CN206671417U - 一种变压器输出电流采样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变压器输出电流采样装置，其技术方案要点包括采样电路，用于将变压器输出的交流电流信号转化为第一电压信号；放大电路，电连接于采样电路，接收第一电压信号，并将第一电压信号放大为第二电压信号；比较电路，包括多个比较器，所述比较器的一输入端分别连接有不同的基准电压，另一输入端均接收第二电压信号；计数电路，包括多个计数器，所述计数器上设有边沿触发端，所述边沿触发端分别连接于比较器的输出端，当比较器的输出端发生电位变化后，所述计数器输出一次计数信号；通讯单元，用于将所有计数器累加的计数信号发送给上位机，本实用新型具有对变压器的输出电流进行采样计数；指示变压器运行时电流所处的区间的效果。

Description

一种变压器输出电流采样装置

技术领域

本实用新型涉及一种交流电流采样装置，更具体地说它涉及一种变压器输出电流采样装置。

背景技术

现在的工业用电用户中存在很多移动厂房。在移动厂房建立之初，一般都会根据估计使用设备的功率，采用容量较大的变压器，以满足日常的用电要求。供电局会根据变压器的容量收取基本电价再加上实际的使用功率收取使用电价，收取总电价。但是，在实际情况中，这些移动厂房使用的功率远远小于他们的估计值，一般实际值仅是他们估计值的45%-55%。而由于变压器容量越大，对电能的浪费就越大，供电局收取的基本电价就越高。

因此节省这些移动厂房用户的用电成本，为这些移动厂房匹配容量相适应的变压器，就变得极为重要。从而需要一种变压器输出功率检测装置，来检测这些移动厂房日常的输出功率。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种变压器输出电流采样装置，在于对变压器的输出电流进行采样，计数；指示出变压器运行时电流所处的区间。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种变压器输出电流采样装置，包括

采样电路，用于将变压器输出的交流电流信号转化为第一电压信号；

放大电路，电连接于采样电路，接收第一电压信号，并将第一电压信号放大为第二电压信号；

比较电路，包括多个比较器，所述比较器的一输入端分别连接有不同的基准电压，另一输入端均接收第二电压信号；

计数电路，包括多个计数器，所述计数器上设有边沿触发端，所述边沿触发端分别连接于比较器的输出端，当比较器的输出端发生电位变化后，所述计数器输出一次计数信号，并累加计数信号；

通讯单元，用于将所有计数器累加的计数信号发送给上位机。

通过采用上述技术方案，采样电路将变压器输出的交流电流信号转化为便于检测的第一电压信号；放大电路接收第一电压信号，输出放大的第二电压信号，便于比较。

比较电路上有多个比较器，比较器的输入端上连接不同的基准电压，不同的基准电压对应不同的交流电流大小；因而比较器输出的每一次电位变化，就代表着变压器输出交流电流经过一次基准电压对应的电流大小；如基准电压对应的交流电流大小等于使用变压器容量的70%的电流时；当交流电流从低于70%到高于70%或从高于70%到低于70%时，比较器输出的电位都会变化。因而计数电路通过对电位变化的次数进行计数，就能获得变压器输出电流时，经过对应电流大小的次数。通讯单元将计数器的计数信号输出到上位机；在经过大量时间的收集后，工作人员在上位机上对计数次数进行分析，就能较为准确的判断出日常使用中变压器输出的电流区间；从而帮助工作人员选出容量大小适合的变压器。

本实用新型进一步设置为：所述边沿触发端为下降沿触发端。

通过采用上述技术方案，仅对比较器的输出端从高电平变为低电平进行计数，使得电路一升一降从原本的两次计数变为一次；在能够判断经过电流次数的同时，减少计数器的计数次数。

本实用新型进一步设置为：所述采样电路为电流互感器T1，所述电流互感器T1的一次侧的两端连接输电线路的两端，二次侧的一端连接恒电势；另一端为输出端，输出测量电压。

通过采用上述技术方案，电流互感器通过电磁的转化将变压器输出的电流信号转化为电压信号，而在电流互感器的二次侧的一端连接恒电势，因而另一端的电势会根据测得的电流大小改变，所以作为输出端。

