專利名稱：一種智能電表的多路采集方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電力工業(yè)自動化控制領域，具體涉及一種智能電表的多路采集方法。
背景技術：
電力工業(yè)是國民經濟的一個重要支柱產業(yè)，而電力作為一種特殊商品在市場經濟中處于舉足輕重的地位。同時隨著電力工業(yè)的體制改革，電網的運營和管理正逐步邁向商業(yè)化，電能量計量系統的建設也是隨著電力商業(yè)化運營的開展而發(fā)展的。電能量計量系統 主要任務時采集、處理、存儲、統計各電廠的上網電量、聯絡線關口點電量和各用電關口的下網電量，為計算和分析提供基本數據，同時隨著分時段電價計費的實施，電能量計量系統的重要性也就顯得更加突出。如圖I所示，對于多個三相回路的電能量進行采集，傳統的方案通常在各個回路上設置用于采集電壓和電流的互感器，同時還會在各個回路上設置用于計量電能量的模塊，當各個回路中的電能量計量模塊得到電能量數據之后再傳送至電表，假若有6個回路時需要加裝6個電能量計量模塊，設備投資較高，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個三相表，那么假若有6個回路時需要24個三相表，安裝較為復雜，以及投資成本較高，不符合企業(yè)以及用戶的經濟利益。本領域急需一種用于多個三相回路采集電參量的方法，該采集方法既可減少設備的投資，又可用于具有多個電源輸入的應用環(huán)境中。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是根據上述現有技術的不足之處，提供一種智能電表的多路采集方法，通過在各回路上獨立接入電壓互感器和電流互感器，同時在智能電表與各回路之間設置電子切換開關，并采用定時切換輪詢各回路的方法達到采集各回路電壓和電流值的目的。本發(fā)明的目的實現由以下技術方案完成
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個回路的三相電參量，所述的智能電表由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構成，在N個回路上分別獨立接入電壓互感器和電流互感器，其特征在于該方法將N個所述的電壓互感器通過電子切換開關I后接入所述電能量計量模塊，將N個電流互感器通過電子切換開關II后接入所述的電能量計量模塊，所述電子切換開關的信號輸出端與所述電能量計量模塊相連，同時將所述MCU的控制腳與電子切換開關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I、II發(fā)送切換指令，所述的電子切換開關I、II分別按順序定時切換，分別從第一個回路切換至下一回路直至第N個回路，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和三相電流信號經電子切換開關傳送至電能量計量模塊內；最后所述的電能量計量模塊將接收到的數據進行計算處理。所述的電子切換開關I與電子切換開關II的切換時間和切換順序同步進行。所述的電子切換開關的定時切換間隔時間不大于1/N秒。 所述的各回路的電量計量時間與電子切換開關的間隔時間相同。本發(fā)明的優(yōu)點是，智能電表可同時監(jiān)測N路獨立的三相設備用電情況，可采集各回路上的30多個電參量，節(jié)省了繁復的設備投資；適用場合較廣，可用于多種不同電源輸入的應用場合；同時采用本方法的系統結構簡單，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)明的電子切換開關示意 圖6為本發(fā)明的典型接線圖。
具體實施例方式以下結合附圖通過實施例對本發(fā)明特征及其它相關特征作進一步詳細說明，以便于同行業(yè)技術人員的理解
實施例如圖2所示，本發(fā)明屬于電力工業(yè)自動化控制領域，具體涉及一種智能電表的多路采集方法，用于采集多個回路的三相電參量。該采集方法具體涉及智能電表、電子切換開關I、II以及獨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量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構成，所述的N個電流互感器通過電子切換開關I后接入電能量計量模塊，所述的N個電流互感器通過電子切換開關II后接入所述的電能量計量模塊，所述電子切換開關的信號輸出端與所述電能量計量模塊相連，同時將所述MCU的控制腳與電子切換開關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量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構成。