CN218213185U - 一种电网参数采样模块系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电网参数采样模块系统，包括处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块、电源模块，电流信号采样模块的输出端、电压信号采样模块的输出端分别连接电能计量模块的输入端，电能计量模块的输出端连接处理器的输入端，处理器与通信模块电连接，电源模块分别为处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块提供工作电压。本实用新型电网参数采样模块系统具有使用便利、可减少设备的生产成本及设备处理器工作量的优点。

Description

一种电网参数采样模块系统

技术领域

本实用新型涉及电网参数通信技术领域，尤其涉及一种电网参数采样模块系统。

背景技术

随着工业技术的快速发展，人们越来越注重便利，其电网参数采样模块系统就顺应了人们的这种需求，电网参数采样模块系统能够采样计算电网中的电压和电流等参数并将电网参数提供给其他设备使用。现有的配电柜及用电现场的每台设备都是根据电网的各个参数来控制设备或做人机显示来方便用户查看的，这就导致了每台设备都需要对电网的参数做检测及计算，具有使用不便利的缺陷，且现有的配电柜及用电现场的设备还具有生产成本高、设备处理器工作量大的缺陷。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种使用便利、可减少设备的生产成本及设备处理器工作量的电网参数采样模块系统。

为了实现以上目的，本实用新型采用这样一种电网参数采样模块系统，包括处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块、电源模块，所述电流信号采样模块的输出端、电压信号采样模块的输出端分别连接电能计量模块的输入端，所述电能计量模块的输出端连接处理器的输入端，所述处理器与通信模块电连接，所述电源模块分别为处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块提供工作电压。

本实用进一步设置为处理器的型号为HC32F003。

上述有益效果在于：通过使用电网参数采样模块系统，可以将自己常用的电网参数通过通信的方式提供给每台设备直接使用，相比现有的每台设备都需自己搭建检测及采样电路，具有使用便利的优点，且使用该电网参数采样模块系统还可以减少设备的生产成本及设备处理器需要计算电网参数的计算量。

本实用进一步设置为电能计量模块包括电能计量芯片U4，所述电能计量芯片U4的型号为RN8302。

上述技术方案具有高精度、低功耗的优点，可用于三相电压、电流的检测及电能的计量。

本实用进一步设置为电流信号采样模块包括电路构成一致的A相电流信号采样电路、B相电流信号采样电路、C相电流信号采样电路，所述A相电流信号采样电路包括高精度电流互感器CT1、电阻R23、电阻R26、电阻R36、电阻R43、电容C5、电容C14，所述高精度电流互感器CT1的输入两端分别连接A相电流，所述高精度电流互感器CT1的第一引脚分别连接电阻R26的一端、电阻R23的一端，所述高精度电流互感器CT1的第二引脚分别连接电阻R36的一端、电阻R43的一端，所述电阻R26的另一端、电阻R36的另一端均接地，所述电阻R23的另一端分别连接电容C5的一端、电能计量芯片U4的第四引脚IAP端，所述电阻R43的另一端分别连接电容C14的一端、电能计量芯片U4的第五引脚IAN端，所述电容C5的另一端、电容C14的另一端均接地。

上述技术方案中，各相的电流信号采样电路均采用高精度电流互感器，其互感器体积变大了，可以得到更高的电流信号，从而提高电流信号的采样精度。

本实用进一步设置为电压信号采样模块包括接线端子P2以及电路构成一致的A相电压信号采样电路、B相电压信号采样电路、C相电压信号采样电路，所述A相电压信号采样电路包括电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R29，所述电阻R19依次串联电阻R20、电阻R21、电阻R22，所述电阻R19的一端连接接线端子P2的A相电压输出端，所述电阻R22的一端分别连接电能计量芯片U4的第十二引脚VAP端、电阻R29的一端，所述电阻R29的另一端接地。

上述技术方案中，对各相电压信号的采样是先将相电压限流后在通过电能计量芯片进行处理，从而得到电压信号采集的目的。

本实用进一步设置为通信模块包括RJ45接口P3、接线端子P2以及电路构成一致的第一通信电路、第二通信电路，所述第一通信电路的输出端连接RJ45接口P3的输入端，所述第二通信电路的输出端连接接线端子P2的输入端。

本实用进一步设置为第一通信电路、第二通信电路均采用RS485通信。

上述技术方案中，第一通信电路通过RJ45接口与其他设备通过网接线连接，第二通信电路通过接线端子与其他设备连接，其第一通信电路、第二通信电路均采用RS485通信，其通信具有远距离、低功耗、抗干扰的优点，可用于配电柜及用电现场的设备通信，实现数据的传输，这样就可以将常用的电网参数直接通过RS485通信提供给每台设备使用。

