一種三相數(shù)字式多功能儀表的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種三相數(shù)字式多功能儀表，包括測(cè)量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊；所述測(cè)量模塊與定值模塊相互連接，測(cè)量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；所述顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。該多功能儀表基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，成功地將處于高壓端的斷路器觸頭、母線以及柜內(nèi)環(huán)境溫濕度等各種數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集端，給高壓開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢修提供了十分重要的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。其具有觸頭測(cè)溫功能，測(cè)溫終端采用無(wú)線傳輸技術(shù)，讀數(shù)準(zhǔn)確，可靠性高；且安裝方便，接線簡(jiǎn)單，工程量小。能夠廣泛用于變電站、配電網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化的配電盤(pán)、儀表盤(pán)和開(kāi)關(guān)柜中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種三相數(shù)字式多功能儀表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電氣設(shè)備用三相數(shù)字式儀表，特別是一種廣泛應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、智能建筑的配電盤(pán)、儀表盤(pán)、開(kāi)關(guān)柜中作為電量參數(shù)測(cè)量、控制部件的三相數(shù)字式多功能儀表。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力系統(tǒng)中處于正常運(yùn)行的電氣設(shè)備，由于電路的損耗，一部分電能轉(zhuǎn)化成熱能，使電氣設(shè)備發(fā)熱。當(dāng)電氣設(shè)備發(fā)生缺陷如接觸性能不良或故障時(shí)，缺陷部位或關(guān)鍵部位的溫度將由于發(fā)熱的增大而急劇上升。電氣設(shè)備發(fā)熱包括電阻損耗、介質(zhì)損耗引起的發(fā)熱、鐵芯磁路故障引起的發(fā)熱以及其它異常的發(fā)熱。由P=I2R知道，接觸電阻的增大會(huì)引起電路損耗的增大，從而是接觸點(diǎn)的發(fā)熱增加。設(shè)備的導(dǎo)電接點(diǎn)或觸點(diǎn)，不論是松動(dòng)還是接觸壓力降低都會(huì)引起接觸電阻的增大。電阻的增大引起局部的過(guò)熱，溫度升高又會(huì)加速接觸面金屬的氧化，從而進(jìn)一步增大接觸電阻，這樣就形成了一個(gè)惡性循環(huán)，使局部溫度急劇升高造成事故。如果不及時(shí)診斷并排除故障，則這些故障會(huì)逐漸發(fā)展演變，最終惡化而形成事故或使設(shè)備損壞，從而影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常工作，甚至造成巨大損失。因此，及時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)出電力系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的溫度對(duì)于發(fā)現(xiàn)并排除系統(tǒng)的故障具有重大的意義。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種三相數(shù)字式多功能儀表，該儀表主要包括全電氣測(cè)量，電能質(zhì)量，最值，定值越限，掉電不丟失，事件記錄，復(fù)費(fèi)率，波形捕捉，參數(shù)校準(zhǔn)，通訊，DIDO, AIAO和觸頭測(cè)溫等功能。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0005]一種三相數(shù)字式多功能儀表，包括測(cè)量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊；
[0006]所述測(cè)量模塊與定值模塊相互連接，測(cè)量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；所述顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述測(cè)量模塊與高壓斷路器的觸頭、母線以及柜內(nèi)環(huán)境溫濕度待測(cè)端相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述測(cè)量模塊設(shè)有觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊，觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊上連接有供電裝置，所述供電裝置設(shè)有感應(yīng)線圈或電池。
[0009]進(jìn)一步地，所述控制模塊采用Zigbee芯片，Zigbee芯片與測(cè)量模塊觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊相連。
[0010]進(jìn)一步地，所述定值模塊連接有非易失存儲(chǔ)器，定值存儲(chǔ)采用雙份存儲(chǔ)，并設(shè)置校驗(yàn)位。
[0011 ] 進(jìn)一步地，所述控制模塊設(shè)有輸入輸出開(kāi)關(guān)。[0012]進(jìn)一步地，所述顯示模塊與人機(jī)交互平臺(tái)相連。
[0013]進(jìn)一步地，所述通訊模塊設(shè)有RS-485或者TTL通訊接口。
