專利名稱：一種智能電表的多路采集方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電力工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體涉及一種智能電表的多路采集方法。
背景技術(shù)：
電力工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的一個(gè)重要支柱產(chǎn)業(yè)，而電力作為一種特殊商品在市場經(jīng)濟(jì)中處于舉足輕重的地位。同時(shí)隨著電力工業(yè)的體制改革，電網(wǎng)的運(yùn)營和管理正逐步邁向商業(yè)化，電能量計(jì)量系統(tǒng)的建設(shè)也是隨著電力商業(yè)化運(yùn)營的開展而發(fā)展的。電能量計(jì)量系統(tǒng) 主要任務(wù)時(shí)采集、處理、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)各電廠的上網(wǎng)電量、聯(lián)絡(luò)線關(guān)口點(diǎn)電量和各用電關(guān)口的下網(wǎng)電量，為計(jì)算和分析提供基本數(shù)據(jù)，同時(shí)隨著分時(shí)段電價(jià)計(jì)費(fèi)的實(shí)施，電能量計(jì)量系統(tǒng)的重要性也就顯得更加突出。如圖I所示，對(duì)于多個(gè)三相回路的電能量進(jìn)行采集，傳統(tǒng)的方案通常在各個(gè)回路上設(shè)置用于采集電壓和電流的互感器，同時(shí)還會(huì)在各個(gè)回路上設(shè)置用于計(jì)量電能量的模塊，當(dāng)各個(gè)回路中的電能量計(jì)量模塊得到電能量數(shù)據(jù)之后再傳送至電表，假若有6個(gè)回路時(shí)需要加裝6個(gè)電能量計(jì)量模塊，設(shè)備投資較高，且安裝和維修均較為麻煩。還有一種方案，在各回路上的測量裝置使用三相電流表、電壓表、電能表以及功率表等4個(gè)三相表，那么假若有6個(gè)回路時(shí)需要24個(gè)三相表，安裝較為復(fù)雜，以及投資成本較高，不符合企業(yè)以及用戶的經(jīng)濟(jì)利益。本領(lǐng)域急需一種用于多個(gè)三相回路采集電參量的方法，該采集方法既可減少設(shè)備的投資，又可用于具有多個(gè)電源輸入的應(yīng)用環(huán)境中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種智能電表的多路采集方法，通過在各回路上獨(dú)立接入電壓互感器和電流互感器，同時(shí)在智能電表與各回路之間設(shè)置電子切換開關(guān)，并采用定時(shí)切換輪詢各回路的方法達(dá)到采集各回路電壓和電流值的目的。本發(fā)明的目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成
一種智能電表的多路采集方法，本采集方法用于智能電表采集N個(gè)回路的三相電參量，所述的智能電表由電能量計(jì)量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構(gòu)成，在N個(gè)回路上分別獨(dú)立接入電壓互感器和電流互感器，其特征在于該方法將N個(gè)所述的電壓互感器通過電子切換開關(guān)I后接入所述電能量計(jì)量模塊，將N個(gè)電流互感器通過電子切換開關(guān)II后接入所述的電能量計(jì)量模塊，所述電子切換開關(guān)的信號(hào)輸出端與所述電能量計(jì)量模塊相連，同時(shí)將所述MCU的控制腳與電子切換開關(guān)I、II的控制腳連接用以輸送控制指令；隨后所述MCU向電子切換開關(guān)I、II發(fā)送切換指令，所述的電子切換開關(guān)I、II分別按順序定時(shí)切換，分別從第一個(gè)回路切換至下一回路直至第N個(gè)回路，所述被切換回路上的電壓互感器和電流互感器將測量到的三相電壓信號(hào)和三相電流信號(hào)經(jīng)電子切換開關(guān)傳送至電能量計(jì)量模塊內(nèi)；最后所述的電能量計(jì)量模塊將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。所述的電子切換開關(guān)I與電子切換開關(guān)II的切換時(shí)間和切換順序同步進(jìn)行。所述的電子切換開關(guān)的定時(shí)切換間隔時(shí)間不大于1/N秒。 