CN204116475U - 一种多回路多功能电力仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多回路多功能电力仪表，包括MCU模块和电源模块，还包括计量模块、电流输入模块和电压输入模块，电流输入模块和电压输入模块分别向计量模块输入三路电流信号与一路电压信号，计量模块将接收到的电流信号与电压信号处理后输出给MCU模块。本实用新型可以监测9路单相或者3路三相100A以下终端输出回路的全电量，方便统计每个回路的电能消耗情况，解决现有技术因一回路一电表带来的需要较大的安装空间以及系统配置成本较高的问题，具备成本低与安装及维护方便的优点，满足智能电网终端设备的检测和控制。

Description

一种多回路多功能电力仪表

技术领域

本实用新型属于电力仪表技术领域，特别涉及一种多回路多功能电力仪表。

背景技术

随着配电系统的发展，智能电网建设与智能配电技术的推进，智能配电回路中各种仪表向集成化和网络化发展的方向是越来越清晰。

在目前的低压配电系统中，常用的方案是对每个配电输出回路安装一块多功能电力仪表，用于测量电流、电压、功率、电能和开关量输入输出于一体，并可进行组网通讯；该方式只能对该回路的能耗进行计量统计，若要实现对每个终端子回路的分项计量，就需要根据子回路的数量安装多个仪表，然而这种方式受制于柜子的体积无法安装多个设备；且实施成本高、显示也不直观，操作复杂。因此对目前智能电网终端设备的完整性存在缺陷，也不利于设备上管理的要求。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型旨在提供一种成本低、安装与维护方便的多回路多功能电力仪表。

技术方案：一种多回路多功能电力仪表，包括MCU模块和电源模块，还包括计量模块、电流输入模块和电压输入模块，电流输入模块和电压输入模块分别向计量模块输入三路电流信号与一路电压信号，计量模块将接收到的电流信号与电压信号处理后输出给MCU模块。

所述计量模块包括三个计量芯片，所述电流输入模块包括与三个计量芯片分别连接的三个电流互感器，每个电流互感器将采集到的电流信号输入到对应的计量芯片。

所述计量芯片为RN7302计量芯片。

所述MCU模块连接有开入开出模块，开入开出模块包括四路开关量输入模块和两路继电器输出模块，开关量输入模块用以监测回路的开关状态，继电器输出模块用以控制各个回路的通断。

所述MCU模块还连接有数据存储模块、按键显示模块和通信模块。

所述数据存储模块采用铁电存储器RC16V，用于存储设置参数和电能值。

所述按键显示模块采用宽温段码式LCD。

所述通信模块为RS485通信接口。

所述电源模块采用TNY286P控制芯片构建的开关电源。

有益效果：本实用新型可以监测9路单相或者3路三相100A以下终端输出回路的全电量，方便统计每个回路的电能消耗情况，解决现有技术因一回路一电表带来的需要较大的安装空间以及系统配置成本较高的问题，具备成本低与安装及维护方便的优点，满足智能电网终端设备的检测和控制。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为本实用新型中计量模块与电流输入模块、电压输入模块的电路结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型所述的一种多回路多功能电力仪表，包括MCU模块1(微处理器模块)，所述MCU模块1分别与电源模块2、计量模块3、开入开出模块6、数据存储模块7、按键显示模块8和通信模块9连接。计量模块3还连接有电流输入模块4和电压输入模块5。电流输入模块4和电压输入模块5分别向计量模块3输入三路电流信号与一路电压信号，计量模块3将接收到的电流信号与电压信号处理后输出给MCU模块1。

计量模块3由三个计量芯片组成，计量芯片为锐能微公司的三相多功能计量芯片RN7302，该芯片是一款新型的三相多功能防窃电计量芯片，可以输入3路电流和3路电压，本实施方式中三个计量芯片共用一路电压输入，但分别可以接入三路电流(既可以是三路单相电流也可以是一路三相电流)；且该芯片拥有超宽的动态范围，电压和电流有效值在5000：1的动态范围内，非线性误差<0.1％，完全满足国家电网0.5s级有功电能表精度要求。电流输入模块4包括与三个计量芯片分别连接的三个电流互感器，每个电流互感器将采集到的电流信号输入到对应的计量芯片。

