CN208060606U

CN208060606U - 新型交流电力监测装置

Info

Publication number: CN208060606U
Application number: CN201820581461.6U
Authority: CN
Inventors: 刘展未; 瞿军; 马亮
Original assignee: Wasion Information Technology Ltd By Share Ltd
Current assignee: Wasion Information Technology Ltd By Share Ltd
Priority date: 2018-04-23
Filing date: 2018-04-23
Publication date: 2018-11-06
Anticipated expiration: 2028-04-23

Abstract

本实用新型公开了一种新型交流电力监测装置，包括电源模块、一路电压采样模块、若干路电流采样模块、若干路计量模块、控制模块和输入输出模块；电源模块供电；电压采样模块采样电压信号并上传计量模块；电流采样模块采样电流信号并上传计量模块；计量模块计量电能并上传控制模块；控制模块控制新型交流电力监测装置工作，同时通过输入输出模块与外部进行交互。本实用新型提供的这种新型交流电力监测装置，通过多路计量模块实现多对路电力线的同时监测和计量，从而保证了本实用新型能够同时对多条线路进行电力监测，而且本实用新型的电路简单可靠，成本低廉。

Description

新型交流电力监测装置

技术领域

本实用新型具体涉及一种新型交流电力监测装置。

背景技术

随着国家经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。电力监测装置是电力系统的重要组成部分，其承担着对电能进行监测的重要功能。随着经济技术的发展，越来越多的场合均需要进行多线路电能的监测。

对于多线路电能监测的场合，目前常用的监测方式就是多台监测仪同时工作，即对于N条线路同时监测的场合，采用N台电力监测装置，每一条线路上均安装一台电力监测装置进行检测。但是，目前的多线路电力监测，明显成本极高，而且一旦要求同时监测的线路较多，使得多台电力监测装置体积极大且无法安放。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够同时对多条线路进行电力监测，且成本低廉，简单可靠的新型交流电力监测装置。

本实用新型提供的这种新型交流电力监测装置，包括电源模块、一路电压采样模块、若干路电流采样模块、若干路计量模块、控制模块和输入输出模块；电压采样模块和电流采样模块与计量模块连接；计量模块和输入输出模块均与控制模块连接；电源模块用于为所述新型交流电力监测装置供电；电压采样模块用于采样所监测线路的电压信号并上传计量模块；电流采样模块用于采样所监测线路的电流信号并上传计量模块；计量模块用于计量所监测线路的电能信息并上传控制模块；控制模块用于控制所述新型交流电力监测装置工作，同时通过输入输出模块与外部进行交互。

所述的新型交流电力监测装置还包括定位模块；定位模块与控制模块连接，用于对所述新型交流电力监测装置进行定位并将定位信息上传控制模块。

所述的新型交流电力监测装置还包括通信模块；通信模块与控制模块连接，用于所述新型交流电力监测装置与外部进行数据通信。

所述的电源模块包括AC/DC转换电路和备用电源电路；AC/DC转换电路用于将新型交流电力监测装置所监测的电力线的交流电转换为直流电并为所述新型交流电力监测装置供电；备用电源电路用于在所监测的电力线断电时为所述新型交流电力监测装置提供备用电源。

所述的电压采样模块为由电阻分压网络构成的电压采样模块。

所述的电流采样模块包括电流互感器和信号处理电路；电流互感器用于采样所监测电力线的电流信号并上传信号处理电路；信号处理电路用于获取电流互感器的检测信号，处理所述检测信号并上传计量模块。

所述的计量模块为由型号为M90E32AS的计量芯片构成的计量模块。

本实用新型提供的这种新型交流电力监测装置，通过多路计量模块实现对多路电力线的同时监测和计量，从而保证了本实用新型能够同时对多条线路进行电力监测，而且本实用新型的电路简单可靠，成本低廉。

附图说明

图1为本实用新型的功能模块图。

图2为本实用新型的电压采样模块的电路原理图。

图3为本实用新型的一路电流采样模块的电路原理图。

图4为本实用新型的一路计量模块的电路原理图。

图5为本实用新型的电源模块的AC/DC转换电路的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示为本实用新型的功能模块图：本实用新型提供的这种新型交流电力监测装置，包括电源模块、一路电压采样模块、若干路电流采样模块、若干路计量模块、控制模块、输入输出模块、定位模块和通信模块；电压采样模块和电流采样模块与计量模块连接；计量模块、输入输出模块、定位模块和通信模块均与控制模块连接；电源模块用于为所述新型交流电力监测装置供电；电压采样模块用于采样所监测线路的电压信号并上传计量模块；电流采样模块用于采样所监测线路的电流信号并上传计量模块；计量模块用于计量所监测线路的电能信息并上传控制模块；控制模块用于控制所述新型交流电力监测装置工作，同时通过输入输出模块与外部进行交互；定位模块与控制模块连接，用于对所述新型交流电力监测装置进行定位并将定位信息上传控制模块；通信模块与控制模块连接，用于所述新型交流电力监测装置与外部进行数据通信。