所述的各回路的電量計(jì)量時(shí)間與電子切換開關(guān)的間隔時(shí)間相同。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，智能電表可同時(shí)監(jiān)測N路獨(dú)立的三相設(shè)備用電情況，可采集各回路上的30多個(gè)電參量，節(jié)省了繁復(fù)的設(shè)備投資；適用場合較廣，可用于多種不同電源輸入的應(yīng)用場合；同時(shí)采用本方法的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，前期的安 裝以及后期的維修較為簡便。


圖I為電表采集多回路電參量的傳統(tǒng)方法示意 圖2為本發(fā)明智能電表采集多回路電參量的方法原理 圖3為本發(fā)明的N路三相電壓輸入 圖4為本發(fā)明的N路三相電流輸入 圖5為本發(fā)明的電子切換開關(guān)示意 圖6為本發(fā)明的典型接線圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明，以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解
實(shí)施例如圖2所示，本發(fā)明屬于電力工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體涉及一種智能電表的多路采集方法，用于采集多個(gè)回路的三相電參量。該采集方法具體涉及智能電表、電子切換開關(guān)I、II以及獨(dú)立接入各回路的電流互感器和電壓互感器，智能電表由電能量計(jì)量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構(gòu)成，所述的N個(gè)電流互感器通過電子切換開關(guān)I后接入電能量計(jì)量模塊，所述的N個(gè)電流互感器通過電子切換開關(guān)II后接入所述的電能量計(jì)量模塊，所述電子切換開關(guān)的信號(hào)輸出端與所述電能量計(jì)量模塊相連，同時(shí)將所述MCU的控制腳與電子切換開關(guān)I、II的控制腳連接用以輸送控制指令。所述的智能電表具體由電能量計(jì)量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構(gòu)成。其中所述的電能量計(jì)量模塊用于處理所接收到的三相電參量并具有分時(shí)段計(jì)量功能；存貯器用于記錄事件以及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，可循環(huán)存貯8日；通訊接口采用帶ESD保護(hù)電路的RS-485接口，并采用M0DBUS-RTU標(biāo)準(zhǔn)通訊規(guī)約進(jìn)行對(duì)外通訊；顯示器采用IXD液晶顯示屏，用于顯示數(shù)據(jù)及指示工作狀態(tài)，方便安裝及調(diào)試。如圖2、3、4、5所示，本采集系統(tǒng)的工作方法具體如下所述的電子切換開關(guān)I、Π分別用于切換多路的電流信號(hào)和多路的電壓信號(hào)，在MCU的控制下按順序定時(shí)切換導(dǎo)通，從第一個(gè)回路切換至第二個(gè)回路直至第N個(gè)回路，定時(shí)切換的間隔時(shí)間為1/Ν秒(即每個(gè)回路獲取的計(jì)量時(shí)間為1/Ν秒)；被切換導(dǎo)通的回路上的電壓互感器將測量到的電壓數(shù)據(jù)通過測量電壓輸入端輸入電能量計(jì)量模塊(即電表功率芯片)內(nèi)，電流互感器將測量到的電流數(shù)據(jù)通過電流輸入端輸入電能量計(jì)量模塊內(nèi)，當(dāng)電壓和電流數(shù)據(jù)傳送至電能量計(jì)量模塊之后，將通過公式進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，電量的計(jì)算公式為P=U*I*N*M/f (其中U為采集的電壓值，I為采集的電流值，N為電表能夠采集的電量路數(shù)，f為采集頻率)；計(jì)算完畢之后的電量數(shù)據(jù)和各電參量數(shù)據(jù)將從電能量計(jì)量模塊上的數(shù)據(jù)輸出口輸送至MCU (即控制芯片)內(nèi)。為達(dá)到采集精度，避免大的采集誤差，輪詢的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于N，比如采集頻率為f=l/ (M*N)使每次輪詢到的時(shí)間t=l/f約為毫秒級(jí)時(shí)間。