本实施方式中三路电压信号经过高耐压电阻分压后，通过精密电阻取样，然后经过阻容抗混叠滤波电路分别接入三个计量芯片；一次电流线穿过外置高精密电流电感器，然后电流互感器二次回路接入仪表主体，输入主体的二次电流信号经过精密电阻把mA级电流信号转换成电压信号，采用差分输入，然后经过阻容抗混叠滤波电路接入计量芯片的电流信号输入端，计量芯片的电流采样信号采用分段扩增益，可以提高电流采样的动态范围，使电能、电流的误差在整个电流范围0.01～100A要求满足0.5s级的标准。

MCU模块1通过SPI总线和3个计量芯片连接，分别对每个计量芯片每个信号回路单独进行校准，以保证每个回路的测量精度。计量芯片既计算三个回路的总功率和总电能，也计算每个回路的分相功率和电能，然后通过SPI总线把数据传送给MCU模块1，MCU模块1对传送的数据进行计算，并把电能数据存储在数据存储模块中；同时在显示模块上显示所有数据。所以本实用新型既可以测量显示9个单相回路的电参量以及能耗信息，也可以测量显示3个三相回路的电参量以及能耗信息。

电源模块2采用PI公司的开关电源控制芯片TNY286P构建的开关电源。可以为MCU模块1、通信模块9及开入开出模块6提供三路相互隔离的直流电源。

开入开出模块6，包括四路开关量输入模块和两路继电器输出模块。开关量输入模块可以监测输出回路的开关状态，继电器输出模块可以控制各个输出回路的通断。

数据存储模块7采用铁电存储器RC16V，用于存储仪表的设置参数和每个回路的电能值。

按键显示模块8采用宽温段码式LCD显示，用于显示电力参数以及电能值，同时配合按键进行参数设置。

通信模块9为标准的RS485通信接口，通信协议为MODBUS-RTU通信协议，通过通信接口可以对仪表进行参数设置，并读取仪表中的所有数据。

本实用新型主要应用于需要监测电流在100A以下的终端出线回路的电参数配电设备，将每个回路中的电压、电流、频率、功率因数、有功功率、无功功率以及有功电能、无功电能集中测量和显示，并可对输出回路的开关状态集中监测和显示，也可以控制各个回路的输出。以上各参量通过通信接口完成数据上传，实现对整个配电出线回路的集中测量和监视。具备了投资小、安装及维护方便的优点，满足智能电网终端设备的检测和控制。

Claims (9)

1.一种多回路多功能电力仪表，包括MCU模块(1)和电源模块(2)，其特征在于，还包括计量模块(3)、电流输入模块(4)和电压输入模块(5)，电流输入模块(4)和电压输入模块(5)分别向计量模块(3)输入三路电流信号与一路电压信号，计量模块(3)将接收到的电流信号与电压信号处理后输出给MCU模块(1)。 

2.根据权利要求1所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述计量模块(3)包括三个计量芯片，所述电流输入模块(4)包括与三个计量芯片分别连接的三个电流互感器，每个电流互感器将采集到的电流信号输入到对应的计量芯片。 

3.根据权利要求2所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述计量芯片为RN7302计量芯片。 

4.根据权利要求1所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述MCU模块(1)连接有开入开出模块(6)，开入开出模块(6)包括四路开关量输入模块和两路继电器输出模块，开关量输入模块用以监测回路的开关状态，继电器输出模块用以控制各个回路的通断。 

5.根据权利要求1所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述MCU模块(1)还连接有数据存储模块(7)、按键显示模块(8)和通信模块(9)。 

6.根据权利要求5所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述数据存储模块(7)采用铁电存储器RC16V，用于存储设置参数和电能值。 

7.根据权利要求5所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述按键显示模块(8)采用宽温段码式LCD。 

8.根据权利要求5所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述通信模块(9)为RS485通信接口。 

9.根据权利要求1所述的多回路多功能电力仪表，其特征在于，所述电源模块(2)采用TNY286P控制芯片构建的开关电源。