如图2所示为本实用新型的电压采样模块的电路原理图：电压采样模块为由电阻分压网络构成的电压采样模块；在该实施例中，由于所述的新型交流电力监测装置所监测的电力线为三相线，因此图中的电压采样电路有三路，分别为A相(图中UA标示)、B相(图中UB标示)和C相(图中UC标示)；以A相电压采样电路为例，其中RVA为保护电阻(可以采用压敏电阻)，用户对后续的电压采样电路的器件进行过压保护；LA为A相滤波电感，用于滤除所采样的电力线的杂波；RA1～RA7为串联的分压电阻网络，其中电阻RA7上的电压即为最终的采样电压；电力线通过电感LA滤波后，通过分压电阻网络RA1～RA7接地，电阻RA7上的分压即为最终的采样电压，该采样电压信号通过电容CA5滤波后，得到最终的A相采样电压值Va。从图中可以看到，B相电压采样电路和C相电压采样电路采用与A相电压采样电路相同的电路进行B相和C相的电压进行采样。

如图3所示为本实用新型的一路电流采样模块的电路原理图：电流采样模块包括电流互感器和信号处理电路；电流互感器用于采样所监测电力线的电流信号并上传信号处理电路；信号处理电路用于获取电流互感器的检测信号，处理所述检测信号并上传计量模块；以A相电流信号采样为例，图中信号IA1+和IA1-即为A相电流互感器的输出端，其输出正端通过电阻RA11接地，同时通过电阻RA13输出最终的A相电流采样信号正极(图中IAA1+标示)，同时该A相电流采样信号正极还通过滤波电容CA11接地并进行滤波；同样的，A相电流互感器的输出端负端通过电阻RA12接地，同时也通过电阻RA14输出最终的A相电流采样信号负极(图中IAA1-标示)，同时该A相电流采样信号负极还通过滤波电容CA12接地并进行滤波；从图中可以看到，B相电流信号采样电路和C相电流信号采样电路，其具体的电流采样电路和电路的工作过程均与A相电流信号采样电路相同。电流互感器采用外置方式，可以在不破坏原有电流线路的情况下，完成电力监测装置电流线路的接入。

如图4所示为本实用新型的一路计量模块的电路原理图：计量模块为由型号为M90E32AS的计量芯片构成的计量模块；图中可以看出，芯片的I1P引脚和I1N引脚连接A相电流采样电路的采样输出信号(如图3中的IAA1+和IAA1-所示)；芯片的I2P引脚和I2N引脚连接B相电流采样电路的采样输出信号(如图3中的IBB1+和IBB1-所示)；芯片的I3P引脚和I3N引脚连接C相电流采样电路的采样输出信号(如图3中的ICC1+和ICC1-所示)；同时，芯片的V1P引脚连接A相电压采样信号(如图2中的Va所示)，该引脚同时还通过滤波电容CA13接地并滤波；芯片的V2P引脚连接B相电压采样信号(如图2中的Vb所示)，该引脚同时还通过滤波电容CB13接地并滤波；芯片的V3P引脚连接C相电压采样信号(如图2中的Vc所示)，该引脚同时还通过滤波电容CC13接地并滤波；该计量芯片的电压采样信号还支持差分信号输入，而本实施例中的电压信号为单端输入信号，因此电压采样信号输入引脚所对应的V1N引脚、V2N引脚和V3N引脚均通过各自的下拉电阻(图中RA16、RB16和RC16标示)接地，同时在各个下拉电阻两端并联滤波电容(图中CA14、CB14和CC14标示)进行滤波；图中的9032CS1引脚与控制模块的控制信号引脚连接，用于获取控制模块下发的控制信号对计量芯片进行控制；芯片的9032RST1引脚与控制模块的控制信号引脚连接，用于获取控制模块下发的芯片复位信号并对计量芯片进行复位；图中的9032CLK引脚与控制模块的SPI总线的CLK引脚连接，用于获取控制模块与计量芯片之间的SPI通信的时钟信号交互；图中的9032SDO引脚和9032SDI引脚则与控制模块的SPI总线的SDO引脚、SDI引脚连接并进行计量数据和控制指令的交互；计量芯片的OSCO和OSCI引脚连接晶振Y1，同时电源引脚DVDD连接电源信号DVCC，同时也通过滤波电容CA15接地，计量芯片的接地引脚DGND也直接接地。

