[实用新型]智能化电流监控器

说明书

本实用新型是采用单片计算机来对电力发电供电系统中的电流实施智能化监控，可以取消原来电力系统中用于监测电流的电流互感器，属于电流的监测装置。

目前，各种电力系统中的电流互感器有以下几项不足：

1.体积大，不便于安装；

2.能耗大、成本高、耗费大量有色金属和材料；

3.不利于电力系统的远动控制；

4.数据读取不直观，读数准确度差。

本实用新型的目的是研制一种智能化监控装置，这种装置能对电力系统的运行状态主要是电流参数进行实时处理，给出准确、直观的读数。

本实用新型由检测部分、处理部分、显示部分组成。它取消了原来电力系统中的电流互感器，指针式电流表。只要将电流检测元件串入原来的主回路中，当电路中流过电流时将在检测元件上产生一个微小的压降，这个小压降经过运算放大器的放大，然后经过一个压控振荡器将这个经过放大的电压信号变成一个频率可变的矩形波，最后经过光耦将这个信号送入8031单片机进行处理和显示。

本实用新型将8～20厘米金属导线△L作为检测部分的检测元件串入电路中，其两端分别连接处理部分的运算放大器组件IC1两异相输入端，运算放大器组件IC1的输出端经二极管D接运算放大器组件IC2反相输入端，IC2的同相输入端连晶体三极管V1集电极，IC2输出端经电阻接晶体三极管V1基极和光耦PC阳极，光耦输出端PCA至显示部分的单片机U1的P3.3端脚，单片机U1的P0口接锁存器U2、U3及存储器U4的数据端，单片机U1P2口连存储器U4地址端口A0～A7，U4地址端A8～A12送锁存器U2、U3地址端脚，锁存器U2、U3输出端脚至译码器U5输入端，U5输出端连共阴极数码管LED阳极，数码管LED阴极接晶体三极管V2～V5集电极，晶体三极管V2～V5的基极连单片机U1P1.0～P1.3端口。

本实用新型可以应用到发电厂、变送电站以及各类工厂、矿山、农村等部门的变电站、所，可以使各类变电站、所的控制系统减小，以便于集中控制。可以节约大量的能源，以及有色金属。其数据读取直观，读数准确度高。

附图说明：

图1为本实用新型的控测部分和处理部分电路原理图。

图2为本实用新型的显示部分电路原理图。

图3为本实用新型的系统程序框图。

本实用新型抛弃了古老的电流检测元件电流互感器。而采用一小段金属导线△L作为检测元件（长度约8～20厘米，截面积视电流大小而定），当电流在导线中流过时，因其△L导线的电阻作用，在其上将产生交流电压信号△U，该信号△L经过运算放大器IC1放大后，经二极管D整流和电容C1，电阻R3的滤波后送至运算放大器IC2的反相输入端而成为直流电压信号△U。当电源通电后运算放大器IC2的同相输入端的电压开始按着e^t/τ的指数关系上升，当电压升至超过反相输入端的电压时IC2的输出端立即翻为高电平，这时三极管V1开始导通。使电容C2开始放电，电容C2上的电压降至反相输入端的电压以下时，IC2的输出端又翻回到低电平，使三极管V1重新截止，电容C2又开始充电，这样就完成了一个振荡荡周期。在IC2输出端为高电平时，光耦PC将导通，PCA点将为低电平，在IC2输出端为低电平时，光耦PC将截止，PCA点将为高电平，如果用单片计算机测出PCA点电平上下翻转的时间，就可以按着e^t/τ指数函数的关系，求出电压值并计算出电流值。

本实用新型的显示部分是由单片机U1（8031）的P0口、P2口和P1口来完成的。8031单片机的P2口控制着锁存器U2、U3（74LS373、74LS273）来完成锁存数据的，被锁存的数据经译码器U5（74LS48）译码后送至数码管的阳极，P1口送出的数据来控制扫描哪一位数码管。

本系统可以将8031的串行输入输出端作本系统与其它计算机控制系统的数据交换和控制端，可以将本系统已经测出的数据通过此输出端送到其它的大型计算机系统中以便集中测试和监视。也可以接受总控计算机的各种控制指令，达到监控本系统是否过载、断相、电流平衡等各项的技术指标的目的。

图中的U4为EPROM（2764），晶体三极管V1～V5的型号为2SC1918。