[发明专利]三相三线和三相四线兼容式电参数信号测量处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及电参数信号测量处理系统，尤其涉及三相三线和三相四线兼容式三相电参数信号测量处理系统。

背景技术

三相交流电参数测量仪表分为三相三线制和三相四线制两种类型。这两种类型的仪表的接线方式、信号处理方法都不相同，因此在设计、生产和使用时是需要明确区分的，二者不能兼容，必须分别销售或购买、分别保管、分别取用，给生产销售和使用的管理带来很多不便。

在三相交流电参数测量的信号处理技术中，典型的技术方案是采用三相电参数测量的专用芯片如ADE7758、ATT7026A和ATT7022A等作为信号的核心处理器件，但这些芯片价格不菲，占器件总成本的较大比例。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足而提出一种采用价格低廉的单相电参数测量芯片实现测量三相电参数的信号处理系统方案，该系统可以兼容三相三线制和三相四线制两种接线方式。采用本发明的技术方案可以大幅降低制造成本，简化生产仓储和销售的管理、方便用户购买选型。

实现上述目的采用的技术方案是：一种兼容式三相电参数信号测量处理系统，由电压接线端子、电流接线端子、接线方式切换开关、分压电阻、信号处理电路和微控制器MCU组成；电压接线端子外连电网线，内连方式为通过分压电阻并联接线方式切换开关后依次连至电压互感器、电压通道滤波器、单相电参数测量芯片；电流接线端子外连方式为按对串联于电网相线，内连为依次连接至电流互感器、电流通道滤波器、单相电参数测量芯片；电压接线端子和电流接线端子按各自通路内连至信号处理电路，将信号处理电路的测量参数值读取到微控制器MCU，再根据三相三线或三相四线接线方式所确定的数学关系进行综合运算处理，计算得到三相电参数。

所述电压接线端子有4个，即为UA、UB、UC和UN，UA、UB和UC，分别外接于电网A、B、C三根相线或仪表外电压互感器的二次侧的A、B、C相引出端，UN连接三相四线制电网中线，或连接三相三线制UB。

所述电流接线端子有6个，两个一对，具体为IA/IAR、IB/IBR、IC/ICR，IA/IAR用于串联连接电网A相线或者连接仪表外A相线上的电流互感器的二次侧引出端，IB/IBR用于串联连接电网B相线或者连接仪表外B相线上的电流互感器的二次侧引出端，IC/ICR用于串联连接电网C相线或者连接仪表外C相线上的电流互感器的二次侧引出端。

所述的信号处理电路，由电压互感器、电压通道滤波器、电流互感器、电流通道滤波器和单相电参数测量芯片依次串连构成，本系统中共有3套独立的信号处理电路，其中：电压互感器是二端口网络，其二次侧连接至电压通道滤波器作为电压通道滤波器的输入，电压通道滤波器的输出连接至单相电参数测量芯片的电压通道输入端；电流互感器是二端口网络，其一次侧按信号处理电路分别连接至各相电流接线端子IA/IAN、IB/IBN、IC/ICN，二次侧连接至电流通道滤波器作为电流通道滤波器的输入；电流通道滤波器的输出连接至单相电参数测量芯片的电流通道输入端；分压电阻RA的一端与电压接线端子UA连接，另一端与电压互感器1A的一次侧的上端连接；分压电阻RB的一端与接线方式切换开关接线端子X连接，另一端与与电压互感器1B的一次侧的上端连接；分压电阻RC的一端与电压接线端子UC连接，另一端与电压互感器1C的一次侧的上端连接。采用分压电阻对被测电压进行分压，使加在电压互感器的一次侧的电压衰减以便所述的电压通道滤波器和单相电参数测量芯片进行信号处理；

所述的接线方式切换开关是一个具有SA、SB、SC、SN、X和Y的6个接线端子的双刀双掷拨动开关，接线端子SA与电压接线端子UA连接；接线端子SB与电压接线端子UB相连；接线端子SC与电压接线端子UC连接；接线端子SN与电压接线端子UN连接，还与电压互感器1A的一次侧的下端及电压互感器1C的一次侧的下端连接；接线端子X与分压电阻RB连接；接线端子Y与电压互感器1B的一次侧的下端连接。当接线方式切换开关向上拨时，接线端子X与接线端子SA闭合导通、与接线端子SB断开，接线端子Y与端子SC闭合导通、与接线端子SN断开，当开关向下拨时，接线端子X与接线端子SB闭合导通、与接线端子SA断开，接线端子Y与接线端子SN闭合导通、与接线端子SC断开。

所述的单相电参数测量芯片，具有单相电参数测量功能，可以测量单相交流的电流有效值、电压有效值、电流瞬时值、电压瞬时值，可以对短时间内的有功电能进行累积，并且这些参数值可通过串行通信方式送到微控制器MCU；