在一个具体实施例中，采用一路如图2所示的电压采样电路和四路如图3所示的电流采样电路、四路如图4所示的计量电路，即可实现监测共母线连接的四个配出的三相四线回路的电参数，或十二个单相交流回路的电参数。

如图5所示为本实用新型的电源模块的AC/DC转换电路的电路原理图：图中的V+和V-即为交流电源输入信号，其通过保护电阻RV1(压敏电阻)和保护电阻RP1后，通过由二极管BD2～BD5构成的整流桥后转换为直流电能，通过电容CP1和CP5滤波后，输入到变压器TP2的原边绕组1端，变压器的原边绕组3脚连接开关芯片UP2(型号为LNK306)的4脚，变压器原边绕组的1端和3端之间反向串接有二极管DP2和BD6，同时在二极管DP2的两端并接有电阻RP4和电容CP11；开关芯片的5～8脚均直接接模拟地信号(图中标示AGND)，芯片的1脚和2脚则连接反馈电路的输出端；反馈电路主要由采样电路、保护电路和隔离电路构成；变压器的副边输出端的输出电压信号HVC通过电阻采样电路和保护电路后，将采样的变压器输出的电压信号输出到光耦的原边，光耦的副边将采样信号隔离后输入到开关芯片的1脚和2脚；变压器的副边有两个绕组，第一绕组输出的电压信号通过滤波电路(电容C81和电阻RP3，以及保护二极管DP1)后输入到LDO芯片UP1(型号为78L05)的输入端，芯片的输出端直接输出标示为V485的电源信号；变压器的副边第二绕组输出的电压信号通过滤波电路(电容C80和电阻RP2，以及保护二极管DP7)后得到变压器副边输出的电压信号HVC并进行反馈；同时，该路HVC信号输入到电源芯片U5(型号为LM2841B)的4脚和5脚，电源你芯片的6脚为输出引脚，其通过滤波电感L1进行滤波后输出标示为DV50的电源信号；同时电源芯片的3脚为反馈引脚，其通过采样输出的DV50电源信号进行反馈；最后，输出的DV50电源信号再通过LDO芯片UP3(型号为D6203332)输出最终的DVCC信号并为后续的电路供电。

Claims

1.一种新型交流电力监测装置，其特征在于包括电源模块、一路电压采样模块、若干路电流采样模块、若干路计量模块、控制模块和输入输出模块；电压采样模块和电流采样模块与计量模块连接；计量模块和输入输出模块均与控制模块连接；电源模块用于为所述新型交流电力监测装置供电；电压采样模块用于采样所监测线路的电压信号并上传计量模块；电流采样模块用于采样所监测线路的电流信号并上传计量模块；计量模块用于计量所监测线路的电能信息并上传控制模块；控制模块用于控制所述新型交流电力监测装置工作，同时通过输入输出模块与外部进行交互。

2.根据权利要求1所述的新型交流电力监测装置，其特征在于还包括定位模块；定位模块与控制模块连接，用于对所述新型交流电力监测装置进行定位并将定位信息上传控制模块。

3.根据权利要求1所述的新型交流电力监测装置，其特征在于还包括通信模块；通信模块与控制模块连接，用于所述新型交流电力监测装置与外部进行数据通信。

4.根据权利要求1～3之一所述的新型交流电力监测装置，其特征在于所述的电源模块包括AC/DC转换电路和备用电源电路；AC/DC转换电路用于将新型交流电力监测装置所监测的电力线的交流电能转换为直流电能并为所述新型交流电力监测装置供电；备用电源电路用于在所监测的电力线断电时为所述新型交流电力监测装置提供备用电源。

5.根据权利要求1～3之一所述的新型交流电力监测装置，其特征在于所述的电压采样模块为由电阻分压网络构成的电压采样模块。

6.根据权利要求1～3之一所述的新型交流电力监测装置，其特征在于所述的电流采样模块包括电流互感器和信号处理电路；电流互感器用于采样所监测电力线的电流信号并上传信号处理电路；信号处理电路用于获取电流互感器的检测信号，处理所述检测信号并上传计量模块。

7.根据权利要求1～3之一所述的新型交流电力监测装置，其特征在于所述的计量模块为由型号为M90E32AS的计量芯片构成的计量模块。