一种多回路电能监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及电能监测技术领域，具体为一种多回路电能监测装置。


背景技术：

2.随着配电系统的发展，智能配电回路中各种仪表向集成化、网络化方向发展。目前按单回路集成化的优势已经出现，但对于多个回路的集成还在探索过程中。在传统的智能配电出线回路中，要实现对回路中每个负载的各种电力参量的全面监测，一般采用一个多功能智能仪表来监测每个回路电参量方案，一个多功能仪表集测量电流、电压、功率、电能于一体，并可进行组网通讯，但使用一个多功能智能仪表进行监测的方式存在结构复杂、投入成本高、使用灵活性差等问题，其一般用于多路回路的电流、电压、电能的同时采集，当需要对其中某一支路电参量进行采集时则不适用。


技术实现要素：

3.针对现有技术中采用一个多功能智能仪表来监测每个回路电参量方案，存在结构复杂、投入成本高、使用灵活性差等问题，本实用新型提供了一种多回路电能监测装置，其结构简单，可节约成本，同时可实现多路回路电量采集的灵活切换，提高使用灵活性。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
5.一种多回路电能监测装置，其包括采样模块、微控制器，其特征在于，其还包括放大电路、模数转换电路、模拟开关电路，所述采样模块包括电流采样单元、电压采样单元，所述电流采样单元、电压采样单元的一端与若干个电路回路分别连接，所述放大电路包括三相电流放大器、三相电压放大器，所述电流采样单元的另一端通过模拟开关电路与所述三相电流放大器连接，所述电压采样单元的另一端与三相电压放大器连接，所述三相电流放大器、三相电压放大器通过所述模数转换电路与所述微控制器电连接；所述模数转换电路包括低功率模数转换器，所述模拟开关电路包括三相模拟开关。
6.其进一步特征在于，
7.其还包括串口通讯电路，所述串口通讯电路包括三相电流感应放大器、与所述三相电流感应放大器连接的485通讯芯片，所述微控制器通过所述串口通讯电路与外部服务器连接；
8.所述电压采样单元包括电压互感器，所述电流采样单元包括电流互感器；
9.其还包括pwm脉冲调节电路，所述微控制器通过所述pwm脉冲调节电路与所述电压互感器、电流互感器分别连接，所述pwm脉冲调节电路包括光电耦合器u3、u5，所述光电耦合器u3、u5的型号为tlp181；
10.所述三相模拟开关包括模拟开关u33、u47、u46，所述模拟开关u33、u47、u46的型号均为74hc4067；
11.其还包括与所述微控制器连接的外围电路，所述外围电路包括低压稳压单元、监控单元、存储单元、led提示单元，所述低压稳压单元包括低压稳压器u7，所述监控单元包括
监控芯片u54、u50，所述监控芯片u54、u50的型号分别为imp809leur
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t、cat823ttdi
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g，所述存储单元包括存储器u49，所述存储器u49的型号为fm24w256；
12.所述放大电路包括双运算放大器u21a、u21b、u22a、u22b、u23a、u23b，所述双运算放大器u21a、u21b、u22a、u22b、u23a、u23b的型号为lm2904m或lm358；
13.所述低功率模数转换器的型号为ltc2351
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14。
14.采用本实用新型上述结构可以达到如下有益效果：采样模块包括电流采样单元、电压采样单元，电流采样单元用于采集各电路回路的电流数据，电压采样单元用于采集母线电压，电流采样单元通过模拟开关电路与三相电流放大器连接，模拟开关电路包括三相模拟开关，用于实现各电路回路电量参数采集的灵活切换，模拟开关电路电路的设置不仅可实现多路电路回路电量参数的同时采集，而且可实现某一电路回路电量参数的采集，提高了使用灵活性，结构简单，节约了投入成本。
附图说明
15.图1为本实用新型的系统框图；
16.图2为本实用新型模拟开关电路的电路原理图；
17.图3为本实用新型放大电路的电路原理图；
18.图4为本实用新型模数转换电路的电路原理图；
19.图5为本实用新型串口通讯电路的电路原理图；
20.图6为本实用新型pwm脉冲调节电路的电路原理图；
21.图7为本实用新型微控制器的接口电路原理图；
22.图8为本实用新型低压稳压单元的电路原理图；
23.图9为本实用新型监控单元、存储单元、led提示单元及微控制器其它外围电路的电路原理图。
具体实施方式
24.见图1，一种多回路电能监测装置，其包括采样模块、微控制器、放大电路、模数转换电路、模拟开关电路，采样模块包括电流采样单元、电压采样单元，电压采样单元包括电压互感器，电流采样单元包括电流互感器，电流互感器、电压互感器的一端与若干个电路回路分别连接，本实施例中包括42路回路；放大电路包括三相电流放大器、三相电压放大器，三相电流放大器包括双运算放大器u21a、u22a、u23a，三相电压放大器包括双运算放大器u21b、u22b、u23b；
