CN211878487U - 一种监视电源线上的电压与电流 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种监视电源线上的电压与电流，并由功率因素以及电流的大小来判断电路里连接的电器种类监测系统，包括单片机控制模块、电流互感模块、高性能电能计量模块；通过电流互感以及电压互感来监视电源线上的电压与电流，并通过高性能电能计量芯片来测得电源线上的电流电压有效值和功率因数，微控制器与键盘显示构成了控制显示模块，能对输出电压进行键盘设定和步进调整，并显示输出电压、电流的测量数据。本实用新型的优点在于：本实用新型能够解决现有自动判断险情、及时报警的问题，无需专门的复杂控制器，安装简单，可实现对大量用户电路的全面覆盖。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电器种类监测系统，特别涉及一种监视电源线上的电压与电流。
背景技术
近年来，校园用电安全事故频频发生,任何违规用电的行为用电,都可能会影响学生的正常人身安全及正常的校园秩序,给社会造成重大的损失。电流互感器是电力系统重要的电气设备,它承担着高、低压系统之间的隔离及高压量向低压量转换的职能。其能否及时感知异常的电路波动,对系统的保护、测量、监视等设备的正常工作有极其重要的意义。所以,电路监视检测试验显得非常必要,而监视电源线上的电压与电流的系统当属自动判断、及时报警最为重要。
其中, 监视电源线上的电压与电流的系统的目的是为了确保密集型住户用电安全的的可靠性性,如有异常，将会使造成难以预估的社会损失。监视电源线上的电压与电流的系统就是按照程序确定用户电路特性的系统。现有技术中,有多种方法和装置进行检测和监视,例如空气开关，保险丝等。
该方法的优点是一经安装，就不需要后期的维护，节省了人力成本。但存在如下缺点：
1.一旦有所损坏, 则更换过程较为复杂，对用户造成极大的用电障碍。
2.断电阈值为厂家预先设定，随着电路的老化以及当代电气设备的更新换代，电功率的上限也该随之变化。
3.缺少报警装置，不能及时避险。
4.缺少数据显示、反馈和记忆，不够直观、不够明显。
5.难以对广大用户群体进行直接的电路升级。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够解决现有自动判断险情、及时报警的问题，无需专门的复杂控制器，安装简单，可实现对大量用户电路的全面覆盖的监视电源线上的电压与电流。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：一种监视电源线上的电压与电流，并由功率因素以及电流的大小来判断电路里连接的电器种类监测系统，其创新点在于：包括单片机控制模块、电流互感模块、高性能电能计量模块，所述电流互感模块的第一端与所述待测电器第一输出端连接，所述电流互感模块的第二端与所述待测电器第二输出端连接，所述电流互感模块的第二端接地，所述电流互感模块的第二输出端与所述检测端子的第二端连接，所述电流互感模块的第二输出端与所述检测端子的第一端连接，所检测电路与所述待测电器构成了并联，所述检测端子的第一端与所述单片机控制模块输入端连接，所述检测端子的第二端与所述单片机控制模块输入端连接。
进一步地，所述电流互感模块变比为K，则：变比K=额定一次电流/额定二次电流，测量值的计算： A1=K*A2，A2为电流互感器二次电流，A1为电流互感器一次电流。
进一步地，所述单片机控制模块通过A/D转换口和快速傅里叶函数算法变换得出当前的电流值和电压值。
本实用新型的优点在于：本实用新型监视电源线上的电压与电流，能够解决现有自动判断险情、及时报警的问题，同时能记忆异常的用电器，无需专门的复杂控制器，安装简单，可实现对大量用户电路的全面覆盖，进一步提高了整个系统的可靠性和实用性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型用于电路电压电流监视的系统模块示意图。
图2为本实用新型互感电路内部结构的电路图。
图3为本实用新型电路系统学习过程的示意图。
具体实施方式
下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。
实施例
本实施例涉及的监视电源线上的电压与电流的系统，如图1-3所示，包括单片机控制模块、电流互感模块ZMCT103和高性能电能计量模块，电流互感模块ZMCT103 的第一端与待测电器R1第一输出端连接，电流互感模块ZMCT103的第二端与待测电器R1第二输出端连接，电流互感模块ZMCT103的第二端接地，电流互感模块ZMCT103的第二输出端与检测端子的第二端连接，电流互感模块ZMCT103的第二输出端与检测端子的第一端连接，检测电路与待测电器R1构成了并联，检测端子的第一端与单片机控制模块输入端连接，检测端子的第二端与单片机控制模块输入端连接。
由功率因素以及电流的大小来判断电路里连接的电器种类监测系统，电流互感器变比为K，A1=K*A2，A2为电流互感器二次电流，A1为电流互感器一次电流。
检测系统功率因数表示了总功率中有功功率所占的比例，由功率三角形可见，当Ф=0°即交流电路中电压与电流同相位时，有功功率等于视在功率。这时cosФ的值最大，即cosФ=1，当电路中只有纯阻性负载，或电路中感抗与容抗相等时，才会出现这种情况。
计算公式为：
感性电路中电流的相位总是滞后于电压，此时0°＜Ф＜90°，此时称电路中有“滞后”的cosФ；而容性电路中电流的相位总是超前于电压，这时-90°＜Ф＜0°，称电路中有“超前”的cosФ，测试结果(数据)，电流互感信号测试结果如下表所示：（单位/A）
| 信号值 | 热水壶 | LED | 节能灯 | 路由器 | 电风扇 | 充电器 |
| 显示 | 46.5 | 0.2 | 0.35 | 0.5 | 0.95 | 0.35 |
根据上述测试数据，发现每一个电器的电流和功率因素都有所差异通过比对这两个值可以进行判断，由此可以得出以下结论：
每个电器的工作电流可能比较相近，但是在加上功率因素的次要因素后，可以进行对于不同电器的判断。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征以及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (3)
1.一种监视电源线上的电压与电流，并由功率因素以及电流的大小来判断电路里连接的电器种类监测系统，其特征在于：包括单片机控制模块、电流互感模块、高性能电能计量模块，所述电流互感模块的第一端与待测电器第一输出端连接，所述电流互感模块的第二端与待测电器第二输出端连接，所述电流互感模块的第二端接地，所述电流互感模块的第二输出端与检测端子的第二端连接，所述电流互感模块的第二输出端与检测端子的第一端连接，所检测电路与待测电器构成了并联，检测端子的第一端与所述单片机控制模块输入端连接，检测端子的第二端与所述单片机控制模块输入端连接。
2.根据权利要求1所述的监视电源线上的电压与电流，其特征在于：所述电流互感模块变比为K，则：变比K＝额定一次电流/额定二次电流，测量值的计算：A1＝K*A2，A2为电流互感器二次电流，A1为电流互感器一次电流。
3.根据权利要求1所述的监视电源线上的电压与电流，其特征在于：所述单片机控制模块通过A/D转换口和快速傅里叶函数算法变换得出当前的电流值和电压值。
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| CN201922328731.XU CN211878487U (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种监视电源线上的电压与电流 |
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Publications (1)
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| CN211878487U true CN211878487U (zh) | 2020-11-06 |
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| CN201922328731.XU Active CN211878487U (zh) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | 一种监视电源线上的电压与电流 |
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| CN (1) | CN211878487U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111158417A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-15 | 江苏如高第三代半导体产业研究院有限公司 | 一种监视电源线上的电压与电流 |
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2019
- 2019-12-23 CN CN201922328731.XU patent/CN211878487U/zh active Active
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| CN111158417A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-05-15 | 江苏如高第三代半导体产业研究院有限公司 | 一种监视电源线上的电压与电流 |
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