一种异常报警三相电能表检测系统的制作方法

1.本发明涉及三相电检测技术领域，具体是一种异常报警三相电能表检测系统。


背景技术：

2.在当今的电源管理控制中，如何精确、实时、有效地采集电源的供电情况已经成为一个关键的技术，优良的电源为用电设备提供优质的工作环境，三相电的不平衡不仅会增加配电导线的损耗和变压器的损耗，还导致用电设备的损坏，为了更好掌握三相电的运行情况，大多采用三相电能表直接检测三相电的平衡情况，并判断出是否出现断相、漏电、接地等故障，但是由于在对长期对高电压的检测，三相电能表出现泄漏电流，导致误判等情况的发生，降低对三相电的检测精度，因此有待改进。


技术实现要素：

3.本发明实施例提供一种异常报警三相电能表检测系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.依据本发明实施例的第一方面，提供一种异常报警三相电能表检测系统，该异常报警三相电能表检测系统包括：相电压采样模块，标准相电压采样监测模块，信号调理模块，剩余两相电压采样控制模块，三相平衡判断模块，断相检测模块，逻辑报警控制模块；所述相电压采样模块，用于通过对三相电的单相电进行隔离电流采样并输出采样信号；所述信号调理模块，与所述相电压采样模块连接，用于将所述相电压采样模块输出的采样信号转换为电压值等于其有效值的直流电压信号并进行隔离输出第一处理信号；所述剩余两相电压采样控制模块，用于对三相中的剩余两条相线进行采样和信号调理控制并分别输出第二处理信号和第三处理信号；所述标准相电压采样监测模块，与所述相电压采样模块连接，用于通过标准互感器对单相电进行隔离电流采样并输出标准采样信号，用于与所述相电压采样模块和剩余两相电压采样控制模块输出的采样信号进行减法处理并进行异常显示；所述三相平衡判断模块，与所述信号调理模块和剩余两相电压采样控制模块连接，用于将所述第一处理信号、第二处理信号和第三处理信号进行求和处理并输出平衡信号，用于将平衡信号与设定的平衡上下限阈值进行比较并输出比较结果；所述断相检测模块，用于检测单相电是否出现断相并输出断相信号；所述逻辑报警控制模块，与所述断相检测模块、三相平衡判断模块和标准相电压采样监测模块连接，用于接收所述断相信号和所述第一处理信号并输出逻辑信号，用于控制所述标准相电压采样监测模块的工作并进行异常显示。
5.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明异常报警三相电能表检测系统通过相电压采样模块对三相电中的其中一单相电进行电流采样，并对采样信号进行处理，由三相平衡判断模块对三相电采样的信号进行求和，并由上下限阈值进行平衡判断，且由断
相检测模块判断是否出现断相故障，在出现三相不平衡且无断相时，则判定为接地故障和漏电故障并进行异常显示，同时控制标准相电压采样监测模块对相电压采样模块进行性能对比，排除由于采样模块产生的泄漏电流而导致检测的不平衡，提高三相电能表的检测精度，预防三相电能表的错误检测。
附图说明
6.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
7.图1为本发明实例提供的异常报警三相电能表检测系统的原理方框示意图。
8.图2为本发明实例提供的异常报警三相电能表检测系统的电路图。
9.图3为本发明实例提供的标准相电压采样监测模块的电路图。
具体实施方式
10.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
11.实施例1，请参阅图1，一种异常报警三相电能表检测系统包括：相电压采样模块1，标准相电压采样监测模块2，信号调理模块3，剩余两相电压采样控制模块4，三相平衡判断模块5，断相检测模块6，逻辑报警控制模块7；具体地，所述相电压采样模块1，用于通过对三相电的单相电进行隔离电流采样并输出采样信号；信号调理模块3，与所述相电压采样模块1连接，用于将所述相电压采样模块1输出的采样信号转换为电压值等于其有效值的直流电压信号并进行隔离输出第一处理信号；剩余两相电压采样控制模块4，用于对三相中的剩余两条相线进行采样和信号调理控制并分别输出第二处理信号和第三处理信号；标准相电压采样监测模块2，与所述相电压采样模块1连接，用于通过标准互感器ct2对单相电进行隔离电流采样并输出标准采样信号，用于与所述相电压采样模块1和剩余两相电压采样控制模块4输出的采样信号进行减法处理并进行异常显示；三相平衡判断模块5，与所述信号调理模块3和剩余两相电压采样控制模块4连接，用于将所述第一处理信号、第二处理信号和第三处理信号进行求和处理并输出平衡信号，用于将平衡信号与设定的平衡上下限阈值进行比较并输出比较结果；断相检测模块6，用于检测单相电是否出现断相并输出断相信号；逻辑报警控制模块7，与所述断相检测模块6、三相平衡判断模块5和标准相电压采样监测模块2连接，用于接收所述断相信号和所述第一处理信号并输出逻辑信号，用于控制所述标准相电压采样监测模块2的工作并进行异常显示。