本發(fā)明中所述的電參量具體為三相交流電壓、三相電流(真有效值測量)、總有功功率、無功功率、功率因數(shù)、各單相功率、頻率、總有功電度、無功電度、有功無功最大需量及發(fā)生時(shí)間、分時(shí)段電量等。如圖6所示為本采集方法的典型接線，該接線采用兩種不同的電源輸入，其中端子49米用市電AC220伏電壓信號(hào)輸入，端子51米用油機(jī)AC220伏電壓信號(hào)輸入。本 實(shí)施例中的采集系統(tǒng)具有2個(gè)切換開關(guān)，分別切換多路的電流信號(hào)和多路的電壓信號(hào)，即使市電和油機(jī)輸入電壓不同，我們?nèi)耘f可以計(jì)量電源的電量，即我們可以分別計(jì)量市電的電量以及油機(jī)的電量。這樣大大拓展了應(yīng)用場合，不再局限在簡單的配電線路中，可以測量配電，動(dòng)力室不同電源的電量測量。比如具有油機(jī)和市電，或還有逆變器的多種電源輸入源的場
入
口 ο
權(quán)利要求
1.一種智能電表的多路采集方法，本采集方法用于智能電表采集N個(gè)回路的三相電參量，所述的智能電表由電能量計(jì)量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構(gòu)成，在N個(gè)回路上分別獨(dú)立接入電壓互感器和電流互感器，其特征在于該方法將N個(gè)所述的電壓互感器通過電子切換開關(guān)I后接入所述電能量計(jì)量模塊，將N個(gè)電流互感器通過電子切換開關(guān)II后接入所述的電能量計(jì)量模塊，所述電子切換開關(guān)的信號(hào)輸出端與所述電能量計(jì)量模塊相連，同時(shí)將所述MCU的控制腳與電子切換開關(guān)I、II的控制腳連接用以輸送控制指令；隨后所述MCU向電子切換開關(guān)I、II發(fā)送切換指令，所述的電子切換開關(guān)I、II分別按順序定時(shí)切換，分別從第一個(gè)回路切換至下一回路直至第N個(gè)回路，所述被切換回路上的電壓互感器和電流互感器將測量到的三相電壓信號(hào)和三相電流信號(hào)經(jīng)電子切換開關(guān)傳送至電能量計(jì)量模塊內(nèi)；最后所述的電能量計(jì)量模塊將接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種智能電表的多路采集方法，其特征在于所述的電子切換開關(guān)I與電子切換開關(guān)II的切換時(shí)間和切換順序同步進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種智能電表的多路采集方法，其特征在于所述的電子切換開關(guān)的定時(shí)切換間隔時(shí)間不大于1/N秒。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種智能電表的多路采集方法，其特征在于所述的各回路的電量計(jì)量時(shí)間與電子切換開關(guān)的間隔時(shí)間相同。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域，具體涉及一種智能電表的多路采集方法，該方法首先在各回路上獨(dú)立接入電壓互感器和電流互感器；其后將電壓、電流互感器分別與電子切換開關(guān)Ⅰ、Ⅱ的信號(hào)輸入端相連，其信號(hào)輸出端與電能量計(jì)量模塊相連，同時(shí)將MCU的控制腳與電子切換開關(guān)連接；隨后MCU向電子切換開關(guān)發(fā)送切換指令，電子切換開關(guān)按順序定時(shí)切換，從第一個(gè)回路依次切換至第N個(gè)回路，被切換回路上的電壓、電流互感器將測量到的三相電壓、電流信號(hào)經(jīng)電子切換開關(guān)Ⅰ、Ⅱ傳送至電能量計(jì)量模塊內(nèi)；最后電能量計(jì)量模塊將所述數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，可采集多路電參量，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單；適用場合廣，可用于多種不同電源輸入的場合。
文檔編號(hào)G01R22/06GK102692559SQ201210202650
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者葉建忠, 周預(yù)杰, 朱廣林, 陳劍峰 申請(qǐng)人:上海貝電實(shí)業(yè)(集團(tuán))股份有限公司