CN213364891U - 一种基于低压台区并网的核相检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种基于低压台区并网的核相检测装置，包括测试主机、测试从机以及分别为测试主机和测试从机供电的电源模块，还包括用于采集低压台区并网中两路电源系统输出的三相电压与三相电流的测量模块，所述测试主机、测试从机均包括：处理器模块、与处理器模块连接的通信模块、与处理器模块连接的显示模块；所述测试主机和测试从机用于比较处理器模块分析出的相序结果，判断测试主机和测试从机接入的两路电源系统的相序一致性。由测试主机和测试从机代替常用的万用表核相方法，使核相操作更方便安全，能够快速对低压台区并网进行核相检测，避免相序错误造成电网重大安全事故。

Description

一种基于低压台区并网的核相检测装置

技术领域

本实用新型属于供电电缆核相领域，尤其涉及一种基于低压台区并网的核相检测装置。

背景技术

随着国家经济的发展和人民生活水平普遍的提高，大小商户的不断涌现，以及居民家用电器的越来越多，导致城镇居民小区用电负荷出现极大不平衡状态，为避免负荷不平衡造成的安全隐患，需要采用低压台区并网调整线路负荷，低压台区并网就是将两个低压电力系统发生电气连接，这样就可以把负荷高的线路上的一部分负荷调整到负荷低的线路上，使得用户负荷处于均衡状态。

因为相序不一致的两路电源系统并网后会产生很大的电流，造成电力安全事故，因此在并网前需要对两个电力系统中的电源系统进行核相，确保两路电源系统相序一致，导致电气设备的损坏等重大的电力安全事故。传统的核相方法通常是采用万用表操作，这种人工操作的方法繁琐又费时费力，还对操作人员的安全造成风险隐患。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的缺点和不足，本实用新型提出了一种基于低压台区并网的核相检测装置，所述核相检测装置包括测试主机、测试从机以及分别为测试主机和测试从机供电的电源模块，还包括用于采集低压台区并网中两路电源系统输出的三相电压与三相电流的测量模块，所述测试主机、测试从机均包括：

处理器模块：用于接收测量模块采集到的三相电压与三相电流，通过计算三相电压和三相电流的幅值、相位分析电源系统的相序；

与处理器模块连接的通信模块：用于测试主机和测试从机之间的通信，传输处理器模块的分析结果；

与处理器模块连接的显示模块：用于将电源系统的相序分析结果输出到显示模块中的显示屏上；

所述测试主机和测试从机用于比较处理器模块分析出的相序结果，判断测试主机和测试从机接入的两路电源系统的相序一致性。

可选的，所述电源模块包括电源芯片U204、电容C214、电容C215、电容C216、电容C217、电感L203以及电阻R210；

其中，电源芯片U204的引脚1和引脚3均连接外部电源VDC，电源芯片U204的引脚2接地，电源芯片U204的引脚2、引脚3之间并联有电解电容C214、电容C215，电解电容C214的正极连接外部电源VDC，电源芯片U204的引脚4通过电容C216接地，电源芯片U204的引脚5通过电感L203接地，电解电容C217与电容C216并联，电解电容C217的正极连接电源芯片U204的引脚4，电感L203通过电阻R210输出3.3V电源。

可选的，所述处理器模块包括微处理器U700、电阻R711、电容C710以及电容C711；

其中，微处理器U700的引脚6、引脚11、引脚19、引脚22、引脚28、引脚50、引脚75以及引脚100均连接电源模块输出的3.3V电源，微处理器U700的引脚10、引脚20、引脚27、引脚74以及引脚99均接地，微处理器U700的引脚49通过电容C710接地，微处理器U700的引脚73通过电容C711接地，微处理器U700的引脚94通过电阻R711接地。

