CN205301409U - 可采集多回路数据的电能监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可采集多回路数据的电能监测装置，包括MCU、通信模块、一个三相电压互感器、多个三相电流互感器以及分别与多个三相电流互感器一一对应的多块计量芯片；三相电压互感器的输出端分别与多块计量芯片的电压测量信号输入端电连接，多个三相电流互感器的输出端一一对应地分别与多块计量芯片的电流测量信号输入端电连接，多块计量芯片均与MCU双向电连接，MCU与通信模块双向电连接。本实用新型便于安装和接线，同时能减小占用空间，降低制造成本。

Description

可采集多回路数据的电能监测装置

技术领域

本实用新型涉及电力技术，尤其涉及电能监测装置。

背景技术

能效管理系统是近年来国家为缓解能源紧张和环境恶化的巨大压力而大力提倡的用电管理系统，它是用电单位，尤其是高能耗企业最有效和最经济的节能增效的技术手段和管理办法，可产生经济和社会双重效益。

电能监测装置是能效管理系统中重要的组成部分，而且它在系统中占有绝对多的数量，为能效管理系统的正常运行发挥了重要的作用。图1示出了目前普遍采用的能效管理系统的组成框图。从图1中可以看出，目前的能效管理系统普遍采用了单回路电能监测装置，单回路电能监测装置只负责采集一路用电负荷的用电数据。而通常来说，一个配电箱（柜）需要控制几路的用电负荷，因此需要几个单回路电能监测装置来监测数据，并且在每个配电箱里采用了一个串口服务器与这些电能监测装置的RS485口连接，再通过以太网的网络交换机与控制中心相连，控制中心通过网络交换机和串口服务器等通信设备与电能监测装置进行数据交换。

图2示出了现有的单回路电能监测装置的原理框图。如图2所示，现有的单回路电能监测装置主要由MCU91、存储模块92、显示模块93、RS485通信模块94、电源模块95、三相电压互感器96、三相电流互感器97、计量芯片98等组成。MCU91负责协调其它各个单元的工作，它从计量芯片98里读取电压、电流、功率、电量的值，通过计算得出谐波、相位角、功率因数等数据，并且判断出失压、断相等状态，然后将这些数据存储在存储模块92中，并通过显示模块93将工作状态显示出来，另外，MCU91还负责组织报文，通过RS485通信模块与能效管理系统的控制中心进行通信，将采集、计算得出的数据和状态上报给控制中心。从图1中可以看出，电能监测装置通过RS485口与外置的串口服务器连接，再通过以太网与网络交换机连接，最后连接到控制中心。三相电压互感器96的主要功能是将测量点的高电压按照一定的变比，精确地变换成低电压信号，以满足计量芯片98的输入要求。三相电流互感器97的主要功能是将测量点的大电流按照一定的变比，精确地变换成小电流信号，以满足计量芯片98的输入要求。计量芯片98可以采集三相电压、三相电流的有效值以及有功功率、无功功率、视在功率，电量等数据，并将这些数据通过SPI串行通信口发送给MCU91，同时它还可以输出同步采样的瞬时采样点给MCU91用于谐波计算。

一般的配电箱（柜）内部空间都不大，还要安装许多其它设备，即使是体积稍大的配电柜安装在多个单回路电能监测装置和串口服务器时也显得拥挤，更不要说体积更小的配电箱了。此外，每个电能监测装置只能采集一个回路的用电数据也提高了整个系统的设备数量和成本。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可采集多回路数据的电能监测装置，其便于安装，同时能减小占用空间，降低制造成本。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

可采集多回路数据的电能监测装置，包括MCU、通信模块、一个三相电压互感器、多个三相电流互感器以及分别与多个三相电流互感器一一对应的多块计量芯片；三相电压互感器的输出端分别与多块计量芯片的电压测量信号输入端电连接，多个三相电流互感器的输出端一一对应地分别与多块计量芯片的电流测量信号输入端电连接，多块计量芯片均与MCU双向电连接，MCU与通信模块双向电连接。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有以下优点：

1、安装和接线更加方便。由于一台本实用新型的可采集多回路数据的电能监测装置能够取代现有的多台单回路电能监测装置，因此大大减少了安装和接线的工作量，且无需再安装串口服务器；

