专利名称：高压电能计量表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高压电能计量，特别是应用于电力系统IOkV配电网架空线路的高压电能计量。
背景技术：
随着电力电子技术的发展和广泛应用，高压电能计量装置，是连接发、供、用电三方用于贸易结算的计量工具。特别是IOkV线路终端用户，考虑就目前的应用情况，发现应用量大、面积广，而且电力部门对其安全性、可靠性与准确性提出了更高的要求。然而，目前电力部门依然采用应用了几十年的电磁式互传感取样和低压三相电能表的技术线路，与飞速发展着的电力系统不能相适应。本实用新型将采用高精度计量技术、电子互感器技术、GPRS技术、光纤通信技术及复合绝缘技术，突破传统的技术线路，实现高压电能的整体计量，负荷控制和线损计算，推动和改良高压电能计量装置。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种长时间连续的、稳定的、具有多样、参数全面的高压计量装置。本实用新型所采用的技术方案是:本实用新型包括连接于高压电网电路的多个互感器和电子电路部分，所述电子电路部分包括中央处理模块、电源模块、模拟量采集模块以及通讯模块，所述中央处理模块、电源模块、模拟量采集模块以及通讯模块间彼此电连接，所述电源模块提供上述各模块工作电源，所述中央处理模块包括MCU处理器芯片、大容量存储器、计量芯片、实时时钟；所述模拟量采集模块包括宽范围频率响应ETV、二阶低通滤波电路以及高速同步A/D转换芯片，采集数据时将三路电压、三路电流模拟量同步、高速地转换为数字信号量，通过数据总线送至所述中央处理模块进行处理。所述通讯模块连接远程监控中心，它将通讯总线的信号隔离，在进行电平转换后将信号送至所述中央处理模块，实现计量在线装置与远程监控中的双向数据交换。所述电源模块的输入端连接所述互感器的二次回路，所述互感器的一次侧与电网高压连接获取电源，将高压电源转换至所需电压电源。所述MCU处理器芯片采用MSP430F5483芯片、计量芯片采用专用的ATT7022芯片。所述实时时钟采用FM3104芯片，该芯片同时具有实时时钟、上电复位、看门狗及串行铁电存储器功能。所述高速同步A/D转换芯片采用ADS8365芯片，该芯片具有六路16位A/D转换模块，转换速度高达250kSPS。所述大容量存储器采用串行FLASH存储芯片，该芯片具有高速SPI接口，存储容量为 64Megabit。本实用新型的有益效果是:由于本实用新型它包括连接于高压电网电路的多个互感器和电子电路部分，所述电子电路部分包括中央处理模块、电源模块、模拟量采集模块、通讯模块组成，所述中央处理模块、电源模块、模拟量采集模块、通讯模块间彼此电连接，所述电源模块提供上述各模块工作电源，所述中央处理模块包括MCU处理器芯片、大容量存储器、计量芯片、实时时钟，所述MCU处理器芯片采用MSP430F5483芯片、计量芯片采用专用的ATT7022芯片，所述中央处理模块完成数据运算、数据存储、数据通讯等工作，所述大容量存储器采用串行FLASH存储芯片，该芯片具有高速SPI接口，存储容量为64Megabit，具有存储密度高、接口简单、掉电不丢失数据等特点；所述实时时钟采用FM3104芯片，该芯片同时具有多种功能，包括实时时钟、上电复位、看门狗及串行铁电存储器功能，所述模拟量采集模块包括宽范围频率响应ETV、二阶低通滤波电路以及高速同步A/D转换芯片，所述高速同步A/D转换芯片采用ADS8365芯片，该芯片具有六路16位A/D转换模块，转换速度高达250kSPS，因此可以将三路电压、三路电流模拟量同步、高速地转换为数字信号量，然后通过数据总线送至所述中央处理模块进行处理。所述通讯模块连接远程监控中心，它将通讯总线的信号隔离，在进行电平转换后将信号送至所述中央处理模块，实现计量在线装置与远程监控中的双向数据交换，所述双向数据交换可以采用GPRS通信、红外通信、RS-485通信实现停电唤醒、参数设置、用户信息修改、手持终端远程抄表等功能。所述高速同步A/D转换芯片采用了改良的快速傅立叶变换FFT软件算法，可以实时提供各种类型的电能参数。所以本实用新型是一种长时间连续的、稳定的、具有多样、参数全面的高压计量装置。