[0014]本實(shí)用新型采用了高端配置，高性能32位嵌入式微處理器、高精度AD采樣、可直接或間接測(cè)量三相電網(wǎng)中的電壓、電流、功率、功率因數(shù)和頻率等，又能與工控設(shè)備連接，組成測(cè)控系統(tǒng)。本實(shí)用新型還具有開(kāi)關(guān)柜觸頭測(cè)溫功能，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的觸點(diǎn)、柜內(nèi)母線、電纜接頭的故障趨勢(shì)，提供故障部位和檢修指導(dǎo)。測(cè)溫模塊采用無(wú)線傳輸技術(shù)作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)拿浇椋瑥氐锥沤^了高壓設(shè)備電器絕緣帶來(lái)的麻煩，采用電池供電的供電模式，解決了測(cè)溫電源問(wèn)題；采用進(jìn)口高精度數(shù)字溫度傳感器，使溫度測(cè)量更精確，配有RS-485接口可方便組成網(wǎng)絡(luò)?？蓮V泛應(yīng)用于變電站自動(dòng)化、配電網(wǎng)自動(dòng)化、小區(qū)電力監(jiān)控、工業(yè)自動(dòng)化、智能建筑、智能型配電盤(pán)、儀表盤(pán)、開(kāi)關(guān)柜中作為電量參數(shù)測(cè)量、控制部件。
[0015]本實(shí)用新型與已有的技術(shù)相比具有以下特色:
[0016]1、本實(shí)用新型視窗界面十分美觀、超清晰IXD顯示、各種顯示內(nèi)容一目了然并隨功能變換。
[0017]2、本實(shí)用新型基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，成功的將處于高壓端的斷路器觸頭、母線以及柜內(nèi)環(huán)境溫濕度等各種數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)采集端，給高壓開(kāi)關(guān)狀態(tài)檢修提供了十分重要的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)。
[0018]3、本實(shí)用新型具有觸頭測(cè)溫功能。本功能特別針對(duì)高壓斷路器手車(chē)結(jié)構(gòu)中動(dòng)、靜觸頭之間存在的接觸電阻由于老化和氧化等因素而增大，從而引起電力系統(tǒng)重大事故這一問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的智能在線檢測(cè)功能。該功能集在線監(jiān)測(cè)、后臺(tái)界面顯示、即時(shí)報(bào)警和統(tǒng)計(jì)分析功能于一體，準(zhǔn)確反映觸頭的溫升和環(huán)境溫度，從根本上杜絕溫升隱患。
[0019]4、本實(shí)用新型測(cè)溫終端采用國(guó)際先進(jìn)的無(wú)線傳輸技術(shù)。解決了無(wú)線信號(hào)的互相干擾問(wèn)題和數(shù)據(jù)傳輸糾錯(cuò)問(wèn)題。讀數(shù)準(zhǔn)確，可靠性高。
[0020]5、本實(shí)用新型安裝方便，接線簡(jiǎn)單，工程量小。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型三相數(shù)字式多功能儀表系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，該三相數(shù)字式多功能儀表，包括測(cè)量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊。測(cè)量模塊與定值模塊相互連接，測(cè)量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。
[0023]測(cè)量模塊與高壓斷路器的觸頭、母線以及柜內(nèi)環(huán)境溫濕度待測(cè)端相連。測(cè)量模塊根據(jù)定值系統(tǒng)參數(shù)、電能參數(shù)、校準(zhǔn)參數(shù)、配置參數(shù)等將采樣的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為實(shí)際的電參數(shù)；本實(shí)用新型增加了觸頭測(cè)溫功能，能及時(shí)、準(zhǔn)確的測(cè)出電力系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的溫度進(jìn)而排除系統(tǒng)的故障。在測(cè)量模塊中設(shè)了觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊，觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊上連接有供電裝置，所述供電裝置為線圈感應(yīng)取電，或?yàn)殡姵厝‰姟Ｓ|頭測(cè)溫功能能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的觸點(diǎn)、柜內(nèi)母線、電纜接頭的故障趨勢(shì)，提供故障部位和檢修指導(dǎo)。[0024]控制模塊設(shè)有輸入輸出開(kāi)關(guān)量?？刂颇K根據(jù)測(cè)量參數(shù)和定值參數(shù)作出相應(yīng)的開(kāi)關(guān)量輸出或者模擬量輸出，并向顯示和通訊模塊提供越限、開(kāi)關(guān)量、模擬量的狀態(tài)；控制模塊采用Zigbee芯片無(wú)線接收測(cè)量模塊觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊發(fā)射的溫度值，避免了有線連接的布線困難，有效提高了系統(tǒng)的絕緣隔離性。
[0025]定值模塊可以通過(guò)顯示模塊和通訊模塊修改；定值模塊連接有非易失存儲(chǔ)器，定值存儲(chǔ)采用雙份存儲(chǔ)，并設(shè)置校驗(yàn)位。雙份存儲(chǔ)可以保證寫(xiě)入過(guò)程中被打斷后始終有一份數(shù)據(jù)是正確的，校驗(yàn)可用于判斷存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是否完整。
[0026]顯示模塊與人機(jī)交互平臺(tái)相連。顯示模塊除了顯示和修改參數(shù)外，還可以顯示通訊狀態(tài)。
[0027]通訊模塊設(shè)有RS-485或者TTL通訊接口，通訊模塊除了顯示和修改參數(shù)外，還具有遙控功能，遠(yuǎn)程控制開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。
