CN207181565U - 电力终端检测仪 - Google Patents

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邵维廷
赵琦
闫爱国
马勇
姜振殿
田笑
郑磊
郭涛
胡芳
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Wenshang Power Supply Co Of State Grid Shandong Electric Power Co
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Abstract

本实用新型公开了一种电力终端检测仪,属于电力检测装置领域,用于用户负荷终端的检测,其包括MCU微处理单元,还包括与MCU微处理单元通过电信号连接的程控三相功率源、模拟智能电表,信号采集电路通过AD转换电路与MCU微处理单元连接,其中所述MCU微处理单元上还连接有脉冲信号电路、遥控信号电路,并通过RS485通讯端口与待测装置连接,通过RS232通讯端口与通讯装置和LCD显示器连接;所述MCU微处理单元还包括通过RS485总线连接的模拟智能电表。鉴于上述技术方案,本实用新型能够实现对电力负荷终端的性能检测,达到对电力负荷终端参数的测量、调整和各种开关信号的输入端口的检测,并将检测信号进行监测和上报。

Description

电力终端检测仪
技术领域
[0001] 本实用新型属于电力检测装置领域,具体地说,尤其涉及一种电力终端检测仪。
背景技术
[0002] 随着人们的生活水平和社会经济的发展,电网覆盖面积逐渐增加,电力负荷逐渐 增大,而从发电厂输出的电能通过复杂的输电网络配送到用户用电终端中,最后的一道端 口即为电力负荷终端。
[0003] 电力负荷终端的作用在于将用户的用电信息及用户终端的电网参数等信息记录 并传递至与之连接的主控系统中,便于主控系统分析及记录、调控用电负荷,达到电网负荷 均匀的目的。
[0004] 同时,电力负荷终端还能够通过通信网络实现远程抄表、用电异常信息报警、远程 投切等控制,还包括用于保护用户用电安全的断路器和动作断路器等。
发明内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种电力终端检测仪,其能够实现对电力负荷终端的 性能检测,达到对电力负荷终端参数的测量、调整和各种开关信号的输入端口的检测,并将 检测信号进行监测和上报。
[0006] 为达到上述目的,本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0007] 一种电力终端检测仪,包括M⑶微处理单元,还包括与M⑶微处理单元通过电信号 连接的程控三相功率源、模拟智能电表,信号采集电路通过AD转换电路与MCU微处理单元连 接,其中所述M⑶微处理单元上还连接有脉冲信号电路、遥控信号电路,并通过RS485通讯端 口与待测装置连接,通过RS232通讯端口与通讯装置和LCD显示器连接;所述MCU微处理单元 还包括通过RS485总线连接的模拟智能电表。
[0008] 进一步地讲,本申请所述的MCU微处理单元采用ARM Cortex-M3处理器。
[0009] 进一步地讲,本申请所述的信号采集电路包括电压互感器ZMPT107和稳压器D1、稳 压器D2、运放器A,其中所述电压互感器ZMPT107的IN+输入端串联有电阻R1,稳压器D1和稳 压器D2并联设置于电压互感器ZMPT107的0UT+端口和OUT-端口后接于运放器A的输入端。
[0010] 进一步地讲,本申请所述的运放器A的输入端与输出端之间还连接有滤波电路,包 括电容C1、电容C2与电阻R2串联的电路、电阻R3构成的并联电路,上述并联电路均与电容C3 串联后接地。
[0011] 进一步地讲,本申请所述的脉冲信号电路为有源脉冲电路。
[0012] 进一步地讲,本申请所述的通讯装置包括用于转换TTL电平至RS485电平的 SN75176BD芯片,SN75176BD芯片的D脚通过光电耦合器与MCU微处理单元的TXD发送引脚连 接,SN75176BD芯片的R脚通过光电耦合器与MCU微处理单元的接受脚RXD连接;所述 SN75176BD芯片中的DE引脚和RE引脚连接后通过光电耦合器与MCU微处理单元的TXEN管脚 相连。
[0013] 与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
[0014] 本申请能够对电力负荷终端的性能检测,达到对电力负荷终端参数的测量、调整 和各种开关信号的输入端口的检测,并将检测信号进行监测和上报,达到快速检测与判断 用户电力负荷终端是否工作正常并符合用电计量与控制需求。
附图说明
[0015] 图1是本申请的原理框图。
[0016] 图2是信号采集电路的电路原理图。
[0017] 图3是脉冲信号电路的电路原理图。
[0018]图4是通讯装置的电路原理图。
[0019]图5是遥控接收电路的电路原理图。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图及实施例对本申请所述的技术方案作进一步地描述说明。
[0021] 实施例1: 一种电力终端检测仪,包括MCU微处理单元,还包括与MCU微处理单元通 过电信号连接的程控三相功率源、模拟智能电表,信号采集电路通过AD转换电路与MCU微处 理单元连接,其中所述MCU微处理单元上还连接有脉冲信号电路、遥控信号电路,并通过 RS485通讯端口与待测装置连接,通过RS232通讯端口与通讯装置和LCD显示器连接;所述 MCU微处理单元还包括通过RS48 5总线连接的模拟智能电表。