25.见图2、图3，三相模拟开关包括模拟开关u33、u47、u46，模拟开关u33、u47、u46的型号均为74hc4067，电流互感器的另一端通过模拟开关电路与三相电流放大器u21a、u22a、u23a连接，模拟开关电路包括三相模拟开关，三相模拟开关包括模拟开关u33、u47、u46，模拟开关u33、u47、u46的型号均为74hc4067，电流互感器的另一端分别连接模拟开关u33、u47、u46的2～9管脚、18～23管脚，模拟开关u33、u47、u46的10、11、14、13管脚分别用于切换电流回路，模拟开关u33、u47、u46的12、24管脚分别连接电容c83的两端，且24管脚、电容c83一端连接电压源vdda，12管脚、电容c83另一端接地；见图3，模拟开关u33、u47、u46的17管脚分别连接三相电流放大器u21b、u21a、u22a，电压互感器的另一端分别连接三相电压放大器
u22b、u23a、u23b。
26.见图3、图4、图7，三相电流放大器u21b、u21a、u22a，三相电压放大器u22b、u23a、u23b通过模数转换电路与微控制器电连接，模数转换电路包括低功率模数转换器，低功率模数转换器u43的型号为ltc2351
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14，三相电流放大器u21b、u21a、u22a、u22b、u23a、u23b分别通过电阻、电容连接模数转换器u43的4、5、7、8、10、11、14、15、17、18、20、21管脚，模数转换器u43的30、1、32、26、27、28管脚分别连接微控制器u43的79、77、78、49、48、80管脚。
27.见图5、图7，其还包括串口通讯电路，串口通讯电路包括三相电流感应放大器u2、u25、u24与三相电流感应放大器连接的485通讯芯片u11，485通讯芯片u11型号为sp485een，三相电流感应放大器u2的2管脚通过电阻r32连接微控制器u4的58管脚，三相电流感应放大器u25的4管脚连接微控制器u4的63管脚，三相电流感应放大器u24的2管脚通过电阻连接微控制器u4的62管脚，三相电流感应放大器u2、u25、u24的4、2、4管脚分别连接485通讯芯片u11的1～4管脚，485通讯芯片u11的6、7管脚通过稳压二极管d21～d25与外部服务器连接。
28.见图6、图7，其还包括pwm脉冲调节电路，pwm脉冲调节电路包括光电耦合器u3、u5，光电耦合器u3、u5的型号为tlp181，微控制器u4的75、74管脚分别通过电阻、三极管连接光电耦合器u3、u5的3端口，光电耦合器u3、u5的4、6端口分别通过二极管、电阻与电压互感器、电流互感器分别连接；
29.见图7、图8、图9，其还包括与微控制器连接的外围电路，外围电路包括低压稳压单元、监控单元、存储单元、led提示单元，低压稳压单元包括低压稳压器u7，监控单元包括监控芯片u54、u50，监控芯片u54、u50的型号分别为imp809leur
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t、cat823ttdi
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g，存储单元包括存储器u49，存储器u49的型号为fm24w256。
30.将本实用新型应用于多回路电能监测，电流互感器、电压互感器均可采用现有技术，电流互感器用于采集各电路回路的电流数据，电压互感器用于采集母线电压，并将采集的电流数据、母线电压分别传送给三相电流放大器u21b、u21a、u22a，三相电压放大器u22b、u23a、u23b，三相电流放大器u21b、u21a、u22a，三相电压放大器u22b、u23a、u23b将电流数据、母线电压信号放大，将放大后的电压信号和电流信号传送给模数转换电路的信号输入端，模数转换电路将电压信号和电流信号进行模数转换，然后将转换成数字量的电压信号、电流信号传送给微控制器，微控制器对这些信号进行计算处理得到母线电压和各配出回路的电流、功率、功率因数、电能参量，微处理器将这些电参量传送到串口通讯电路。串口通讯电路通过串口数据线和安装于中央控制室内的上位机(外部服务器)进行通讯，该通讯采用modbus协议，可随时把情况反映给上位机，并利于上位机对之进行远程查看和控制；模拟开关电路包括三相模拟开关，用于实现各电路回路电量参数采集的灵活切换，模拟开关电路电路的设置不仅可实现多路电路回路电量参数的同时采集，而且可实现某一电路回路电量参数的采集，提高了使用灵活性，结构简单，节约了投入成本。
31.以上的仅是本技术的优选实施方式，本实用新型不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在本实用新型的保护范围之内。