2、节省安装空间，降低制造成本。在本实用新型的可采集多回路数据的电能监测装置中，电源模块、MCU、显示模块、存储模块、电压互感器等资源实现了共享，因此，在要测量的回路数量相同的情况下，一台本实用新型的电能监测装置的体积要比现有多台单回路电能监测装置的体积之和小得多，而实现的功能则完全一样，同时制造成本也大为降低。

附图说明

图1是现有的能效管理系统的原理框图。

图2示出了现有的单回路电能监测装置的原理框图。

图3是根据本实用新型一实施例的可采集多回路数据的电能监测装置的原理框图。

图4示出了采用了根据本实用新型一实施例的可采集多回路数据的电能监测装置的能效管理系统的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

图3示出了采用了根据本实用新型一实施例的可采集多回路数据的电能监测装置的原理框图。如图3所示，该可采集多回路数据的电能监测装置包括MCU1、存储模块2、显示模块3、通信模块4、电源模块5、一个三相电压互感器6、多个三相电流互感器7、以及分别与多个三相电流互感器7一一对应的多块计量芯片8。

存储模块2与MCU1双向电连接。显示模块3的输入端与MCU1的输出端电连接。电源模块5用于向MCU1以及多块计量芯片8供电。三相电压互感器6的输出端分别与多块计量芯片的电压测量信号输入端电连接，多个三相电流互感器7的输出端一一对应地分别与多块计量芯片8的电流测量信号输入端电连接，多块计量芯片8均与MCU1双向电连接，MCU1与通信模块4双向电连接。

从实际现场情况和设备的成本体积等各方面因素考虑，优选地，在本实施例中，三相电流互感器7的数量为四个，计量芯片8的数量为四块，从而可以实现对4个互不相同的测量回路的电流进行测量。另一方面，由于在同一配电箱（柜）下的各路用电负荷处于同一进线下，电压是相同的，因此，在本实施例中，仅采用了一个三相电压互感器6来采集共同的电压，电压输入信号在经过1个三相电压互感器以后，由1路分成4路，分别输入四块计量芯片8。这样做的好处是可以减少接线数量，并可以减小接线端子的体积。四块计量芯片8分别计量四路用电负荷的电流、电压、功率、电量等用电数据，并将这些数据通过SPI串行通信口发送给MCU1。

在本实施例中，通信模块4为具有以太网通信功能的以太网通信模块，其取代了现有的RS485通信模块，从而可以省去串口服务器等设备，节约了成本，并节省了配电箱（柜）的内部空间。图4示出了采用了根据本实用新型一实施例的可采集多回路数据的电能监测装置的能效管理系统的原理框图。将图4与图1对比，可以看到采用本申请的可采集多回路数据的电能监测装置的能效管理系统省去了串口服务器，同时在每一个配电箱（柜）中仅设置了一个电能监测装置。

Claims (5)

1.可采集多回路数据的电能监测装置，其特征在于，包括MCU、通信模块、一个三相电压互感器、多个三相电流互感器以及分别与所述的多个三相电流互感器一一对应的多块计量芯片；

所述三相电压互感器的输出端分别与多块计量芯片的电压测量信号输入端电连接，所述多个三相电流互感器的输出端一一对应地分别与多块计量芯片的电流测量信号输入端电连接，所述多块计量芯片均与所述MCU双向电连接，所述MCU与所述通信模块双向电连接。

2.根据权利要求1所述的可采集多回路数据的电能监测装置，其特征在于，所述通信模块为以太网通信模块。

3.根据权利要求2所述的可采集多回路数据的电能监测装置，其特征在于，所述三相电流互感器的数量为四个。

4.根据权利要求1所述的可采集多回路数据的电能监测装置，其特征在于，所述可采集多回路数据的电能监测装置包括存储模块，所述存储模块与所述MCU双向电连接。

5.根据权利要求1所述的可采集多回路数据的电能监测装置，其特征在于，所述可采集多回路数据的电能监测装置包括显示模块，所述显示模块的输入端与所述MCU的输出端电连接。