[0022] 实施例2:—种电力终端检测仪,其中所述MCU微处理单元采用ARM C〇rtex-M3处理 器。所述信号采集电路包括电压互感器ZMPT107和稳压器D1、稳压器D2、运放器A,其中所述 电压互感器ZMPT107的IN+输入端串联有电阻R1,稳压器D1和稳压器D2并联设置于电压互感 器ZMPT107的0UT+端口和OUT-端口后接于运放器A的输入端。所述运放器A的输入端与输出 端之间还连接有滤波电路,包括电容C1、电容C2与电阻R2串联的电路、电阻R3构成的并联电 路,上述并联电路均与电容C3串联后接地。所述脉冲信号电路为有源脉冲电路。所述通讯装 置包括用于转换TTL电平至RS485电平的SN75176BD芯片,SN75176BD芯片的D脚通过光电耦 合器与M⑶微处理单元的TXD发送引脚连接,SN75176BD芯片的R脚通过光电耦合器与MCU微 处理单元的接受脚RXD连接;所述SN75176BD芯片中的DE引脚和RE引脚连接后通过光电耦合 器与MCU微处理单元的TXEN管脚相连。其余部分与实施例1中所述的结构及连接关系相同。 [0023]鉴于上述实施例,本申请在使用时,其工作过程及原理如下:
[0024]本申请公开的是一种用于用户电力负荷终端的检测装置,用于检测用户电力负荷 终端的端口及计量、控制模块是否工作正常,并将检测的信号存储或通过通讯装置传递至 主控机。
[0025] 其中的核心部件为MCU微处理单元,MCU微处理单元用以输出对负荷控制测试、电 网状态测试、开关量输出测试及脉冲测试的测试信号。同时,本实用新型为了实现三相电的 测试,采用了三相程控功率源与MCU微处理单元连接,通过采用数字调频、调幅、调相的数字 合成正玄波技术,可独立输出六路幅值、相位可分别调节的电压、电流量,具有稳定度高、准 确率高的优点。三相程控功率源采用市面上销售的成品,诸如鼎升电力生产的DGDY-3E三相 程控标准功率源。
[0026] 本实用新型中所述的MCU微处理单元采用基于ARM Cortex_M3处理器。ARM C〇rtex-M3处理器采用RS485总线与待检测终端进行通信,以便将检测信号传递至待检测终 端。
[0027]在本实用新型中的信号采集电路用于采集用户终端所连接的输电线路电力参数。 但是,由于输电线路的电压与电流明显高于MCU微处理单元检测的信号范围,因此需要经过 信号采集电路实现对上述参数的转换,以便达到检测的目的。信号采集电路将输电线路的 电压经过降压和信号调理,电流经过电流互感器和信号调理之后,输送到位于MCU微处理单 元内的AD转换器中,达到将模拟信号转变为MCU微处理单元所能接受的数字信号。
[0028]具体的说,信号采集电路包括电压互感器ZMPT107和稳压器D1、稳压器D2、运放器 A,其中所述电压互感器ZMPT107的IN+输入端串联有电阻R1,稳压器D1和稳压器D2并联设置 于电压互感器ZMPT107的0UT+端口和OUT-端口后接于运放器A的输入端。电压互感器 ZMPT107能够对电压进行降压隔离,电流互感器D1、D2能够对电流值进行降低,电压互感器 ZMPT107和电流互感器D1、D2的额定值为5A/2.5mA,2A/2mA。需要说明的是,运放器A的运放 倍数由电阻R1的阻值决定,通过选择合适的电阻R1的阻值来实现不同的运放倍数。
[0029] 在对电压及电流信号转换及调理过程中,会产生高频及低频的干扰信号,因此需 要在本实用新型中的运放器A中增加滤波电路,来实现滤除高频干扰和低通滤波。信号采集 电路的电路原理示意图如图2所示。
[0030] 在M⑶微处理单元上还连接有脉冲信号电路,脉冲信号电路的参数包括脉冲常数、 电压、电流互感器变比。将脉冲发生器的输出线P2+、P2_接于待检测装置的脉冲输入端,通 过该设定的脉冲频率和测试时间来测试功率、电能的值,判断脉冲测试的正确性。本实用新 型提供一种如图3所示的脉冲信号电路,该脉冲信号电路为有源脉冲信号电路,其输出的频 率范围为0.5〜20HZ,测试脉冲幅度的额定值包括5V和12V两档。
[0031]在电力终端检测仪中最重要的一部分为通信装置,其是实现将检测信号传递至主 控机与更新检测仪参数的重要装置。本实用新型中采用的通信装置采用RS485总线接口进 行通讯传输,这种接口模块在电力系统中采用较为广泛,通用性好。RS485总线的结构简单、 成本低廉、传输距离超过1〇⑻m,且通过Modbus协议进行传递。
[0032] 为了实现通过RS485总线进行信号的传递,MCU微处理单元需要将其TTL电平转变 为RS485电平,以便符合终端对通讯的要求。本实用新型中的附图4提供了一种该电平的转 换电路,通过SN75176BD芯片实现电平的转换及信号的差分方式传输。即所述通讯装置包括 用于转换TTL电平至RS485电平的SN75176BD芯片,SN75176BD芯片的D脚通过光电耦合器与 MCU微处理单元的TXD发送引脚连接,SN75176BD芯片的R脚通过光电耦合器与MCU微处理单 元的接受脚RH)连接;所述SN75176BD芯片中的DE引脚和RE引脚连接后通过光电耦合器与 MCU微处理单元的TXEN管脚相连。输出端A与输出端B的输出值与DE引脚和RE引脚的输入阻 值相关。通过控制DE和RE引脚实现485通讯硬件的电路实现。
[0033] 通讯模块采用上述电路与MCU微处理单元通信后,通过诸如GPRS或3G、4G频率下的 现有的通信模块和指定或划定的专用通信频率与主控机进行通讯。测试装置应设有230MHz 无线电波屏蔽箱,防止测试过程中无线发射电波泄漏。但是无论使用何种的通讯模式,都需 要符合电力负荷管理系统数据传输规约,以便实现数据的安全稳定传输。
[0034]在本实用新型中还提供了 一种模拟智能电表,其具有智能电表的所有性能,包括 对用电数据的计量、用电信息的统计及远程控制下的投切作业。模拟智能电表的作用在于 电力终端检测仪的自我校正与检验,并能够提供一种参考的佐证与现有的用户终端的智能 电表进行比对,从而判断用户终端的计量装置是否需要进行更换与维护。
[0035] 本实用新型中的MCU微处理单元还包括遥控信号电路,本实用新型在说明书附图 中公开了一种遥控信号电路的电路原理图。其作用在于检测用户终端中的继电器等具体执 行远程投切作用的装置是否处于正常的工作状态。当遥控信号电路接收到来自遥控发射器 的投切信号后,遥控接收电路处理接收到的信号,并且将信号传递至MCU微处理单元。位于 电力终端检测仪的LCD显示屏显示投切状态,MCU微处理单元记录跳闸时间、跳闸轮次、跳阐 前后的功率等,并且检测用户终端负荷单元是否上报跳闸信息。

