一種電參數測量模塊制造技術

本實用新型專利技術公開并提供了一種電參數測量模塊，它包括中央處理模塊（1）、高速模數轉換模塊（2）、指示燈陣列（3）、通訊模塊（4）、電源模塊（5）、信號調理模塊（6）、交流電壓采集模塊（7）和交流電流采樣模塊（8）,中央處理模塊（1）采用均方根方法計算真有效值，用快速傅立葉變換FFT算法計算基波值和各次諧波值，計算出相電壓、相電流、相有功功率、相無功功率、功率因數、頻率、相電度量以及總功、總電量，高速模數轉換模塊（2）為雙路高速同步模擬數字轉換模塊，因此測量精度高，可以實時提供各種類型的電參數，并具有通訊模塊，因此可以輕松實現在線實時監測。本實用新型專利技術廣泛應用于電力系統的電能質量監測領域。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及電力系統用戶端的一種電參數測量模塊，尤其涉及一種低壓三相交流電電參數測量模塊。
技術介紹
隨著經濟的飛速發展，能源緊張、環境惡化已受到全球的密切關注，能源是發展國民經濟的重要基礎，為了響應國家號召，走可持續發展的道路，節能降耗是首要任務。其中，電能在所有能源中消耗量比較大，對電能的統一管理顯得尤為重要。只有對電能進行準確可靠的計量，才能從真正意義上節約電能。因此需要在用電單位內部各個用電關鍵點分別安裝一套能夠持續、準確、可靠監測電參數的裝置。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供用于用電單位內部用電關鍵點的一種長時間連續的、實時在線的、具有多樣、全面的電參數測量模塊。本技術所采用的技術方案是:本技術包括中央處理模塊、高速模數轉換模塊、指示燈陣列、通訊模塊、電源模塊、信號調理模塊、交流電壓采集模塊和交流電流采樣模塊，所述中央處理模塊連接所述高速模數轉換模塊、指示燈陣列、通訊模塊，所述高速模數轉換模塊連接信號調理模塊，所述信號調理模塊連接交流電壓采集模塊和交流電流采樣模塊，所述電源模塊連接上述各模塊電路并提供工作電源。所述高速模數轉換模塊為雙路高速同步模擬數字轉換模塊，它包括電壓基準芯片、一個雙路AD轉換芯片，所述高速模數轉換模塊將模擬小信號轉換為數字量。所述信號調理模塊包括二階低通濾波電路、運算放大器和反饋電阻網絡，將所述交流電壓采集模塊輸出的微信號過濾掉高周波干擾信號，并轉換為適合ADC測量范圍的小電壓信號，然后送至所述高速模數轉換模塊中雙路同步高速模數轉換器。所述交流電壓采集模塊包括分壓電阻網絡和限幅元件，分壓電阻網絡將大電壓信號轉為微信號，限幅元件避免瞬時過電壓時輸出過大信號，保護后級電路的安全，所述交流電壓采集模塊包括微型精密電流互感器和采樣電阻，將大電流信號隔離轉換為微信號，送至信號調理模塊。所述指示燈陣列采用三個發光二極管和三個限流電阻，用于分別指示電源正常、通信正常、數據正常，實現內部信號顯示。所述通訊模塊用于連接遠程監控中心，它將通訊總線的信號隔離，再進行電平轉換后將信號送至所述中央處理模塊，實現電能質量在線監測裝置與遠程監控中心的雙向數據交換。電源模塊將外部220V交直流電源轉換為5V、3.3V電壓，提供給所述電參數測量模塊中各模塊工作之用。本技術的有益效果是:由于本技術包括中央處理模塊、高速模數轉換模塊、指示燈陣列、通訊模塊、電源模塊、信號調理模塊、交流電壓采集模塊和交流電流采樣模塊，所述中央處理模塊連接所述高速模數轉換模塊、指示燈陣列、通訊模塊，所述高速模數轉換模塊連接信號調理模塊，所述信號調理模塊連接交流電壓采集模塊和交流電流采樣模塊，所述電源模塊連接上述各模塊電路提供工作電源；所述中央處理模塊采用均方根方法計算真有效值，用快速傅立葉變換FFT算法計算基波值和各次諧波值，用積分法累計電能量，包括計算出相電壓、相電流、相有功功率，相無功功率，功率因數，頻率，相電度量及總功、總電量；所述高速模數轉換模塊為雙路高速同步模擬數字轉換模塊，它包括電壓基準芯片、一個雙路AD轉換芯片，所述高速模數轉換模塊將模擬小信號轉換為數字量，由于采用了雙路同步模數轉換器，同相的電流、電壓可以同步采樣，保證了轉換的電流、電壓數字量無相位差；所述信號調理模塊包括二階低通濾波電路、運算放大器和反饋電阻網絡，將所述交流電壓采集模塊輸出的微信號過濾掉高周波干擾信號，并轉換為適合ADC測量范圍的小電壓信號，然后送至所述高速模數轉換模塊中雙路同步高速模數轉換器；所述交流電壓采集模塊包括分壓電阻網絡和限幅元件，分壓電阻網絡將大電壓信號轉為微信號，限幅元件避免瞬時過電壓時輸出過大信號，保護后級電路的安全，所述交流電壓采集模塊包括微型精密電流互感器和采樣電阻，將大電流信號隔離轉換為微信號，送至信號調理模塊；所述指示燈陣列采用三個發光二極管和三個限流電阻，可以分別指示電源正常、通信正常、數據正常，實現內部信號顯示；所述通訊模塊用于連接遠程監控中心，它將通訊總線的信號隔離，再進行電平轉換后將信號送至所述中央處理模塊，實現電能質量在線監測裝置與遠程監控中心的雙向數據交換；電源模塊將外部220V交直流電源轉換為5V、3.3V電壓，提供給所述電參數測量模塊中各模塊工作之用。所以本技術是一種長時間連續的、實時在線的、具有多樣、全面的電參數測量模塊。由于采用了高速同步模數轉換模塊采集數據，并采用了改良的快速傅立葉變換(FFT)軟件算法，因此測量精度高，可以實時提供各種類型的電參數，可以實現很高的性價比；并具有通訊模塊，因此可以輕松實現在線實時監測。附圖說明圖1是本技術的結構框圖。具體實施方式如圖1所示，本技術包括中央處理模塊1、高速模數轉換模塊2、指示燈陣列3、通訊模塊4、電源模塊5、信號調理模塊6、交流電壓采集模塊7和交流電流采樣模塊8，所述中央處理模塊I連接所述高速模數轉換模塊2、指示燈陣列3、通訊模塊4，所述高速模數轉換模塊連接信號調理模塊6，所述信號調理模塊6連接交流電壓采集模塊7和交流電流采樣模塊8，所述電源模塊5連接上述各模塊電路并提供工作電源。所述中央處理模塊I采用均方根方法計算真有效值，用快速傅立葉變換FFT算法計算基波值和各次諧波值，用積分法累計電能量，包括計算出相電壓、相電流、相有功功率，相無功功率，功率因數，頻率，相電度量及總功、總電量。所述高速模數轉換模塊2為雙路高速同步模擬數字轉換模塊，它包括電壓基準芯片、一個雙路AD轉換芯片，所述高速模數轉換模塊2將模擬小信號轉換為數字量，由于采用了雙路同步模數轉換器，同相的電流、電壓可以同步采樣，保證了轉換的電流、電壓數字量無相位差。所述信號調理模塊6包括二階低通濾波電路、運算放大器和反饋電阻網絡，將所述交流電壓采集模塊7輸出的微信號過濾掉高周波干擾信號，并轉換為適合ADC測量范圍的小電壓信號，然后送至所述高速模數轉換模塊2中雙路同步高速模數轉換器。所述交流電壓采集模塊7包括分壓電阻網絡和限幅元件，分壓電阻網絡將大電壓信號轉為微信號，限幅元件避免瞬時過電壓時輸出過大信號，保護后級電路的安全，所述交流電壓采集模塊7包括微型精密電流互感器和采樣電阻，將大電流信號隔離轉換為微信號，送至信號調理模塊6。所述指示燈陣列3采用三個發光二極管和三個限流電阻，可以分別指示電源正常、通信正常、數據正常，實現內部信號顯示。所述通訊模塊4用于連接遠程監控中心，它將通訊總線的信號隔離，再進行電平轉換后將信號送至所述中央處理模塊1，實現電能質量在線監測裝置與遠程監控中心的雙向數據交換。電源模塊5將外部220V交直流電源轉換為5V、3.3V電壓，提供給所述電參數測量模塊中各模塊工作之用。 本實施例中包括交流電壓采樣模塊、交流電流采樣模塊、信號調理模塊、雙路高速同步模擬數字轉換模塊、通信模塊、指示燈陣列、中央處理模塊、電源模塊，所述中央處理模塊包含雙路同步模數轉換器，所述交流電采樣模塊包括分壓電阻網絡和限幅保護電路，所述分壓電阻取得很小的比例電壓后送至所述信號調理模塊，所述交流電流模塊包括微型精密電流互感器、采樣電阻和限幅保護電路，所述微型精密電流互感器將大電流信號隔離變換為小信號后送到所述信號調理模塊，所述信號調理模塊包括二階低通濾波本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電參數測量模塊，其特征在于：包括中央處理模塊（1）、高速模數轉換模塊（2）、指示燈陣列（3）、通訊模塊（4）、電源模塊（5）、信號調理模塊（6）、交流電壓采集模塊（7）和交流電流采樣模塊（8）,?所述中央處理模塊（1）連接所述高速模數轉換模塊（2）、指示燈陣列（3）以及通訊模塊（4），所述高速模數轉換模塊（2）連接信號調理模塊（6），所述信號調理模塊（6）連接交流電壓采集模塊（7）和交流電流采樣模塊（8）,所述電源模塊（5）連接上述各模塊電路并提供工作電源。