12.在具体实施例中，上述相电压采样模块1可采用电流互感器检测电路完成对三相
电中单相电的电能检测；上述标准相电压采样监测模块2可采用标准电流互感器完成对三相电的电能检测；上述信号调理模块3可采用有效值处理电路和电压跟随电路完成对采样信号的有效值处理和阻抗匹配传输处理；上述剩余两相电压采样控制模块4用于检测三相电中其余两跳相线的电能情况，检测处理手段和相电压采样模块1与信号调理模块3相同；上述三相平衡判断模块5可采用求和电路和比较自锁电路，根据三相电之间电压之和为零的特性，完成三相平衡的判断和信号的自锁控制；上述断相检测模块6可采用，但并不限于隔离电能检测电路、电阻分压电路检测三相电是否出现断电，在此不做赘述；上述逻辑报警控制模块7可采用逻辑控制电路完成异常显示和对标准相电压采样监测模块2的控制。
13.在本实施例中，请参阅图2和图3，所述相电压采样模块1包括第一电阻r1、第一互感器ct1、第二电阻r2、第一电容c1、第二十电阻r20；具体地，所述第一电阻r1的一端和第一互感器ct1的第二端连接所述三相电的单相电，第一电阻r1的另一端连接第一互感器ct1的第一端，第一互感器ct1的第三端连接第二电阻r2的一端和第一电容c1的一端，第二电阻r2的另一端连接第一电容c1的另一端、第一互感器ct1的第四端和第二十电阻r20的第一端，第二十电阻r20的第二端连接所述信号调理模块3。
14.在具体实施例中，上述第一互感器ct1可选用电流互感器，具体型号不做限定。
15.进一步地，所述信号调理模块3包括转换器u1、第二电容c2、第三电阻r3、第一电位器rp1、第一电源vcc1、第二电源vcc2、第二电位器rp2、第一运放op1；具体地，所述转换器u1的第十三端连接所述第二十电阻r20的第二端，转换器u1的第三端接地，转换器u1的第八端通过第二电容c2连接转换器u1的第九端、第一运放op1的同相端、第二电位器rp2的一端和滑片端，转换器u1的第四端通过第三电阻r3连接第一电位器rp1的滑片端，第一电源vcc1通过第一电位器rp1连接第二电源vcc2，第二电位器rp2的另一端连接转换器u1的第六端，第一运放op1的反相端连接第一运放op1的输出端和所述三相平衡判断模块5。
16.在具体实施例中，上述转换器u1可选用ad637芯片，用于将采样信号转换为电压值等于其有效值的直流电压信号；上述第一运放op1可选用op07运算放大器，用于进行阻抗匹配和隔离传输。
17.进一步地，所述剩余两相电压采样控制模块4的电路连接结构与所述相电压采样模块1和信号调理模块3的电路连接结构相同。
18.进一步地，所述三相平衡判断模块5包括第四电阻r4、第五电阻r5、第六电阻r6、第二运放op2、第七电阻r7、第八电阻r8、第三电容c3、第一二极管d1、第二二极管d2、第十二电阻r12、第三电源vcc3、第一比较器a1，上限阈值；具体地，所述第四电阻r4的一端连接所述第一运放op1的输出端，第四电阻r4的另一端连接第二运放op2的反相端并通过第六电阻r6连接第二运放op2的输出端和第七电阻r7的一端，第二运放op2的同相端通过第五电阻r5接地，第七电阻r7的另一端连接第一比较器a1的同相端和第一二极管d1的阴极，第一二极管d1的阳极连接第一运放op1的输出端、第十二电阻r12的一端和第二二极管d2的阳极并通过第三电容c3和第八电阻r8连接第一比较器a1的反相端和上限阈值，第十二电阻r12的另一端连接第三电源vcc3和第一比较器a1的电源端，第二二极管d2的阴极连接所述逻辑报警控制模块7。
19.进一步地，所述三相平衡判断模块5还包括第十电阻r10、第九电阻r9、第四电容c4、第三二极管d3、第四二极管d4、第十一电阻r11、第二比较器a2、下限阈值；具体地，所述第九电阻r9、第四电容c4、第三二极管d3、第四二极管d4、第十一电阻r11、第二比较器a2的电路连接结构与所述第八电阻r8、第三电容c3、第一二极管d1、第二二极管d2、第十二电阻r12、第一比较器a1、第三电源vcc3的电路连接结构相同，且第十电阻r10的一端连接所述第二运放op2的输出端，第十电阻r10的另一端连接第二比较器a2的反相端，第四二极管d4连接所述第二二极管d2的阴极，下限阈值连接第二比较器a2的同相端。
