一种电能检测计量系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电能检测计量系统，包括互感模块、前端电压电流采集模块、电能质量分析模块、MCU处理器、系统供电模块；互感模块和前端电压电流采集模块依次与电能质量分析模块通信连接；电能质量分析模块和MCU处理器相互之间通信连接；系统供电模块与电能质量分析模块、MCU处理器电连接；包括多个互感模块和前端电压电流采集模块，互感模块和前端电压电流采集模块一一对应设置，简化了测量系统，降低了成本，减轻了计量人员的劳动强度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及用电监控领域，特别涉及一种电能检测计量系统。
技术介绍
目前，能够进行电能质量检测的仪器很多，但大多数是对某一点的电能质量进行检测，无法对多点进行同步检测。个别可以进行多点同时检测的仪器，一个是价格昂贵，第二个是需要用传输线进行长距离组网，布线工作量大、易受到环境限制且无法保证数据传输的可靠性。而煤矿进行电能质量检测需要同时对多个点进行电能的检测，很显然目前已有的检测系统无法满足这个要求。针对这种情况，本申请提出了无需进行组网便可以进行多点同步检测的方案。该方案可以大大简化了测量系统，降低了成本，减轻了计量人员的劳动强度。电能平衡测试是节能技术服务站的常规工作，是节能技术服务的重要手段，因此具有很高的经济和社会意义。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种电能检测计量系统，简化了测量系统，降低了成本，减轻了计量人员的劳动强度，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。为实现上述目的，本技术提供以下的技术方案：一种电能检测计量系统，包括互感模块、前端电压电流采集模块、电能质量分析模块、MCU处理器、系统供电模块；互感模块和前端电压电流采集模块依次与电能质量分析模块通信连接；电能质量分析模块和MCU处理器相互之间通信连接；系统供电模块与电能质量分析模块、MCU处理器电连接；包括多个互感模块和前端电压电流采集模块，互感模块和前端电压电流采集模块一一对应设置；互感模块包括电流互感器和电压互感器；前端电压电流采集模块包括电压采集电路和电流采集电路；电压互感器和电压采集电路相连接，电流互感器和电流采集电路相连接。优选的，所述MCU处理器还连接有存储模块和通信模块。优选的，所述MCU处理器还连接有同步模块和时间模块。优选的，所述电能质量分析模块为计量芯片ATT7022B。优选的，所述MCU处理器为LPC1114单片机。采用以上技术方案的有益效果是：本技术结构的电能检测计量系统为多点同时测试的电能质量测试采样器仪器及相应的测试数据处理软件。对局部网络进行点能质量及对能耗的影响分析，找出影响能耗的主要因素，简化了测量系统，降低了成本，减轻了计量人员的劳动强度。电流电压互感器部分将电力线上的电流和电压转换成100V/5A的信号，完成电流和电压的初步采集工作。然后通过电压电流采集电路将从互感器得到的100V/5A工频信号转换成适合ATT7022B片内A/D采集的交流信号。其中ATT7022B片内集成了7路16位A/D转换器，它主要完成对电压和电流的采集、AD转换、数字信号处理、计算各种所需的参数。ATT7022B能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，并且对有功功率测量达到国家标准0.55，0.25、对无功功率测量精度均能达到国家2级、3级标准，同时该产品也是一款抗干扰能力强的低功耗产品。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是电压采集电路的示意图；图3是电流采集电路的示意图；图4是供电电路图。其中，1--电压互感器、2--电流互感器、3--电压采集电路、4--电流采集电路、5--电能质量分析模块、6--MCU处理器、7--系统供电模块、8--存储模块、9--通信模块、10--同步模块、11--时间模块。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术的优选实施方式。图1出示本技术的具体实施方式：一种电能检测计量系统，包括互感模块、前端电压电流采集模块、电能质量分析模块5、MCU处理器6、系统供电模块7；互感模块和前端电压电流采集模块依次与电能质量分析模块5通信连接；电能质量分析模块5和MCU处理器6相互之间通信连接；系统供电模块7与电能质量分析模块5、MCU处理器6电连接；包括多个互感模块和前端电压电流采集模块，互感模块和前端电压电流采集模块一一对应设置；互感模块包括电流互感器2和电压互感器1；前端电压电流采集模块包括电压采集电路3和电流采集电路4；电压互感器1和电压采集电路3相连接，电流互感器2和电流采集电路4相连接。