可选的，所述通信模块包括RS485收发器U406、通信接口P403、电阻R414以及电阻R415；

其中，RS485收发器U406的引脚1连接电源模块输出的3.3V电源，RS485收发器U406的引脚2、引脚8、引脚9、引脚15均接地，RS485收发器U406的引脚3连接处理器U700的引脚48，RS485收发器U406的引脚6连接处理器U700的引脚47，RS485收发器U406的引脚7通过电阻R414连接电源模块输出的3.3V电源，RS485收发器U406的引脚12和引脚13之间并联有电阻R415，通信接口P403的引脚1连接RS485收发器U406的引脚12，通信接口P403的引脚2连接RS485收发器U406的引脚13。

可选的，所述显示模块包括显示屏主板CN700和电容C723；

其中，显示屏主板CN700的引脚6和引脚7均连接电源模块输出的3.3V电源，显示屏主板CN700的引脚5、引脚16和引脚37接地，显示屏主板CN700的引脚7和引脚16之间并联电容C723；

显示屏主板CN700的引脚17连接微处理器U700的引脚61，显示屏主板CN700的引脚18连接微处理器U700的引脚62，显示屏主板CN700的引脚19连接微处理器U700的引脚81，显示屏主板CN700的引脚20连接微处理器U700的引脚82，显示屏主板CN700的引脚21至引脚29依次连接微处理器U700的引脚38至引脚46，显示屏主板CN700的引脚30至引脚32依次连接微处理器U700的引脚55至引脚57；显示屏主板CN700的引脚9连接微处理器U700的引脚88，显示屏主板CN700的引脚10连接微处理器U700的引脚58，显示屏主板CN700的引脚11连接微处理器U700的引脚86，显示屏主板CN700的引脚12连接微处理器U700的引脚85。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：

通过测试主机和测试从机中的处理器分别对接入的电源系统进行相序分析，通过RS485通信线读取双方的分析出的相序结果，对两路电源的三相电压的相位分别进行比较，从而可以准确判断两路电源的三相电压的相序一致性，并将相序分析的结果显示到显示屏上。由测试主机和测试从机代替常用的万用表核相方法，使核相操作更方便安全，能够快速对低压台区并网进行核相检测，避免相序错误造成电网重大安全事故。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提出的一种基于低压台区并网的核相检测装置框图；

图2为核相检测装置的结构框图；

图3为核相检测装置中电源模块的电路图；

图4为核相检测装置中通信模块的电路图；

图5为核相检测装置中显示模块的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。

实施例一

如图1所示，本实用新型提出了一种基于低压台区并网的核相检测装置100，包括测试主机110、测试从机120，其中，所述测试主机110包括处理器模块111、通信模块112、显示模块113以及为测试主机110供电的电源模块114，测试从机120包括处理器模块121、通信模块122、显示模块123以及为测试主机120供电的电源模块124，所述核相检测装置100还包括用于采集低压台区并网中两路电源系统输出的三相电压与三相电流的测量模块115和测量模块125，其中：

处理器模块111和处理器模块121均用于：接收低压台区并网中两路电源系统输出的三相电压与三相电流，通过计算三相电压和三相电流的幅值、相位分析电源系统的相序，在本实施例中，处理器模块111接收测量模块115采集到的三相电压与三相电流，处理器模块121接收测量模块125采集到的三相电压与三相电流；

与处理器模块111连接的通信模块112和与处理器模块121连接通信模块122均用于：测试主机110和测试从机120之间的通信，传输处理器模块111和处理模块121的分析结果；

与处理器模块111连接的显示模块113和与处理器模块121连接显示模块123均用于：将电源系统的相序分析结果输出到显示模块113和显示模块123中的显示屏上；

所述测试主机110和测试从机120用于比较处理器模块111和处理模块121分析出的相序结果，判断测试主机110和测试从机120接入的两路电源系统的相序一致性。

通过测试主机和测试从机中的处理器分别对接入的电源系统进行相序分析，通过通信模块读取双方的分析出的相序结果，对两路电源的三相电压的相位分别进行比较，从而可以准确判断两路电源的三相电压的相序一致性，并将相序分析的结果显示到显示屏上。由测试主机和测试从机代替常用的万用表核相方法，使核相操作更方便安全，能够快速对低压台区并网进行核相检测，避免相序错误造成电网重大安全事故。

