三相智能配电表及其实现方法技术

一种三相智能配电表包括：与三相电相连的电压连接器及电流连接器；通过高输入阻抗电路、电流采样电阻分别与电压连接器及电流连接器相连的模拟开关电路；用于控制选通模拟开关电路的输入端来获取各相电压及各相电流信息的单片机，各相电压电流信息通过模数转换器与单片机的一组数据端口相连；与单片机相连的电能计量芯片、显示电路及通信接口。本发明专利技术采用一体化结构获取三相电的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、温湿度信息及时间信息，且各个数据通过一插即用的通信接口与计算机通信，结构简单，集成度高，可靠性高，运行安全。本发明专利技术使远远落后于信息时代的传统配电技术迈入信息时代，使现有的各种各样的配电柜实现标准化。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种三相智能配电表包括：与三相电相连的电压连接器及电流连接器；通过高输入阻抗电路、电流采样电阻分别与电压连接器及电流连接器相连的模拟开关电路；用于控制选通模拟开关电路的输入端来获取各相电压及各相电流信息的单片机，各相电压电流信息通过模数转换器与单片机的一组数据端口相连；与单片机相连的电能计量芯片、显示电路及通信接口。本专利技术采用一体化结构获取三相电的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、温湿度信息及时间信息，且各个数据通过一插即用的通信接口与计算机通信，结构简单，集成度高，可靠性高，运行安全。本专利技术使远远落后于信息时代的传统配电技术迈入信息时代，使现有的各种各样的配电柜实现标准化。【专利说明】
本专利技术涉及一种配电仪表，尤其是涉及一种带数据通信功能的一体化智能配电表及其实现方法。
技术介绍
现在公知的配电仪表，例如电压表、电流表、功率表、功率因数表等等，无论是指针式还是数显式仪表，都只能肉眼读数，不能与计算机通讯。另外，还存在配电柜结构复杂、功能单一的缺陷，虽然配电技术智能化的呼声很高，但始终未获实质性突破。公知的配电技术指针表、数显表混杂，与智能化相差1-2代。使任何有关配电技术的升级、改造都无法顺利进行。当今时代，科学技术突飞猛进，日新月异。手机在20多年间换了三四代；电脑换了多代且换代周期越来越短；家用电器也早已迈入智能化时代……。唯有配电仪表，同电力技术与生俱来的第一代产品一指针表还在大行其道。配电技术之落后，已严重制约了配电技术和高端自动控制和与之相关的各项技术的发展。本专利技术提供一个 一揽子解决方案，使配电技术一步跨入信息时代。
技术实现思路
为克服现有技术的缺陷，本专利技术提出一种结构简单、集成度高且带数据通讯功能的智能三相智能配电表。本专利技术采用如下技术方案实现:一种三相智能配电表。其包括:与三相电相连的电压连接器及电流连接器；通过高输入阻抗电路、电流采样电阻分别与电压连接器及电流连接器相连的模拟开关电路；用于控制选通模拟开关电路的输入端来获取各相电压及各相电流信息的单片机，该单片机的八根数据线与模数转换器相连；用于根据各相电压及各相电流信息计算视在功率、有功功率、功率因数及无功功率的电能计量芯片，该电能计量芯片与单片机相连；与单片机相连的显示电路及通信接口。其中，高输入阻抗电路包括:在电压连接器的A相电压输出端与地之间串接电阻Rl及电阻R4，且电阻Rl与电阻R4的公共端连接模拟开关电路的Kl输入端；在电压连接器的B相电压输出端与地之间串接电阻R2及电阻R5，且电阻R2与电阻R5的公共端连接模拟开关电路的K2输入端；在电压连接器的C相电压输出端与地之间串接电阻R3及电阻R6，且电阻R3与电阻R6的公共端连接模拟开关电路的K3输入端。其中，电阻R1、电阻R2与电阻R3具有相同阻值，而电阻R4、电阻R5及电阻R6具有相同阻值。其中，所述三相智能配电表还包括:与单片机相连的温湿度传感器。其中，所述三相智能配电表还包括:与单片机相连的计时电路及事件定时开关。其中，通信接口为USB接口。另外，本专利技术提出一种三相智能配电表的实现方法，其包括如下步骤: 单片机控制依次选通模拟开关电路的各个输入端，依次获取三相电的各相电压及各相电流息; 与单片机相连的电能计量芯片根据各相电压及各相电流信息计算视在功率和有功功率，并将计算结果传送给单片机，单片机再根据视在功率和有功功率计算出功率因数和无功功率； 单片机将三相电的各相电压及各相电流、有功功率、无功功率及功率因数发送给显示电路进行显示。其中，所述三相智能配电表的实现方法还包括步骤:通过单片机设置显示电路的切换显示周期，单片机按照设定的切换显示周期将显示数据发送给显示电路进行显示。