MCU处理器6还连接有存储模块8和通信模块，MCU处理器6还连接有同步模块10和时间模块11，电能质量分析模块5为计量芯片ATT7022B，MCU处理器6为LPC1114单片机。电流电压互感器部分将电力线上的电流和电压转换成100V/5A的信号，完成电流和电压的初步采集工作。然后通过电压电流采集电路将从互感器得到的100V/5A工频信号转换成适合ATT7022B片内A/D采集的交流信号。其中ATT7022B片内集成了7路16位A/D转换器，它主要完成对电压和电流的采集、AD转换、数字信号处理、计算各种所需的参数。ATT7022B能够测量各相以及合相的有功功率、无功功率、视在功率、有功能量以及无功能量，同时还能测量各相电流、电压有效值、功率因数、相角、频率等参数，并且对有功功率测量达到国家标准0.55，0.25、对无功功率测量精度均能达到国家2级、3级标准，同时该产品也是一款抗干扰能力强的低功耗产品。时钟模块是为各个不同的测量模块提供时间参考，配合同步信号就可以实现各个测量模块的同步测量。MCU处理器是整个系统的信息交汇与命令控制的核心部分，主要负责控制ATT7O22B，从ATT7O22B读取各种电能参数；从存储芯片中读取和存储一些关键数据；读取时钟模块的时间参数；并且和上位控制端通过通信模块进行数据通讯。系统供电模块为整个模块提供了电能，通过选取低功耗器件和对各个部分功耗的分析，提出了从电力电压互感器二次端取电的设计方案，实现了电能质量分析模块的无源化。减小了整个模块的体积，使模块适用于没有220V供电的高压环境中，并可以将模块与电力互感器整体封装，实现二者的无缝衔接。通信模块是用来连接电脑终端读取测量数据的。时间模块我们选用一款集成的时间芯片DS1302，它可以对年、月、周、日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能。DS1302采用三线接口SPI与MCU进行同步通信，可以通过MCU对时钟进行设置。如果各个测量模块的时间芯片的初始值设置成一样的话，则各个测量模块就实现了时间上的同步，通过MCU和程序就可以实现各个测量模块的同时测量了(这就相当于多个人，由于各自的手表时间相同，这样就可以在约定的时间采取统一行动)。同步模块的作用就是为各个测量模块的时间芯片同时赋一个相同的值，使它们实现同步(相当于多个手表调整到统一时间)。具体过程是，将各个测量模块的同步端口接在一起，在外部给一个触发信号，各个测量模块的MCU探测到这个信号后，就将约定好的初始值写入各自的时间芯片，达到时间同步的目的。其实由于给DS1302提供时钟信号的晶振，其误差非常小，这样即使工作一年，各个测量模块的时间差也只是毫秒级。因此，时间同步操作只是刚开始同步一下即可，后面的使用则无需进行同步。电流电压采集电路的作用是：通过电压采集电路和电流采集电路，将从电力互感器二次端得到的l00V/5A工频信号转换成适合ATT7022B片内AD采集的交流信号。其中ATT7O22B的电压通道在10mV至1V时，线性误差小于0.5％；电流通道在2mV至1V时，线性误差小于0.5％。所以在AD转换器接入输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电能检测计量系统，其特征在于，包括互感模块、前端电压电流采集模块、电能质量分析模块、MCU处理器、系统供电模块；互感模块和前端电压电流采集模块依次与电能质量分析模块通信连接；电能质量分析模块和MCU处理器相互之间通信连接；系统供电模块与电能质量分析模块、MCU处理器电连接；包括多个互感模块和前端电压电流采集模块，互感模块和前端电压电流采集模块一一对应设置；互感模块包括电流互感器和电压互感器；前端电压电流采集模块包括电压采集电路和电流采集电路；电压互感器和电压采集电路相连接，电流互感器和电流采集电路相连接。

【技术特征摘要】
1.一种电能检测计量系统，其特征在于，包括互感模块、前端电压电流采集模块、电能质量分析模块、MCU处理器、系统供电模块；互感模块和前端电压电流采集模块依次与电能质量分析模块通信连接；电能质量分析模块和MCU处理器相互之间通信连接；系统供电模块与电能质量分析模块、MCU处理器电连接；包括多个互感模块和前端电压电流采集模块，互感模块和前端电压电流采集模块一一对应设置；互感模块包括电流互感器和电压互感器；前端电压电流采集模块包括电压采集电路和电流采集电路；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜玉龙，
申请(专利权)人：淮北工科检测检验有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34