CN206725631U - 多功能电力测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能电力测量装置，包括输入单元、模数转换单元、控制单元、通信单元及显示单元。其中，输入单元采集电网系统提供的电流、电压信号，并将其发送到模数转换单元；模数转换单元将所述电流、电压信号转换为数字信号，发送到控制单元；控制单元根据所述数字信号计算出电力参数信息，将其发送到通信单元及显示单元；通信单元将电力参数信息向外发送；显示单元显示所述电力参数信息。本实用新型通过将显示单元与装置主体分离，从而实现了电力测量装置的简化，在工程应用中具有广阔前景。

Description

多功能电力测量装置

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，尤其涉及一种多功能电力测量装置。

背景技术

目前，电力行业通常采用电力仪表测量电力参数，如电流、电压、功率等，传统的电力仪表体积较大，且显示面板与仪表主体固定设置，对配套的用户设备外形结构要求严格，安装过程殊为不易。同时，电力参数的传送多采用有线传输，布线复杂，耗费大量人力物力。

因此，亟需一种灵活便捷、安装容易，且能够摆脱有线传输的电力仪表以解决以上问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种结构精巧、便于安装的多功能电力测量装置，能够准确测量所有常用的电力参数，并通过无线方式向上位机传送。

本实用新型提供一种多功能电力测量装置，包括输入单元、模数转换单元、控制单元、通信单元及显示单元；其中，输入单元与模数转换单元相连，采集电网系统提供的电流、电压信号，并将其发送到模数转换单元；模数转换单元与控制单元连接，将所述电流、电压信号转换为数字信号，发送到控制单元；控制单元与通信单元及显示单元连接，根据所述数字信号计算出电力参数信息，将其发送到通信单元及显示单元；通信单元将电力参数信息向外发送；显示单元显示所述电力参数信息。

优选地，显示单元通过信号线可拆卸地与控制单元连接。

优选地，输入单元包括采集电流信号的电流输入模块、与采集电压信号的电压输入模块。

优选地，所述装置还包括电流互感器，其与电流输入模块及控制单元连接，将电流输入模块采集的电流信号转换为小电流信号发送到控制单元。

优选地，控制单元具体为微控制单元MCU。

优选地，通信单元包括RS-485芯片，其单端信号端口及使能端口与MCU 的控制端口相连，通过RS-485总线向外发送电力参数信息。

优选地，所述装置还包括电源单元，其向模数转换单元、控制单元、通信单元及显示单元供电，并向外输出直流电压。

优选地，所述电力参数信息包括：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能。

优选地，显示单元具体为LED数码管。

优选地，通信单元与无线通信设备连接，将电力参数信息无线发送到上位机；其中，无线通信设备由电源单元馈电。

由以上技术方案可知，本实用新型通过将显示单元与装置主体分离，从而实现了电力测量装置的简化，在工程应用中具有广阔前景。同时，测量的参数通过无线方式传输，避免了复杂的布线，大大降低了系统成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例的多功能电力测量装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举出优选实施例，对本实用新型进一步详细说明。然而，需要说明的是，说明书中列出的许多细节仅仅是为了使读者对本实用新型的一个或多个方面有一个透彻的理解，即便没有这些特定的细节也可以实现本实用新型的这些方面。

本实用新型的发明人注意到，传统的电力仪表体积较大，且显示面板与仪表主体固定设置，对用户设备的外形结构要求严格，安装过程殊为不易。同时，电力参数的传送多采用有线传输，布线复杂，耗费大量人力物力。

考虑到上述问题，本实用新型的发明人对传统的电力仪表进行了改进，将显示单元可拆卸地连接于装置主体，并将一次电流互感器、电压互感器置于装置之外，成功地简化了仪表结构，使其能够便捷地用于安装。同时，将数据传输方式变为无线传输，极大减小了施工量，降低了系统成本。

图1示出了本实用新型的多功能电力测量装置的结构组成，参见图1，该装置包括输入单元1、模数转换单元2、控制单元3、通信单元4及显示单元 5。下面分别予以介绍：

输入单元1与模数转换单元2相连，采集电网系统提供的电流、电压信号，并将其发送到模数转换单元2。一般地，输入单元1是指若干输入端子，其提供电流、电压、外接电源等输入接口。较佳地，输入单元1包括采集电流信号的电流输入模块、与采集电压信号的电压输入模块。需要说明的是，多功能电力测量装置不含有一次电压互感器、一次电流互感器，其输入的是经过一次电压互感器、一次电流互感器感应的信号，此设计能够有效减小装置体积，使其易于安装。实际应用中，输入单元采集电网系统提供的三相电流、三相电压信号用于参数测量。