在本实施例中，核相检测装置100的结构框图如图2所示，包括主机和从机两部分，主机和从机均包括：3个电压输入端口、3个电流输入端口、6个采样放大滤波电路、微处理器、显示器、RS485通信模块以及用于供电的电池和电源稳压电路，其中每个输入端口对应一个采样放大滤波电路，通过采样放大滤波电路采集两个电源系统输出的三相电压和三相电流，并发送给主机微处理器，主机微处理器根据采集导的三相电压和三相电流向显示器发送驱动信号，显示器根据接收到的驱动信号将两个电源系统输出的三相电压和三相电流所包含的电气信息显示出来，同时主机和从机通过各自的RS485通信模块进行RS485通信，接收双方对三相电压和三相电流的相序分析结果并进行比较，进而判断两路电源的相序一致性。

所述电源模块130的电路图如图3所示，包括电源芯片U204、电解电容C214、电容C215、电容C216、电解电容C217、电感L203以及电阻R210；

其中，电源芯片U204的引脚1和引脚3均连接外部电源VDC，电源芯片U204的引脚2接地，电源芯片U204的引脚2、引脚3之间并联有电解电容C214、电容C215，电解电容C214的正极连接外部电源VDC，电源芯片U204的引脚4通过电容C216接地，电源芯片U204的引脚5通过电感L203接地，电解电容C217与电容C216并联，电解电容C217的正极连接电源芯片U204的引脚4，电感L203通过电阻R210输出3.3V电源。

在本实施例中，所述电源芯片U204采用型号为XC9216A33的降压转换集成芯片，将外部电源VDC输入电源芯片U204的引脚1和引脚3，其中引脚1为电源输入端口，引脚3为使能端口，以外部电源VDC的电压作为使能信号。输入的外部带能源VDC经电源芯片U204的处理后，由电源芯片U204的引脚5输出占空比脉冲电流，经电感L203降压输出3.3V的直流电源电压，即图2中的MCU3V3端，用于为核相检测装置100供电。

所述处理器模块111的电路包括微处理器U700、电阻R711、电容C710以及电容C711；

其中，微处理器U700的引脚6、引脚11、引脚19、引脚22、引脚28、引脚50、引脚75以及引脚100均连接电源模块输出的3.3V电源，微处理器U700的引脚10、引脚20、引脚27、引脚74以及引脚99均接地，微处理器U700的引脚49通过电容C710接地，微处理器U700的引脚73通过电容C711接地，微处理器U700的引脚94通过电阻R711接地。

在本实施例中，所述微处理器U700采用型号为STM32F405VGT6的ARM处理器，微处理器U700的引脚18、引脚33、引脚34为内嵌的数模转换器引脚，依次接收电源系统的A相、B相、C相的电压，通过微处理器U700的引脚35、引脚36、引脚37为内嵌的另一个数模转换器引脚，依次接收电源系统的A相、B相、C相的电流。微处理器U700的引脚72、引脚76、引脚77、引脚89和引脚90依次为用于JTAG调试的JTMS引脚、JTCK引脚、JTDI引脚、JTDO引脚和NJTRST引脚，连接外部的JLINK仿真器对微处理器U700进行调试。

微处理器U700将接收到的三相电压和三相电流进行模数转换，再通过计算得到三相电压和三相电流的真有效值、相位、频率、功率、功率因数等电参数，根据这些参数分析接入测试主机110和测试从机120的电压、电流相序。

在本实施例中，测试主机110接入第一电源系统，测试从机120接入第二电源系统，这里以测试主机110为例，测试从机120的接线方式同理。接入时，第一电源系统的A相电压、B相电压、C相电压和零线依次接入测试主机110对应的电压输入接口，第一电源系统的A相电流、B相电流、C相电流依次通过电流钳接入测试主机110对应的电流输入接口。通过处理器模块111分析出入的电压和电流的相序。若某相的电压相位在355°～5°范围，此相为A相电压，若电压相位在115°～125°范围，此相为B相电压，若电压相位在235°～245°范围，此相为C相电压。输入的电流相序同理，这里不在赘述。再判断测试主机110和测试从机120分析出的相序是否一致，若一致则测试主机110和测试从机120接入的电源系统同相，若不一致则测试主机110和测试从机120接入的电源系统不同相，需要调整。