本实用进一步设置为电源模块包括RJ45接口P3、电源电路，所述电源电路包括三端稳压器V1、低压差稳压器U1、电容C1～C3、电解电容E1～E2、电阻R1、瞬态抑制二极管TVS1，所述三端稳压器V1的型号为AMS1117，所述低压差稳压器U1的型号为CAT6219，所述三端稳压器V1的第三引脚Vin端分别连接瞬态抑制二极管TVS1的一端、RJ45接口P3的工作电压输出端，所述三端稳压器V1的第二引脚Vout端连接低压差稳压器U1的第一引脚VIN端，所述低压差稳压器U1的第三引脚EN端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别连接电容C2的一端、电解电容E2的正极，所述三端稳压器V1的第一引脚GND端、瞬态抑制二极管TVS1的另一端、电容C2的另一端、电解电容E2的负极均接地，所述三端稳压器V1的第二引脚Vout端输出5V工作电压，所述低压差稳压器U1的第二引脚GND端接地，所述低压差稳压器U1的第四引脚BYP端连接电容C3的一端，所述低压差稳压器U1的第五引脚Vout端分别连接电容C1的一端、电解电容E1的正极，所述电容C3的另一端、电容C1的另一端、电解电容E1的负极均接地，所述低压差稳压器U1的第五引脚VOUT端输出3.3V工作电压。

本实用进一步设置为电源模块采用线性电源。

上述技术方案是通过RJ45接口输出工作电压，在由三端稳压器V1和低压差稳压器U1分别输出5V工作电压、3.3V工作电压来供系统使用，其电源模块采用线性电源，线性电源具有成本低、稳定度高、抗干扰的优点。

附图说明

图1是本实用新型实施例电路原理方框图。

图2是本实用新型实施例电能计量模块电路原理图。

图3是本实用新型实施例电流信号采样模块电路原理图。

图4是本实用新型实施例电压信号采样模块电路原理图。

图5是本实用新型实施例通信模块电路原理图。

图6是本实用新型实施例电源模块电路原理图。

图7是本实用新型实施例处理器电路原理图。

具体实施方式

如图1-图7所示，本实用新型实施例采用了一种电网参数采样模块系统，包括处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块、电源模块，电流信号采样模块的输出端、电压信号采样模块的输出端分别连接电能计量模块的输入端，电能计量模块的输出端连接处理器的输入端，处理器与通信模块电连接，电源模块分别为处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块提供工作电压，处理器的型号为HC32F003。

如图2所示，电能计量模块包括电能计量芯片U4，电能计量芯片U4的型号为RN8302。

如图2和图3所示，电流信号采样模块包括电路构成一致的A相电流信号采样电路、B相电流信号采样电路、C相电流信号采样电路，A相电流信号采样电路包括高精度电流互感器CT1、电阻R23、电阻R26、电阻R36、电阻R43、电容C5、电容C14，高精度电流互感器CT1的输入两端分别连接A相电流，高精度电流互感器CT1的第一引脚分别连接电阻R26的一端、电阻R23的一端，高精度电流互感器CT1的第二引脚分别连接电阻R36的一端、电阻R43的一端，电阻R26的另一端、电阻R36的另一端均接地，电阻R23的另一端分别连接电容C5的一端、电能计量芯片U4的第四引脚IAP端，电阻R43的另一端分别连接电容C14的一端、电能计量芯片U4的第五引脚IAN端，电容C5的另一端、电容C14的另一端均接地，电能计量芯片U4的型号为RN8302。

如图2和图4所示，电压信号采样模块包括接线端子P2以及电路构成一致的A相电压信号采样电路、B相电压信号采样电路、C相电压信号采样电路，A相电压信号采样电路包括电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R29，电阻R19依次串联电阻R20、电阻R21、电阻R22，电阻R19的一端连接接线端子P2的A相电压输出端，电阻R22的一端分别连接电能计量芯片U4的第十二引脚VAP端、电阻R29的一端，电阻R29的另一端接地，电能计量芯片U4的型号为RN8302。

如图5所示，通信模块包括RJ45接口P3、接线端子P2以及电路构成一致的第一通信电路、第二通信电路，第一通信电路的输出端连接RJ45接口P3的输入端，第二通信电路的输出端连接接线端子P2的输入端，第一通信电路、第二通信电路均采用RS485通信。

如图6所示，电源模块包括RJ45接口P3、电源电路，电源电路包括三端稳压器V1、低压差稳压器U1、电容C1～C3、电解电容E1～E2、电阻R1、瞬态抑制二极管TVS1，三端稳压器V1的型号为AMS1117，低压差稳压器U1的型号为CAT6219，三端稳压器V1的第三引脚Vin端分别连接瞬态抑制二极管TVS1的一端、RJ45接口P3的工作电压输出端，三端稳压器V1的第二引脚Vout端连接低压差稳压器U1的第一引脚VIN端，低压差稳压器U1的第三引脚EN端连接电阻R1的一端，电阻R1的另一端分别连接电容C2的一端、电解电容E2的正极，三端稳压器V1的第一引脚GND端、瞬态抑制二极管TVS1的另一端、电容C2的另一端、电解电容E2的负极均接地，三端稳压器V1的第二引脚Vout端输出5V工作电压，低压差稳压器U1的第二引脚GND端接地，低压差稳压器U1的第四引脚BYP端连接电容C3的一端，低压差稳压器U1的第五引脚Vout端分别连接电容C1的一端、电解电容E1的正极，电容C3的另一端、电容C1的另一端、电解电容E1的负极均接地，低压差稳压器U1的第五引脚VOUT端输出3.3V工作电压，其电源模块还包括有指示灯电路，指示灯电路包括电阻R2、发光二极管LED1，电阻R2的一端连接RJ45接口P3的工作电压输出端，电阻R2的另一端连接发光二极管LED1的正极，发光二极管LED1的负极接地，电源模块采用线性电源。