模数转换单元2与控制单元3连接，将电流、电压信号转换为数字信号，发送到控制单元3。模数转换单元2具体是以ADC芯片为核心搭建的模数转换电路。

控制单元3与通信单元4及显示单元5连接，根据接收的数字信号计算出电力参数信息，将其发送到通信单元4及显示单元5。上述电力参数信息包括：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能。除此之外，控制单元3还用于控制模数转换单元2进行 AD转换，控制通信单元4的收发切换。较佳地，控制单元3为微控制单元 MCU。可以理解的是，控制单元3也可以采用具有类似功能的CPU、DSP等，本实用新型对此不作限制。

通信单元4将电力参数信息向外发送。作为一个优选方案，通信单元4 为以RS-485芯片为核心搭建的电路，RS-485芯片的单端信号端口及使能端口与MCU的控制端口相连。通信单元4也可以采用RS-232、并行方式进行通信，本实用新型对此不作限制。

显示单元5显示电力参数信息。较佳地，显示单元5为可视度较高的LED 数码管。特别地，显示单元5通过信号线可拆卸地与控制单元3连接，即显示单元5可与多功能电力测量装置的主体部分可拆卸地连接。上述设计使得测量装置安装时，可以将主体置于开关柜内部，开关柜表面只需安装显示单元，由此简化了安装步骤，提升了系统实用性。

作为一个优选方案，多功能电力测量装置还设置用于安全保障的温度传感器、FPGA单元及报警器。其中，温度传感器用于采集多功能电力测量装置内部温度信息，将其发送到FPGA单元，温度传感器的监控重点是控制单元、电源单元所在区域。FPGA单元与上位机通过通信单元连接，并与控制单元连接，其接收上述电力参数信息，同时接收上位机发送的温度阈值与各电力参数阈值。FPGA单元实时判断上述电力参数、温度是否达到或超出各自阈值；若是，则控制报警器报警，从而实现多功能电力测量装置的自动告警，保障设备使用安全。

在本实用新型优选实施例中，多功能电力测量装置还包括电流互感器(图中未示出)，其与电流输入模块及控制单元3连接，将电流输入模块采集的电流信号转换为小电流信号发送到控制单元3。

在本实用新型优选实施例中，多功能电力测量装置还包括电源单元(图中未示出)，其向模数转换单元2、控制单元3、通信单元4及显示单元5供电，并向外输出直流电压。

较佳地，通信单元4与无线通信设备(图中未示出)连接，将电力参数信息无线发送到上位机。上述无线通信设备是由电源单元向外输出直流电压实现馈电。无线通信设备可以是ZIGBEE、WIFI、BLUETOOTH等，本实用新型对此不作限制。

本实用新型还可实现正反向有功电能、感性容性无功电能的计量。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种多功能电力测量装置，其特征在于，包括输入单元、模数转换单元、控制单元、通信单元及显示单元；其中，

输入单元与模数转换单元相连，采集电网系统提供的电流、电压信号，并将其发送到模数转换单元；

模数转换单元与控制单元连接，将所述电流、电压信号转换为数字信号，发送到控制单元；

控制单元与通信单元及显示单元连接，根据所述数字信号计算出电力参数信息，将其发送到通信单元及显示单元；

通信单元将电力参数信息向外发送；

显示单元显示所述电力参数信息；

显示单元通过信号线可拆卸地与控制单元连接；

控制单元具体为微控制单元MCU；

通信单元包括RS-485芯片，其单端信号端口及使能端口与MCU的控制端口相连，通过RS-485总线向外发送电力参数信息。

2.如权利要求1所述的装置，输入单元包括采集电流信号的电流输入模块、与采集电压信号的电压输入模块。

3.如权利要求2所述的装置，所述装置还包括电流互感器，其与电流输入模块及控制单元连接，将电流输入模块采集的电流信号转换为小电流信号发送到控制单元。

4.如权利要求3所述的装置，所述装置还包括电源单元，其向模数转换单元、控制单元、通信单元及显示单元供电，并向外输出直流电压。

5.如权利要求4所述的装置，所述电力参数信息包括：三相电压、三相电流、有功功率、无功功率、功率因数、电网频率、有功电能、无功电能。

6.如权利要求1-5任一所述的装置，显示单元具体为LED数码管。

7.如权利要求5所述的装置，通信单元与无线通信设备连接，将电力参数信息无线发送到上位机；其中，无线通信设备由电源单元馈电。