所述通信模块112的电路图如图4所示，包括RS485收发器U406、通信接口P403、电阻R414以及电阻R415；

其中，RS485收发器U406的引脚1连接电源模块输出的MCU3V3端，RS485收发器U406的引脚2、引脚8、引脚9、引脚15均接地，RS485收发器U406的引脚3连接处理器U700的引脚48，RS485收发器U406的引脚6连接处理器U700的引脚47，RS485收发器U406的引脚7通过电阻R414连接电源模块输出的3.3V电源，RS485收发器U406的引脚12和引脚13之间并联有电阻R415，通信接口P403的引脚1连接RS485收发器U406的引脚12，通信接口P403的引脚2连接RS485收发器U406的引脚13。

在本实施例中，RS485收发器U406型号为ADuM2483，通过引脚3的USART3RX端接收数据处理器模块111的数据，RS485收发器U406通过引脚6的USART3TX端向处理器模块111发送数据。RS485收发器U406的引脚12和引脚13通过通信接口P403对外传输数据，测试主机110和测试从机120之间通过各自的通信接口P403连接一条RS485通信线，实现RS485的有线通讯，进而读取对方分析的相序数据以判断两路电源系统是否同相。

所述显示模块123的电路图如图5所示，包括显示屏主板CN700和电容C723；

其中，显示屏主板CN700的引脚6和引脚7均连接电源模块输出的MCU3V3端的3.3V电源，显示屏主板CN700的引脚5、引脚16和引脚37接地，显示屏主板CN700的引脚7和引脚16之间并联电容C723；

显示屏主板CN700的引脚17连接微处理器U700的引脚61，显示屏主板CN700的引脚18连接微处理器U700的引脚62，显示屏主板CN700的引脚19连接微处理器U700的引脚81，显示屏主板CN700的引脚20连接微处理器U700的引脚82，显示屏主板CN700的引脚21连接微处理器U700的引脚38，显示屏主板CN700的引脚22连接微处理器U700的引脚39，显示屏主板CN700的引脚23连接微处理器U700的引脚40，显示屏主板CN700的引脚24连接微处理器U700的引脚41，显示屏主板CN700的引脚25连接微处理器U700的引脚42，显示屏主板CN700的引脚26连接微处理器U700的引脚43，显示屏主板CN700的引脚27连接微处理器U700的引脚44，显示屏主板CN700的引脚28连接微处理器U700的引脚45，显示屏主板CN700的引脚29连接微处理器U700的引脚46，显示屏主板CN700的引脚30连接微处理器U700的引脚55，显示屏主板CN700的引脚31连接微处理器U700的引脚56，显示屏主板CN700的引脚32连接微处理器U700的引脚57；显示屏主板CN700的引脚9连接微处理器U700的引脚88，显示屏主板CN700的引脚10连接微处理器U700的引脚58，显示屏主板CN700的引脚11连接微处理器U700的引脚86，显示屏主板CN700的引脚12连接微处理器U700的引脚85。

在本实施例中，显示屏主板CN700采用3.5寸TFT彩色液晶屏，显示屏主板CN700的引脚1至引脚4、引脚38至引脚40向外接的触摸屏输出触控信号，显示屏主板CN700的引脚33至引脚36输出彩色液晶屏的背光灯电压。处理器模块111将三相电压、三相电流的真有效值、相位、频率、功率、功率因数转换为驱动信号发送到显示屏主板CN700的DB0至DB15对应的引脚，显示屏主板CN700根据接收到的驱动信号将这些参数以向量图、波形的形式在显示屏上显示在显示屏上。显示屏主板CN700的引脚9接收片选信号，通过引脚11向显示屏写入数据，通过引脚12从显示屏读取数据，引脚10为可变静态存储控制器(Flexible StaticMemory Controller，FSMC)的地址线FSMC_A16，引脚17至引脚32依次为FSMC的数据线FSMC_D0至FSMC_015。

