[实用新型]电能计量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及到一种电能计量装置，尤其是一种安装在电力机车、电动车组上的轨道机车专用电能计量装置。

背景技术

电力机车、电动车组上所用的电能计量装置主要是用于计量轨道交通设备牵引运行时所消耗的电能，以及再生制动时所回馈的电能，作为供电部门对运输部门的用电考核依据，以及运输成本核算的依据。

较早前的电能计量装置主要是电动式计量仪表，从其机械性能和电气性能来说技术比较落后，功能比较简单，可靠性和计量精度较差。近年来，随着电子技术的发展和应用，出现了电子式电能计量装置，应用在电力机车或电动车组的供电系统中，主要采用数码管显示，功能上来说高于电动式计量仪表，但综合性能还不能满足轨道交通技术发展的需要，智能化程度不高。在欧洲的电力机车技术发展上，也是采用电子式电能计量装置来实现轨道设备的电能计量，比如ALSTOM公司采用LEM公司的系列产品来实现多流制机车的电能计量，但从其性能指标来说还存在不足之处，比如显示上没有背光功能，可视性差等。

本设计基于单片机技术和液晶显示技术的成熟应用，结合国内外电力机车和电动车组电能计量装置的技术现状而研制出来的，适合于电力机车和电动车组上使用的新型的电子式电能计量装置。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种采用液晶屏显示的、专用芯片控制的、低温特性良好的电能计量装置。

为此，本实用新型的电力机车或电动车组用电能计量装置，包括：一输入电压信号的电压信号输入端、一输入电流信号的流信号输入端、一对电压信号进行电压等级变换的电压互感器、一对电流信号进行电平变换的电流互感器、一对电压信号进行整形、滤波和电气隔离的第一电平变换电路、一对电流信号进行整流、滤波和电气隔离的第二电平变换电路、一对电压信号和电流信号进行实时采集、存储、分析和运算的电能测量芯片，一控制数据的逻辑运算、传输、通讯和存储的微控制器，一存储数据的存储器和一显示数据的液晶显示屏，其中电压信号输入端和电流信号输入端分别通过电压互感器与第一电平变换电路和电流互感器与第二电平变换电路连接到电能测量芯片，微控制器分别与电能测量芯片、存储器和液晶显示屏相连接。

本实用新型的电能计量装置的优点和特点是：

1、采用专用电能计量芯片实现有功功率和无功功率的参数分析、计算和存储；

2、采用低温特性良好的LCD液晶显示芯片实现输出信息的显示；

3、采用RS485通讯接口实现数据的对外传输和转储。

本实用新型的电能计量装置采用电压互感器和电流互感器信号作为标准的信号输入，采用电子技术和芯片技术作为应用基础，通过相应的硬件电路和软件编程实现其相关参数的检测、显示和记录。

本实用新型的电能计量装置能够测量、显示和记录机车运行时的有功功率和无功功率；机车再生制动时的有功功率和无功功率。上述数据在第一行显示，可以采用滚动循环显示，显示时间为5S。

本实用新型的电能计量装置能够实时监测和显示机车运行时的电压、电流有效值，以及功率因数和电源频率等参数、上述数据在第二行显示，可以采用滚动循环显示，显示时间为5S。

本实用新型的电能计量装置具有RS-485标准串行电气接口，设有光电耦合脉冲输出端，输出电量脉冲信号，实现数据的转储。

本实用新型的电能计量装置采用LCD显示方式，具有背光功能，汉字/数字显示，电能计量显示位数为10位数字显示，分度值为1kW.h和1kvar.h，最大计度容量为9999999999kW.h和9999999999kvar.h。电压、电流有效值显示单位为kV和A，分度值为1；功率因数的分度值为0.01，以上三项数据显示位数为^***.**。

本实用新型的电能计量装置能在不低于-30℃的环境中，在工作电源接入的情况下，进入正常的显示状态，即使没有电流信号和电压信号的送入也能显示电能计量的累计记忆值。

本实用新型的电能计量装置具有满足TB/T3034-2002中相关条款规定的电磁兼容性以及良好的潜动性能，电流线路无电流而参比电压在80％-110％之间任一值变换变化时，计量数值不发生变动。

本实用新型的电能计量装置具有以下主要技术参数：

标准参比电压：AC100V，例外值AC 127V；

标准参比电流；5A；

基本电流(Ib)：1A；

最大电流：5A；

起动电流：0.004Ib；

标准参比频率：50Hz；