当然除了上述实施例外，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型实质技术方案内容的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，且这些改变或变形和本专利中的技术方案是等同的，则这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围，且该发明创造符合申请人、发明人实际研发能力及资源条件。

Claims (9)

1.一种电网参数采样模块系统，其特征在于：包括处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块、电源模块，所述电流信号采样模块的输出端、电压信号采样模块的输出端分别连接电能计量模块的输入端，所述电能计量模块的输出端连接处理器的输入端，所述处理器与通信模块电连接，所述电源模块分别为处理器、电流信号采样模块、电压信号采样模块、电能计量模块、通信模块提供工作电压。

2.根据权利要求1所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述电能计量模块包括电能计量芯片U4，所述电能计量芯片U4的型号为RN8302。

3.根据权利要求2所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述电流信号采样模块包括电路构成一致的A相电流信号采样电路、B相电流信号采样电路、C相电流信号采样电路，所述A相电流信号采样电路包括高精度电流互感器CT1、电阻R23、电阻R26、电阻R36、电阻R43、电容C5、电容C14，所述高精度电流互感器CT1的输入两端分别连接A相电流，所述高精度电流互感器CT1的第一引脚分别连接电阻R26的一端、电阻R23的一端，所述高精度电流互感器CT1的第二引脚分别连接电阻R36的一端、电阻R43的一端，所述电阻R26的另一端、电阻R36的另一端均接地，所述电阻R23的另一端分别连接电容C5的一端、电能计量芯片U4的第四引脚IAP端，所述电阻R43的另一端分别连接电容C14的一端、电能计量芯片U4的第五引脚IAN端，所述电容C5的另一端、电容C14的另一端均接地。

4.根据权利要求2所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述电压信号采样模块包括接线端子P2以及电路构成一致的A相电压信号采样电路、B相电压信号采样电路、C相电压信号采样电路，所述A相电压信号采样电路包括电阻R19、电阻R20、电阻R21、电阻R22、电阻R29，所述电阻R19依次串联电阻R20、电阻R21、电阻R22，所述电阻R19的一端连接接线端子P2的A相电压输出端，所述电阻R22的一端分别连接电能计量芯片U4的第十二引脚VAP端、电阻R29的一端，所述电阻R29的另一端接地。

5.根据权利要求1所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述通信模块包括RJ45接口P3、接线端子P2以及电路构成一致的第一通信电路、第二通信电路，所述第一通信电路的输出端连接RJ45接口P3的输入端，所述第二通信电路的输出端连接接线端子P2的输入端。

6.根据权利要求1所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述电源模块包括RJ45接口P3、电源电路，所述电源电路包括三端稳压器V1、低压差稳压器U1、电容C1～C3、电解电容E1～E2、电阻R1、瞬态抑制二极管TVS1，所述三端稳压器V1的型号为AMS1117，所述低压差稳压器U1的型号为CAT6219，所述三端稳压器V1的第三引脚Vin端分别连接瞬态抑制二极管TVS1的一端、RJ45接口P3的工作电压输出端，所述三端稳压器V1的第二引脚Vout端连接低压差稳压器U1的第一引脚VIN端，所述低压差稳压器U1的第三引脚EN端连接电阻R1的一端，所述电阻R1的另一端分别连接电容C2的一端、电解电容E2的正极，所述三端稳压器V1的第一引脚GND端、瞬态抑制二极管TVS1的另一端、电容C2的另一端、电解电容E2的负极均接地，所述三端稳压器V1的第二引脚Vout端输出5V工作电压，所述低压差稳压器U1的第二引脚GND端接地，所述低压差稳压器U1的第四引脚BYP端连接电容C3的一端，所述低压差稳压器U1的第五引脚Vout端分别连接电容C1的一端、电解电容E1的正极，所述电容C3的另一端、电容C1的另一端、电解电容E1的负极均接地，所述低压差稳压器U1的第五引脚VOUT端输出3.3V工作电压。

7.根据权利要求5所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述第一通信电路、第二通信电路均采用RS485通信。

8.根据权利要求6所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述电源模块采用线性电源。

9.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的电网参数采样模块系统，其特征在于：所述处理器的型号为HC32F003。

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