本实用新型进一步设置为：所述隔离电路包括运算放大器U1，第一电阻R1、第二电阻R2；所述运算放大器U1的反相输入端通过所述第一电阻R1和电流互感器T1的输出端连接；所述运算放大器U1的同相输入端通过所述第二电阻R2连接恒电势。

通过采用上述技术方案，运算放大器将获得的电压信号放大，增加电压便于之后的比较。

本实用新型进一步设置为：所述隔离电路还包括第三电阻R3和电容C1，所述第三电阻R3和电容C1串联后，两端分别连接在电流互感器T1的输出端和运算放大器U1的输出端。

通过采用上述技术方案，第三电阻R3和电容C1形成负反馈，使得运算放大器U1输出的电压更加稳定。

本实用新型进一步设置为：连接于所述比较器的基准电压呈线性分布。

通过采用上述技术方案，基准电压呈线性分布，则对应的交流大小也呈线性分布，从而较为全面的对指定范围内交流电大小进行检测。

本实用新型进一步设置为：所述通讯单元包括MCU模块和RS485模块，所有所述计数器的输出端连接MCU模块，RS485模块连接MCU模块；所述MCU模块接收所有计数器输出的累加计数信号；并通过RS485模块输出到上位机。

通过采用上述技术方案，MCU模块接收计数信号，发送给RS485模块，RS485模块通过无线信号直接输送到上位机，传输方便。

综上所述，本实用新型具有以下优点：

1、在变压器运行时，多个计数器对变压器电流经过不同的指定电流大小记数，因而通过大量时间的统计，就能获得变压器运行时电流处在的区间，来选择适合容量大小的变压器；

2、使用RS485模块进行无线传输，信息传输方便。

附图说明

图1是本实施例的电路示意图。

附图标记说明：1、采样电路；2、放大电路；3、比较电路；4、计数电路；5、通讯单元；6、MCU模块；7、RS485模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例，一种变压器输出电流采样装置，如图1所示，包括采样电路1、放大电路2、比较电路3、计数电路4和通讯单元5；采样电路1与变压器的输出线路连接将变压器输出的交流电流信号转化为检测电压；放大电路2接收变压器输出的检测电压，并将检测电压放大输出为放大电压；比较电路3包括多个比较器，比较器将放大电压与多个不同的基准电压比较，且均输出比较信号；计数电路4包括多个计数器，计数器连接比较器的输出端，当比较器的输出端输出一次下降沿信号后，则对应的计数器记一次数；通讯模块与计数器的输出端连接，将计数信号通过无线传输到上位机。

如图1所示，采样电路1包括电流互感器T1，电流互感器T1的一次侧的两端连接输电线路的两端，二次侧的一端连接接地；另一端为输出端，输出检测电压。

如图1所示，放大电路2包括运算放大器U1，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和电容C1；运算放大器U1的反相输入端依次连接第一电阻R1和电流互感器T1的输出端；运算放大器U1的同相输入端依次连接第二电阻R2和接地线，第三电阻R3的一端连接电流互感器T1的输出端，一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接运算放大器U1的输出端。因此运算放大器U1将检测电压端放大，在输出端输出放大电压VA；同时在第三电阻R3和电容C1支路形成负反馈，是运算放大器U1输出电压保持稳定。

如图1所示，比较电路3包括有第一比较器0A1、第二比较器OA2、第三比较器OA3和第四比较器OA4，本实例中比较器个数为四个，当然比较器个数也可以为其他；其中第一比较器0A1、第二比较器OA2、第三比较器OA3、第四比较器OA4的同相输入端均连接运算放大器U1的输出端，接收放大电压VA，而第一比较器0A1、第二比较器OA2、第三比较器OA3、第四比较器OA4的反相输入端分别连接第一基准电压Vref1、第二基准电压Vref2、第三基准电压Vref3、第四基准电压Vref4。其中第一基准电压Vref1、第二基准电压Vref2、第三基准电压Vref3、第四基准电压Vref4的电压值呈线性分布，如第一基准电压Vref1对应使用变压器容量50%的电流、第二基准电压Vref2对应使用变压器容量60%的电流、第三基准电压Vref3对应使用变压器容量70%的电流、第四基准电压Vref4对应使用变压器容量80%的电流；因而能够较为全面的覆盖，需测试的范围内。以第一比较器0A1为例，当检测电压VA的大小小于第一基准电压Vref1,则第一比较器0A1则输出低电压，反之则输出高电压。因而当电压器电流从低于50%上升至高于50%时，第一比较器0A1的输出端会输出上升沿；而当电压器电流从高于50%下降至低于50%时，第一比较器0A1的输出端会输出下降沿。

