[实用新型]数字式多功能网络电测仪表

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种数字式多功能网络电测仪表，属于电力自动化测量技术领域。

背景技术

我国电力事业随着国民经济的高速发展而快速发展，电能质量对国民经济的影响逐步增大，对电力系统发、输、配及用电量的采集也提出了更高的要求。配电系统逐步向自动化、智能化、网络化方向发展，而电量采集测量产品作为电力系统实时控制、监测、调度自动化的前提环节对配电系统的发展有重要作用。目前市场上电测仪器仪表种类很多，有指针式和数字式，在功能上有单参数测量、综合参数测量和电力监控等等。而一般的电测仪表都是单独使用，没有通讯接口，也不能对电路中发生过流、过压、欠压或三相不平衡等故障时做保护控制处理，从而无法与远端的管理计算机进行通讯，无法实现电量参数和设备状态的远程监测和自动保护控制，在使用和管理上不方便，且应用领域存在局限性。而功能全面的电测仪器如智能电力监控装置则内部结构复杂，体积庞大，且成本高昂。而本实用新型针对配电系统的发展方向，在小型化、多功能、高精度、智能化等方面具有更多的优势。

发明内容

本实用新型的主要目的是在低成本高性能的前提下解决现有电测仪表存在的缺陷，提供一种数字式多功能网络电测仪表，能与远端管理计算机进行数据通讯，完成多功能电量参数和状态信息的监测与遥讯、遥控，同时在监测到主回路和远端保护控制设备发生故障时能依据程序中的逻辑判断方案自动作出保护控制处理，便于系统设备的使用和管理，确保运行安全。

本实用新型所述的数字式多功能网络电测仪表，包括了中央处理单元23、显示单元22、信号处理单元21、键盘输入单元24、EEPROM存储单元25、脉冲输出单元26、开关量输入输出单元27和MODBUS通讯单元28以及为整个仪表供电的电源模块29。中央处理单元23除了存贮有多功能电测软件，还包含了通讯接收发送程序和开关量控制程序。

所述的中央处理单元23通过芯片通用IO口模拟IIC总线来连接EEPROM存储单元26和开关量输入输出单元27。

所述的中央处理单元23通过芯片特定脉冲输出端口连接脉冲输出单元26，以固定脉冲率通过有线或者红外的方式向电能脉冲计量设备30发送脉冲信息；

所述的中央处理单元23是带有高精度电能计量模块231、通讯接口、红外接口、多路控制接口、多路数据接口和LCD显示驱动接口单片机。所述的电能计量模块231，其特征在于配备了1个21位delta-sigma(△-∑)ADC、6个模拟输入、数字温度补偿、精密参考电压和32位计算引擎。

所述的信号处理单元21的输入端连接电网主回路中的三相电量信号源10，由三路分压电阻网络和三路电流互感器配合不同的采样电阻来实现独立的三相电压和电流信号的采样，然后经过RC低通滤波和双二极管正负极限幅处理后输入电能计量模块231的对应采样端。

所述的显示单元22可选LCD液晶显示或者LED数码管显示。LCD液晶显示作为优选时可通过中央处理单元23的LCD驱动端口直接连接LCD来完成；LED数码管显示作为优选时，中央处理单元23通过通用IO口模拟的二线串行连接来控制数码管驱动芯片，并由四个通用IO口来进行片选操作，从而配合完成对数码管和发光二极管的动态扫描。

所述的开关量输入输出单元27由IO扩展芯片来连接中央处理单元23、开关量输入电路和开关量输出电路。中央处理单元23通过通用IO口模拟IIC总线来驱动IO扩展芯片，以专用程序对其进行读取和写入操作。在进行开关量输入采集时，IO扩展芯片的输入采集端经光耦隔离器组来采集远端保护控制设备40的分合闸状态信息。在进行开关量输出控制时，根据中央处理单元23的写入命令，IO扩展芯片的输出控制端首先进行双NPN三极管的电流放大，通过继电器升压后连接远端保护控制设备40，并控制其进行分合闸操作。

经过上述设计后的本实用新型技术，与现有技术相比，具有以下优点：

1.通过选用性价比较高且集成了高精度电能计量模块231的MPU来实现中央处理单元23的电参量采集换算和其他各项辅助功能，从而在硬件结构上相比于其他电测仪表省去了外置的高精度电量采集模块并保持了高精度的信号采集效果，同时电能计量模块231的应用也降低了对信号处理单元21的处理要求，使得信号采集部分硬件结构更加简练，同时信号换算和处理功能更加强劲。