[0028]本實(shí)用新型采用標(biāo)準(zhǔn)RS485接口或者TTL通訊接口，采用Modbus-RTU協(xié)議?？蓭M量輸出、繼電器報(bào)警輸出、開(kāi)關(guān)量輸入、開(kāi)關(guān)量輸出。根據(jù)不同要求，通過(guò)儀表面板按鍵，對(duì)變比、報(bào)警、通訊等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和控制。
[0029]本實(shí)用新型是針對(duì)低壓電力監(jiān)控而研制的集遙測(cè)、遙信、遙控于一體的多功能三相數(shù)字式智能測(cè)控儀表。
[0030]該儀表具有全電氣測(cè)量，電能質(zhì)量，最值，定值越限，掉電不丟失，事件記錄，復(fù)費(fèi)率，波形捕捉，參數(shù)校準(zhǔn)，通訊，DIDO，AIAO和觸頭測(cè)溫等功能。
[0031]其中:
[0032]全電氣測(cè)量，包括電壓、電流、頻率、有功、無(wú)功、視在、功率因數(shù)、電能。三相電接線方式分星型和角型兩種方式，角型接線把B相作為工作地，測(cè)量線電壓、線電流、總有功、總無(wú)功、總視在、總功率因數(shù)；無(wú)功算法分為真無(wú)功算法和廣義無(wú)功算法，廣義無(wú)功算法適用于諧波偏大的用電場(chǎng)合，視在等于電壓和電流的乘積；電能計(jì)量可細(xì)分正反向有功電能，四象限無(wú)功電能測(cè)量。
[0033]電能質(zhì)量，主要指電壓電流矢量分析，不平衡和諧波分析，電能質(zhì)量的計(jì)算基于傅氏算法。傅氏算法計(jì)算出的基波幅值和相角即為矢量；三相的負(fù)序分量與正序分量之比即為不平衡度；諧波分量與基波之比為諧波含有率，總諧波分量與基波之比為諧波總畸變。
[0034]最值，用于記錄電參數(shù)的最大值和最小值及其發(fā)生時(shí)間。
[0035]定值越限，用于監(jiān)控電參數(shù)是否超出正常范圍，異常則進(jìn)行報(bào)警。
[0036]掉電不丟失，主要利用EEPROM和NVRAM存儲(chǔ)定值、事件、波形，定值的存儲(chǔ)要保存雙份并設(shè)置校驗(yàn)碼。
[0037]事件記錄，按照事件發(fā)生順序記錄，包括時(shí)間、事件、主要參數(shù)。
[0038]復(fù)費(fèi)率，電能計(jì)量將一天劃分為多個(gè)時(shí)段，分別計(jì)量電能和需量，一般分為尖峰平谷總。
[0039]波形捕捉，可將采集到的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，以便在事故發(fā)生后分析事故發(fā)生的原因。
[0040]參數(shù)校準(zhǔn)，主要用于糾正電路中元器件參數(shù)的異同。
[0041]通訊，是將系統(tǒng)參數(shù)按照一定的規(guī)約傳送給上位機(jī)，采用標(biāo)準(zhǔn)RS485接口，使用標(biāo)準(zhǔn)的M0DBUS_RTU規(guī)約，也可使用DLT645-2007規(guī)約。[0042]DIDO是指輸入輸出開(kāi)關(guān)信號(hào)量。
[0043]AIAO是指輸入輸出模擬信號(hào)量。
[0044]觸頭測(cè)溫功能，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)動(dòng)觸頭與靜觸頭之間的觸點(diǎn)、柜內(nèi)母線、電纜接頭的故障趨勢(shì)，提供故障部位和檢修指導(dǎo)。
[0045]盡管上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了描述，但是本實(shí)用新型并不局限于上述【具體實(shí)施方式】，上述【具體實(shí)施方式】?jī)H僅是示意性的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的啟示下，在不脫離本實(shí)用新型的宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以做出很多形式，這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:包括測(cè)量模塊、定值模塊、控制模塊、通訊模塊和顯示模塊； 所述測(cè)量模塊與定值模塊相互連接，測(cè)量模塊和定值模塊分別與控制模塊、通訊模塊和顯示模塊相連；所述顯示模塊分別與控制模塊和通訊模塊相連，控制模塊和通訊模塊相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:所述測(cè)量模塊與高壓斷路器的觸頭、母線以及柜內(nèi)環(huán)境溫濕度待測(cè)端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:所述測(cè)量模塊設(shè)有觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊，觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊上連接有供電裝置，所述供電裝置設(shè)有感應(yīng)線圈或電池。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:所述控制模塊采用Zigbee芯片，Zigbee芯片與測(cè)量模塊觸頭測(cè)溫?zé)o線發(fā)射模塊相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:所述控制模塊設(shè)有輸入輸出開(kāi)關(guān)量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:所述定值模塊連接有非易失存儲(chǔ)器，定值存儲(chǔ)采用雙份存儲(chǔ)，并設(shè)置校驗(yàn)位。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:所述顯示模塊與人機(jī)交互平臺(tái)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相數(shù)字式多功能儀表，其特征在于:所述通訊模塊設(shè)有RS-485或者TTL通訊接口。
【文檔編號(hào)】G01R15/12GK203688618SQ201320842903
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月19日
【發(fā)明者】邢疆玲 申請(qǐng)人:西安眾恒科技有限公司