图1是本实用新型的系统示意图；图2是本实用新型的电路结构方框示意图；图3是本实用新型装置电子互感器的检定方法；图4是本实用新型本装置计量单元的检定方法。
具体实施方式
如图1至图4所示，本实用新型包括连接于高压电网电路的多个互感器和电子电路部分，所述电子电路部分包括中央处理模块1、电源模块2、模拟量采集模块3以及通讯模块4组成，所述中央处理模块1、电源模块2、模拟量采集模块3、通讯模块4间彼此电连接，所述电源模块2提供上述各模块工作电源，所述中央处理模块I包括MCU处理器芯片、大容量存储器、计量芯片以及实时时钟，所述MCU处理器芯片采用MSP430F5483芯片、计量芯片采用专用的ATT7022芯片，所述中央处理模块I完成数据运算、数据存储以及数据通讯等工作，所述大容量存储器采用串行FLASH存储芯片，该芯片具有高速SPI接口，存储容量为64Megabit，具有存储密度高、接口简单、掉电不丢失数据等特点；所述实时时钟采用FM3104芯片，该芯片同时具有多种功能，包括实时时钟、上电复位、看门狗及串行铁电存储器功能，所述模拟量采集模块包括宽范围频率响应ETV、二阶低通滤波电路以及高速同步A/D转换芯片，所述高速同步A/D转换芯片采用ADS8365芯片，该芯片具有六路16位A/D转换模块，转换速度高达250kSPS，因此可以将三路电压、三路电流模拟量同步、高速地转换为数字信号量，然后通过数据总线送至所述中央处理模块I进行处理。所述通讯模块4连接远程监控中心，它将通讯总线的信号隔离，在进行电平转换后将信号送至所述中央处理模块1，实现计量在线装置与远程监控中的双向数据交换，所述双向数据交换可以采用GPRS通信、红外通信、RS-485通信实现停电唤醒、参数设置、用户信息修改以及手持终端远程抄表等功能。所述电源模块2的输入端连接所述互感器的二次回路，所述互感器的一次侧与电网高压连接获取电源，将高压电源转换至所需电压电源。所述高速同步A/D转换芯片采用了改良的快速傅立叶变换FFT软件算法，可以实时提供各种类型的电能参数。本实施例中具体实现过程为:本实施例中所述中央处理模块连接有模拟量采集模块、通讯模块，所述电源模块分别与所述中央处理模块、模拟量采集模块、通讯模块连接供电，中央处理模块I包括MCU、大容量存储器、实时时钟，所述MCU采用MSP430F5483芯片、计量采用专用的ATT7022芯片，来完成数据运算、数据存储、数据通讯等工作，具有运算速度快、功耗低等特点；所述大容量存储器采用串行FLASH存储芯片，该芯片具有高速SPI接口，存储容量为64Megabit，具有存储密度高、接口简单、掉电不丢失数据等特点；所述实时时钟采用FM3104芯片，该芯片同时具有多种功能，包括实时时钟、上电复位、看门狗及串行铁电存储器功能，因此具有极高的性价比。 所述模拟量采集模块包括宽范围频率响应ETV，隔离转换来自现场的高电压、大电流信号，再通过所述二阶低通滤波电路将高次谐波及无用的杂波信号滤除，再通过所述高速同步模拟/数字(A/D)转换芯片完成交流量采集，采集的数据被送到所述MCU，所述MCU采用改良的快速傅立叶变换(FFT)算法计算出各种电能质量参数，包括组合有功、正反向有功、组合无功1，组合无功2，四象限无功总电能及分时电能。测量三相的瞬时电压、瞬时电流、瞬时有功功率、无功因数、及总有功功率、总无功功率和总功率因数。记录各相失压、失流、短相、反向、过载、过流、过压、欠压、断流、逆相序等事件，以及12个月历史结算数据记录。可设置四种费率、12时段、6时区、百年日历时钟。采用GPRS通信、红外通信、RS-485通信。通过GPRS实现主站远程抄表，并可远程修改分时计费时段等参数。手持终端抄表，采用红外通信方式，可实现停电唤醒、参数设置、用户信息修改等功能。所有的电气量参数同时存储到所述大容量存储器中，通过所述通讯模块提供给远程监控中心调取。