20.在具体实施例中，上述第二运放op2可选用lm324运算放大器；上述第一比较器a1和第二比较器a2均可选用lm393比较器；上述上限阈值和下限阈值为平衡阈值临界点；上述第一二极管d1、第三电容c3和第八电阻r8与第九电阻r9、第三二极管d3和第四电容c4分别组成自锁电路。
21.进一步地，所述逻辑报警控制模块7包括逻辑芯片u2、第二十一电阻r21、第一指示灯led1、第十三电阻r13、第一开关管vt1、第二指示灯led2、第一继电器k1、第四电源vcc4；具体地，所述逻辑芯片u2的第一端连接所述第二二极管d2的阴极并通过第二十一电阻r21连接第一指示灯led1的阳极，第一指示灯led1的阴极接地，逻辑芯片u2的第二端连接所述断相检测模块6，逻辑芯片u2的第三端通过第十三电阻r13连接第一开关管vt1的基极，第一开关管vt1的集电极通过第一继电器k1连接第四电源vcc4，第一开关管vt1的发射极通过第二指示灯led2接地。
22.在具体实施例中，上述逻辑芯片u2可选用与逻辑电路；上述第一指示灯led1用于判断是否出现三相不平衡，第二指示灯led2用于判断是否出现漏电故障或者接地故障；上述第一开关管vt1可选用npn型三极管。
23.进一步地，所述标准相电压采样监测模块2包括标准互感器ct2、第一继电开关k1-1、第十五电阻r15、第五电容c5、第十六电阻r16、第十七电阻r17、第十八电阻r18、第三运放op3、第十九电阻r19、第十四电阻r14、第二开关管vt2、第三指示灯led3、第五电源vcc5；具体地，所述第一继电开关k1-1的第一端和标准互感器ct2的第二端分别连接所述第一互感器ct1的第一端和第二端，第一继电开关k1-1的第二端连接标准互感器ct2的第一端，标准互感器ct2的第三端连接第十五电阻r15的一端和第五电容c5的一端，标准互感器ct2的第四端连接第十五电阻r15的另一端和第五电容c5的另一端并通过第十六电阻r16连接第三运放op3的反相端和第十七电阻r17的一端，第三运放op3的同相端通过第十八电阻r18连接所述相电压采样模块1和剩余两相电压采样控制模块4，第三运放op3的输出端连接第十七电阻r17的另一端并通过第十九电阻r19连接第二开关管vt2的基极，第二开关管vt2的集电极通过第十四电阻r14连接第五电源vcc5，第二开关管vt2的发射极通过第三指示灯led3接地。
24.在具体实施例中，上述标准互感器ct2采用无泄漏电流产生的电流互感器即可，在此不做限定；上述第三运放op3可选用op07运算放大器；上述第二开关管vt2可选用npn型三极管；上述第三指示灯led3用于判断第一互感器ct1的检测精度。
25.本发明一种异常报警三相电能表检测系统，由相电压采样模块1对三相电中的其中一相电通过第一互感器ct1进行电流采样，并将采样的电流信号转换为电压值等于其有效值的直流电压信号，并由第一运放op1进行隔离传输，其中剩余两相电压采样控制模块4
对另外两条相电的采样和处理手段与相电压采样模块1的采样和处理手段相同，处理后的三路采样信号均通过第二运放op2进行求和处理，当三相电平衡时，三路采样信号的和为零，当三相电不平衡时，由第一比较器a1和第二比较器a2分别对不平衡数值进行比较，负值由第二比较器a2处理，正值由第一比较器a1处理，并在第一比较器a1或第二比较器a2输出高电平时进行信号自锁控制，第一指示灯led1被点亮，配合断相检测模块6对三相电进行断相检测，当未发生断相时，逻辑芯片u2输出高电平继而控制第一开关管vt1导通，第二指示灯led2被点亮判断三相电处于漏电或接地的状态，同时第一继电器k1得电，第一继电开关k1-1导通，由标准互感器ct2对单相电进行采样并与第一互感器ct1采样的信号进行减法运算，当第二开关管vt2导通则说明第一互感器ct1内部产生了泄漏电流，导致三相电能表出现故障，第二开关管vt2不导通则排除由于采样模块产生的泄漏电流而导致检测的不平衡，提高三相电能表的检测精度，预防三相电能表的错误检测。
26.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
27.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。