其中，所述三相智能配电表的实现方法还包括步骤:单片机从相连的温湿度传感器获取温度和湿度数据，并发送给显示电路进行显示。其中，所述三相智能配电表的实现方法还包括步骤:单片机通过通信接口将各相电压及各相电流信息计算视在功率、有功功率、功率因数及无功功率发送给计算机。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果: 1、高度集成。在配电工程中要测量电流、电压、功率、功率因数，公知的手段都是采用多表制，每表各负其责，以资安全。而本专利技术实现一表制即可实现，颠覆旧传统，堪称电力测量之集大成者。2、运算代替测量。公知的配电仪表品种繁杂，这也成为配电智能化的重大障碍之一。而本专利技术用电能计量芯片ADE7763，测得视在功率和有功功率后，用计算法而非测量法求得功率因数和无功功率。不仅简化了硬件结构，而且彰显智能化优势。3、结构简单。公知的配电柜内部接线多达数十根，组装有很高要求，而本专利技术使得智能化配电表无一根内部接线，只须8根输入线即可，接线非常简单。4、安装方便。公知的配电柜需由电力设备厂生产或资深电工才能安装，而本专利技术使智能配电表的安装极大简化，只需举手之劳，安装十分简易。5、功能强大。公知的配电柜，因技术和成本原因绝大多数不用功率类仪表，若需要万年历和定时器还要另外加装。而本专利技术提供了一款普及容易、性价比高、功能强大的新型智能仪表,囊括配电技术的全部需求。6、可靠性高。本专利技术提出的配电表，其每一步的运行都为【专利技术者】所设定和洞悉，从而彻底防止了意外的发生，可靠性高，确保运行安全与快速的响应能力。7、通讯功能。本专利技术采用一体化结构，提供了与计算机通信的通信接口，为通讯功能奠定了良好基础，且通讯功能一插即得，使用方便。8、错位显示。本专利技术采用错时法，根据需要设定切换显示周期，切换显示各项电能数据，显示效果较佳。9、换代产品。当今公知的配电柜仍大量采用指针式仪表，或混杂部分数字显示仪表。二者与智能化信息化要求相差I一2代。本专利技术可使公知的模拟配电技术信息化；使当今各行其道的配电柜生产标准化。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术一个实施例的电路结构示意图。图2是三相智能配电表的显示面板的示意图。图3是本专利技术一个实施例的实现流程图。【具体实施方式】本专利技术提出一种用于电力行业的配电工程智能化的三相智能配电表。基于单片机实现三相电的电压及电流的采集，并显示有功功率、无功功率、功率因数甚至包括温度湿度等环境参数，具有结构简单、实现成本低、可靠性高、抗干扰性强及数据通信能力高的诸多优点。如图1所示，在一个实施例中，本专利技术提出的三相智能配电表包括:与三相电相连的电压连接器Jl，该电压连接器Jl将三相电网的A相、B相及C相电压分别通过高输入阻抗电路连接模拟开关电路的输入端Κ--(3 ;三相电通过电流互感器(图1中未画出)，电流互感器的副边绕组与电流连接器J2相连，将A相电流、B相电流及C相电流通过电流连接器J2接入模拟开关电路的输入端Κ4?(6，且电流连接器J2的A相电流输出端、B相电流输出端及C相电流输出端分别通过电流采样电阻R7~R9接地；与模拟开关电路相连的单片机，该单片机的其中3个控制端口分别连接模拟开关电路的3根地址线，用于在某一时刻选通读取模拟开关电路的输入端Κ1?(6其中之一的数据，选中的数据通过模数转换器经过转换后经8根数据线传送至单片机；分别与单片机相连的温湿度传感器、时钟电路及电能计量芯片；通过通信接口与单片机相连的显示电路，且单片机还可以通过该通信接口与外部的计算机、上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三相智能配电表，其特征在于，包括：与三相电相连的电压连接器及电流连接器；通过高输入阻抗电路、电流采样电阻分别与电压连接器及电流连接器相连的模拟开关电路；用于控制选通模拟开关电路的输入端来获取各相电压及各相电流信息的单片机，该单片机的八根数据线与模数转换器相连；用于根据各相电压及各相电流信息计算视在功率、有功功率、功率因数及无功功率的电能计量芯片，该电能计量芯片与单片机相连；与单片机相连的显示电路及通信接口。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：史振道，
申请(专利权)人：武汉振道世纪科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42