如图1所示，计数电路4包括第一计数器、第二计数器、第三计数器和第四计数器；且第一计数器、第二计数器、第三计数器和第四计数器均为下降沿触发的计数器。而第一计数器、第二计数器、第三计数器和第四计数器分别连接第一比较器0A1、第二比较器OA2、第三比较器OA3、第四比较器OA4输出端；接收第一比较器0A1、第二比较器OA2、第三比较器OA3、第四比较器OA4输出的下降沿并计数。

如图1所示，通讯单元5包括有MCU模块6和RS485模块7，第一计数器、第二计数器、第三计数器和第四计数器的输出端和RS485模块7的输入端均连接在MCU模块6上，MCU模块6接收第一计数器、第二计数器、第三计数器和第四计数器输出的计数信号，并将计数信号发送给RS485模块7中；RS485模块7通过无线传输到上位机上。

因此在启动此电路后，变压器输出电流通过采样电路1和放大电路2后，形成便于比较的放大电压VA；四个比较器分别将放大电压VA分别与四个基准电压比较，输出比较信号。而后计数器通过计数对应比较器下降沿的次数，就能获得变压器输出电流时，下降经过对应电流大小的次数。而后通讯单元5将计数器的计数信号输出到工作人员处。工作人员接收到信号后，观察不同电流的计数次数；在经过大量时间的数据收集后，对计数次数进行分析，就能较为准确的判断出日常使用中变压器输出的电流区间；从而选出容量大小适合使用的变压器。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的设计构思之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种变压器输出电流采样装置，其特征在于：包括

采样电路(1)，用于将变压器输出的交流电流信号转化为第一电压信号；

放大电路(2)，电连接于采样电路(1)，接收第一电压信号，并将第一电压信号放大为第二电压信号；

比较电路(3)，包括多个比较器，所述比较器的一输入端分别连接有不同的基准电压，另一输入端均接收第二电压信号；

计数电路(4)，包括多个计数器，所述计数器上设有边沿触发端，所述边沿触发端分别连接于比较器的输出端，当比较器的输出端发生电位变化后，所述计数器输出一次计数信号，并累加计数信号；

通讯单元(5)，用于将所有计数器累加的计数信号发送给上位机。

2.根据权利要求1所述的变压器输出电流采样装置，其特征在于：所述边沿触发端为下降沿触发端。

3.根据权利要求2所述的变压器输出电流采样装置，其特征在于：所述采样电路(1)为电流互感器T1，所述电流互感器T1的一次侧的两端连接输电线路的两端，二次侧的一端连接恒电势；另一端为输出端，输出测量电压。

4.根据权利要求3所述的变压器输出电流采样装置，其特征在于：所述放大电路(2)包括运算放大器U1，第一电阻R1、第二电阻R2；所述运算放大器U1的反相输入端通过所述第一电阻R1和电流互感器T1的输出端连接；所述运算放大器U1的同相输入端通过所述第二电阻R2连接恒电势。

5.根据权利要求4所述的变压器输出电流采样装置，其特征在于：所述放大电路(2)还包括第三电阻R3和电容C1，所述第三电阻R3和电容C1串联后，两端分别连接在电流互感器T1的输出端和运算放大器U1的输出端。

6.根据权利要求2所述的变压器输出电流采样装置，其特征在于：连接于所述比较器的基准电压呈线性分布。

7.根据权利要求1所述的变压器输出电流采样装置，其特征在于：所述通讯单元(5)包括MCU模块(6)和RS485模块(7)，所有所述计数器的输出端连接MCU模块(6)，RS485模块(7)连接MCU模块(6)；所述MCU模块(6)接收所有计数器输出的累加计数信号；并通过RS485模块(7)输出到上位机。