【技術特征摘要】
1.一種電參數測量模塊，其特征在于:包括中央處理模塊(I)、高速模數轉換模塊(2)、指示燈陣列(3)、通訊模塊(4)、電源模塊(5)、信號調理模塊(6)、交流電壓采集模塊(7)和交流電流采樣模塊(8 )，所述中央處理模塊(I)連接所述高速模數轉換模塊(2 )、指示燈陣列(3)以及通訊模塊(4)，所述高速模數轉換模塊(2)連接信號調理模塊(6)，所述信號調理模塊(6)連接交流電壓采集模塊(7)和交流電流采樣模塊(8)，所述電源模塊(5)連接上述各模塊電路并提供工作電源。2.根據權利要求1所述的電參數測量模塊，其特征在于:所述高速模數轉換模塊(2)為雙路高速同步模擬數字轉換模塊，它包括電壓基準芯片、一個雙路AD轉換芯片，所述高速模數轉換模塊(2)將模擬小信號轉換為數字量。3.根據權利要求1所述的電參數測量模塊，其特征在于:所述信號調理模塊(6)包括二階低通濾波電路、運算放大器和反饋電阻網絡，將所述交流電壓采集模塊(7)輸出的微信號過濾掉高周波干擾信號，并轉換為適合ADC測量范圍的小電壓信號，然后送至...

【專利技術屬性】
技術研發人員：莫展，賀小波，
申請(專利權)人：珠海思創電氣有限公司，
類型：實用新型
國別省市：