上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中的先后顺序。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，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 (4)

1.一种基于低压台区并网的核相检测装置，所述核相检测装置包括测试主机、测试从机以及分别为测试主机和测试从机供电的电源模块，还包括用于采集低压台区并网中两路电源系统输出的三相电压与三相电流的测量模块，其特征在于，所述测试主机、测试从机均包括：

处理器模块：用于接收测量模块采集到的三相电压与三相电流，通过计算三相电压和三相电流的幅值、相位分析电源系统的相序；

与处理器模块连接的通信模块：用于测试主机和测试从机之间的通信，传输处理器模块的分析结果；

与处理器模块连接的显示模块：用于将电源系统的相序分析结果输出到显示模块中的显示屏上；

所述测试主机和测试从机用于比较处理器模块分析出的相序结果，判断测试主机和测试从机接入的两路电源系统的相序一致性；

所述通信模块包括RS485收发器U406、通信接口P403、电阻R414以及电阻R415；

其中，RS485收发器U406的引脚1连接电源模块输出的3.3V电源，RS485收发器U406的引脚2、引脚8、引脚9、引脚15均接地，RS485收发器U406的引脚3连接处理器U700的引脚48，RS485收发器U406的引脚6连接处理器U700的引脚47，RS485收发器U406的引脚7通过电阻R414连接电源模块输出的3.3V电源，RS485收发器U406的引脚12和引脚13之间并联有电阻R415，通信接口P403的引脚1连接RS485收发器U406的引脚12，通信接口P403的引脚2连接RS485收发器U406的引脚13。

2.根据权利要求1所述的一种基于低压台区并网的核相检测装置，其特征在于，所述电源模块包括电源芯片U204、电容C214、电容C215、电容C216、电容C217、电感L203以及电阻R210；

其中，电源芯片U204的引脚1和引脚3均连接外部电源VDC，电源芯片U204的引脚2接地，电源芯片U204的引脚2、引脚3之间并联有电解电容C214、电容C215，电解电容C214的正极连接外部电源VDC，电源芯片U204的引脚4通过电容C216接地，电源芯片U204的引脚5通过电感L203接地，电解电容C217与电容C216并联，电解电容C217的正极连接电源芯片U204的引脚4，电感L203通过电阻R210输出3.3V电源。

3.根据权利要求1所述的一种基于低压台区并网的核相检测装置，其特征在于，所述处理器模块包括微处理器U700、电阻R711、电容C710以及电容C711；

其中，微处理器U700的引脚6、引脚11、引脚19、引脚22、引脚28、引脚50、引脚75以及引脚100均连接电源模块输出的3.3V电源，微处理器U700的引脚10、引脚20、引脚27、引脚74以及引脚99均接地，微处理器U700的引脚49通过电容C710接地，微处理器U700的引脚73通过电容C711接地，微处理器U700的引脚94通过电阻R711接地。

4.根据权利要求1所述的一种基于低压台区并网的核相检测装置，其特征在于，所述显示模块包括显示屏主板CN700和电容C723；

其中，显示屏主板CN700的引脚6和引脚7均连接电源模块输出的3.3V电源，显示屏主板CN700的引脚5、引脚16和引脚37接地，显示屏主板CN700的引脚7和引脚16之间并联电容C723；

显示屏主板CN700的引脚17连接微处理器U700的引脚61，显示屏主板CN700的引脚18连接微处理器U700的引脚62，显示屏主板CN700的引脚19连接微处理器U700的引脚81，显示屏主板CN700的引脚20连接微处理器U700的引脚82，显示屏主板CN700的引脚21至引脚29依次连接微处理器U700的引脚38至引脚46，显示屏主板CN700的引脚30至引脚32依次连接微处理器U700的引脚55至引脚57；显示屏主板CN700的引脚9连接微处理器U700的引脚88，显示屏主板CN700的引脚10连接微处理器U700的引脚58，显示屏主板CN700的引脚11连接微处理器U700的引脚86，显示屏主板CN700的引脚12连接微处理器U700的引脚85。

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