Claims (6)

1. 一种电力终端检测仪,包括MCU微处理单元,其特征在于:还包括与MCU微处理单元通 过电信号连接的程控三相功率源、模拟智能电表,信号采集电路通过AD转换电路与MOJ微处 理单元连接,其中所述MCU微处理单元上还连接有脉冲信号电路、遥控信号电路,并通过 RS485通讯端口与待测装置连接,通过RS232通讯端口与通讯装置和LCD显示器连接;所述 MCU微处理单元还包括通过RS485总线连接的模拟智能电表。
2. 根据权利要求1所述的电力终端检测仪,其特征在于:所述MCU微处理单元采用ARM Cortex_M3 处理器。
3. 根据权利要求2所述的电力终端检测仪,其特征在于:所述信号采集电路包括电压互 感器ZMPT107和稳压器D1、稳压器D2、运放器A,其中所述电压互感器ZMPT107的IN+输入端串 联有电阻R1,稳压器D1和稳压器D2并联设置于电压互感器ZMPT107的OUT+端口和OUT-端口 后接于运放器A的输入端。
4. 根据权利要求3所述的电力终端检测仪,其特征在于:所述运放器A的输入端与输出 端之间还连接有滤波电路,包括电容C1、电容C2与电阻R2串联的电路、电阻R3构成的并联电 路,上述并联电路均与电容C3串联后接地。
5. 根据权利要求4所述的电力终端检测仪,其特征在于:所述脉冲信号电路为有源脉冲 电路。
6. 根据权利要求5所述的电力终端检测仪,其特征在于:所述通讯装置包括用于转换 TTL电平至RS485电平的SN75176BD芯片,SN75176BD芯片的D脚通过光电耦合器与MCU微处理 单元的TXD发送引脚连接,SN75176BD芯片的R脚通过光电耦合器与MCU微处理单元的接受脚 RXD连接;所述SN75176BD芯片中的DE引脚和RE引脚连接后通过光电耦合器与MCU微处理单 元的TXEN管脚相连。
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