力参数，并分别统计交流和直流用电量。同时还能通过RS485或者WIFI通讯方式，远程控制供电回路的通断。
本实用新型提供的交直流电力测控装置中测控的直流电力参数包括：电压、电流、正（反）向功率、电能；交流电力参数包括：电压、电流、功率、有功电能、无功电能、频率以及电能质量参数。测量综合测量精度为0.5%，运用后台软件系统方便用户实施网络化监控（远程数据采集、远程参数设置、远程控制、远程预警和报警）。
本实用新型提供的测控装置中交流和直流电力测量通用，能自动识别交直流供电状态，并且自动记录交直流切换时间以及交直流电参数；多路测量，支持同时采集三路电压数据和四路电流数据；高测量精度，综合0.1级，电压、电流高达0.05级，频率0.01级；支持RS485通信，拥有上位机（PC、便携式移动终端）软件，能远程实时采集数据和数据管理，并支持装置固件远程升级。
附图说明
图1为本实用新型的模块结构图；
图2为本实用新型的接线端子图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型的具体实施方式详述如下：
所述CPU板包括图1中的单片机模块1-1、时钟模块1-2、备用电源（电池/超级电容）1-3和RS-485通信模块1-4。所述单片机模块为本实用新型的中央控制器，内置了16位的A/D转换器、存储器、串行通信接口I/O等，简化了单片机周边电路的设计；所述时钟模块1-2为单片机提供时钟信号；所述备用电源（电池/超级电容）1-3在供电电源断电后提供短暂电源，保证数据完全写入单片机内部存储器；所述RS-485通信模块1-4和单片机的通信接口连接，实现本实用新型与上位机软件之间数据的上传和下发通信，实现远程实时采集数据和数据管理，支持装置固件远程升级。
所述采样板包括图1中的信号采样模块2-1、电源输入模块2-2和继电器及控制模块2-3。其中，信号采集模块2-1分为电压信号采样和电流信号采样，单路电压信号采样电路由3个兆Ω级串联电阻、1个TVS管和1个千Ω级精密采样电阻组成，从千Ω级精密采样电阻两端取出电压信号。单路电流信号采样是在电流回路中串联一个毫Ω级锰铜电阻，将流经该电阻的电流转换为在该电阻上的电压，在锰铜电阻两端取得与电流成正比的电压信号。电压采样信号和电流采样信号最终都由单片机内部的A/D转换器进行模数转换。电源输入模块2-2是对外部输入的市电限压和消除共模影响。继电器及控制模块用于控制供电回路的通断，保证用电安全。
所述电源扩展板3包括图1中的整流、滤波、降压模块，是对采样板中的电源输入模块输出的电源整流、滤波、降压和稳压到单片机的工作电源范围，为本实用新型提供工作电源。整流是对交流供电而言，当用直流供电时，没有影响。
图2为本实用新型的接线端子图，用户将被测量电路电源接到图2中1-8的端子上，接线方式是成对接入的，即端子1、3、5、7接入各路电源的交流火线端或直流正端，端子2、4、6、8接入对应于端子1、3、5、7的电源的交流零线端或直流负端，其中端子5、6和端子7、8所接入的电源为同一路电源，需在外部用导线短接，因而装置只采集3路电压信号。端子13-20为各路电源负载接线端，其中端子17和18、端子19和20由端子5、6、7、8对应的电源供电，在负载接线端分成两个回路，因而装置可采集4路电流信号。端子10、11和12为装置供电电源接线端，若为直流供电，端子10不用接。端子23、24为RS-485通信接线端。端子9、21和22空置，未使用。
总之，本实用新型涉及一种交直流电力测控装置，特征是：
1：用采样电阻对电压和电流进行采样，从而既能采集交流信号，也能采集直流信号；
2：能同时采集三路交直流电压和四路对应交直流电流；
3：能通过RS-485通信模块的接口与上位机软件之间数据的上传及下发通信，实现远程实时采集数据和数据管理，支持本实用新型提供的智能测控装置固件的远程升级。
Claims (5)
1.一种交直流电力智能测控装置，其特征在于：
①所述的装置包括CPU板、采样板和电源扩展板三块电路板，各电路板之间用插针连接；
②采样板中信号采集模块分为电压信号采样和电流信号采样；
其中，①CPU板包括MCU电路、RS-485通信模块、主电源电路、备用电源电路；
②采样板包括继电器及继电器控制电路、电压采样电路、电流采样电路、主电源输入模块；
③电源扩展板包括整流滤波电路、变压电路。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于：
①单路电压信号采样电路由3个兆欧姆级串联电阻、一个TVS管和1个千欧姆级精密采样电阻组成；
②单路电流信号采样是在电流回路中串联一个毫欧姆级锰铜电阻，将流经该电阻的电流转换为在该电阻上的电压，在锰铜电阻两端取得与电流成正比的电压信号。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于电压信号和电流信号最终由单片机内部的A/D转换器进行模数转换。
4.按权利要求1或2所述的装置，其特征在于所述的装置能同时采集三路交直流电压和四路对应交直流电流。
5.按权利要求1所述的装置，其特征在于能通过RS-485通信模块的接口连接与上位机软件纸件数据的上传和下发通信，实现远程实时采集数据和数据管理。
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| CN109039778A (zh) * | 2018-09-13 | 2018-12-18 | 卡斯柯信号有限公司 | 一种交直流电流智能综合采集器 |
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