由于采用了高速同步模拟/数字(A/D)转换芯片采集数据，并采用了改良的快速傅立叶变换(FFT)软件算法，因此测量精度高；由于采用了高速数字信号处理器作为核心运算设备，因此可以实时提供各种类型的电能参数，可以实现很高的性价比；另外采用大容量存储器存储数据，并具有通讯模块，因此可以轻松实现在线实时远程抄表。所述模拟量采集模块2包括宽范围频率响应响应ETV、二阶低通滤波电路以及高速同步模拟/数字(A/D)转换芯片。所述宽范围频率响应电压/电流互感器将来自现场的高电压、大电流信号隔离变换后送到二阶低通滤波电路，因此采用了宽范围频率响应响应ETV，所述二阶低通滤波电路将高次谐波及无用的杂波信号滤除，然后送到所述高速同步模拟/数字(A/D)转换芯片ADS8365，该芯片具有六路16位A/D转换模块，而且转换速度高达250kSPS，因此可以将三路电压、三路电流模拟量同步、高速地转换为数字信号量，然后通过数据总线送至所述中央处理模块I进行处理。所述通讯模块用于连接远程监控中心。它将通讯总线的信号隔离，在进行电平转换后将信号送至所述中央处理模块1，实现计量在线装置与远程监控中的的双向数据交换。电源模块将外部IOkV交流电源通过TA转换为5V、3.3V电压，提供给上述各模块工作之用。本实用新型广泛应用于IOkV配电网架空线路的高压电能计量表领域。
权利要求1.一种高压电能计量表，它包括连接于高压电网电路的多个互感器和电子电路部分，其特征在于:所述电子电路部分包括中央处理模块(I)、电源模块(2)、模拟量采集模块(3)以及通讯模块(4)，所述中央处理模块(I)、电源模块(2)、模拟量采集模块(3)以及通讯模块(4)间彼此电连接，所述电源模块(2)提供上述各模块工作电源，所述中央处理模块(I)包括MCU处理器芯片、大容量存储器、计量芯片以及实时时钟，所述模拟量采集模块(3)包括宽范围频率响应ETV、二阶低通滤波电路以及高速同步A/D转换芯片，采集数据时将三路电压、三路电流模拟量同步、高速地转换为数字信号量，通过数据总线送至所述中央处理模块(I)进行处理。
2.根据权利要求1所述的高压电能计量表，其特征在于:所述通讯模块(4)连接远程监控中心，它将通讯总线的信号隔离，在进行电平转换后将信号送至所述中央处理模块(1)，实现计量在线装置与远程监控中的双向数据交换。
3.根据权利要求1所述的高压电能计量表，其特征在于:所述电源模块(2)的输入端连接所述互感器的二次回路，所述互感器的一次侧与电网高压连接获取电源，将高压电源转换至所需电压电源。
4.根据权利要求1所述的高压电能计量表，其特征在于:所述MCU处理器芯片采用MSP430F5483芯片，所述计量芯片采用专用的ATT7022芯片。
5.根据权利要求1所述的高压电能计量表，其特征在于:所述实时时钟采用FM3104芯片。
6.根据权利要求1所述的高压电能计量表，其特征在于:所述高速同步A/D转换芯片采用ADS8365芯片。
7.根据权利要求1所述的高压电能计量表，其特征在于:所述大容量存储器采用串行FLASH存储芯片，该芯片具有高速SPI接口，存储容量为64Megabit。
专利摘要本实用新型公开并提供了一种长时间连续的、稳定的、具有多样、参数全面的高压计量表，它包括连接于高压电网电路的多个互感器和电子电路部分，所述电子电路部分包括中央处理模块(1)、电源模块(2)、模拟量采集模块(3)以及通讯模块(4)组成，中央处理模块包括MCU处理器芯片、大容量存储器、计量芯片以及实时时钟，中央处理模块完成数据运算、数据存储以及数据通讯工作，所述通讯模块连接远程监控中心，它将通讯总线的信号隔离，在进行电平转换后将信号送至所述中央处理模块，实现计量在线装置与远程监控中的双向数据交换。本实用新型广泛应用于10kV配电网架空线路的高压电能计量表领域。
文档编号G01R22/10GK202975152SQ20122063862
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月28日 优先权日2012年11月28日
发明者朱新波, 贺小波 申请人:珠海思创电气有限公司