其中所述的電能量計量模塊用于處理所接收到的三相電參量并具有分時段計量功能；存貯器用于記錄事件以及數據的存儲，可循環(huán)存貯8日；通訊接口采用帶ESD保護電路的RS-485接口，并采用M0DBUS-RTU標準通訊規(guī)約進行對外通訊；顯示器采用IXD液晶顯示屏，用于顯示數據及指示工作狀態(tài)，方便安裝及調試。如圖2、3、4、5所示，本采集系統的工作方法具體如下所述的電子切換開關I、Π分別用于切換多路的電流信號和多路的電壓信號，在MCU的控制下按順序定時切換導通，從第一個回路切換至第二個回路直至第N個回路，定時切換的間隔時間為1/Ν秒(即每個回路獲取的計量時間為1/Ν秒)；被切換導通的回路上的電壓互感器將測量到的電壓數據通過測量電壓輸入端輸入電能量計量模塊(即電表功率芯片)內，電流互感器將測量到的電流數據通過電流輸入端輸入電能量計量模塊內，當電壓和電流數據傳送至電能量計量模塊之后，將通過公式進行數據處理，電量的計算公式為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，f為采集頻率)；計算完畢之后的電量數據和各電參量數據將從電能量計量模塊上的數據輸出口輸送至MCU (即控制芯片)內。為達到采集精度，避免大的采集誤差，輪詢的頻率遠遠大于N，比如采集頻率為f=l/ (M*N)使每次輪詢到的時間t=l/f約為毫秒級時間。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、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)生時間、分時段電量等。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伏電壓信號輸入，端子51米用油機AC220伏電壓信號輸入。本 實施例中的采集系統具有2個切換開關，分別切換多路的電流信號和多路的電壓信號，即使市電和油機輸入電壓不同，我們仍舊可以計量電源的電量，即我們可以分別計量市電的電量以及油機的電量。這樣大大拓展了應用場合，不再局限在簡單的配電線路中，可以測量配電，動力室不同電源的電量測量。比如具有油機和市電，或還有逆變器的多種電源輸入源的場
入
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權利要求
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個回路的三相電參量，所述的智能電表由電能量計量模塊、MCU、存貯器、通訊接口以及顯示器構成，在N個回路上分別獨立接入電壓互感器和電流互感器，其特征在于該方法將N個所述的電壓互感器通過電子切換開關I后接入所述電能量計量模塊，將N個電流互感器通過電子切換開關II后接入所述的電能量計量模塊，所述電子切換開關的信號輸出端與所述電能量計量模塊相連，同時將所述MCU的控制腳與電子切換開關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I、II發(fā)送切換指令，所述的電子切換開關I、II分別按順序定時切換，分別從第一個回路切換至下一回路直至第N個回路，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和三相電流信號經電子切換開關傳送至電能量計量模塊內；最后所述的電能量計量模塊將接收到的數據進行計算處理。
2.根據權利要求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I與電子切換開關II的切換時間和切換順序同步進行。
3.根據權利要求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的定時切換間隔時間不大于1/N秒。
4.根據權利要求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量時間與電子切換開關的間隔時間相同。
全文摘要
本發(fā)明屬于電力工業(yè)自動化控制領域，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Ⅰ、Ⅱ的信號輸入端相連，其信號輸出端與電能量計量模塊相連，同時將MCU的控制腳與電子切換開關連接；隨后MCU向電子切換開關發(fā)送切換指令，電子切換開關按順序定時切換，從第一個回路依次切換至第N個回路，被切換回路上的電壓、電流互感器將測量到的三相電壓、電流信號經電子切換開關Ⅰ、Ⅱ傳送至電能量計量模塊內；最后電能量計量模塊將所述數據進行計算處理。本發(fā)明的優(yōu)點是，可采集多路電參量，系統結構簡單；適用場合廣，可用于多種不同電源輸入的場合。
文檔編號G01R22/06GK102692559SQ201210202650
公開日2012年9月26日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權日2012年6月19日
發(fā)明者葉建忠, 周預杰, 朱廣林, 陳劍峰 申請人:上海貝電實業(yè)(集團)股份有限公司