CN204116452U - 一种用于输电线路的测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于输电线路的测量装置，所述装置包括电压互感器、电流互感器、抗混叠滤波器、电能计算芯片、单片机和显示器；所述电压互感器、电流互感器与抗混叠滤波器、电能计算芯片、单片机和显示器依次连接。本实用新型是在对当前电参数测试仪的发展现状进行分析的基础上提出的，本实用新型中的技术方案运用电参数测量原理作为理论基础，利用电能计量件和单片机采集的数据和处理，实现工频检测的目。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种测量装置，具体讲涉及一种用于输电线路的测量装置。
背景技术
随着电力的迅速发展和电管理水平的不断提高，电力***越来越复杂。工业的发展、科技的进步，电力工业向大容量方向发展，企业生产技术管理对工业电力准确计量不断提出新的要求，而其节能降耗又是体现工业进步和发展水平的主要标志。提高电能有效利用率，综合监测与治理电能质量，已提出了新的要求。实现对电能质量的综合治理，必须实现电能质量的在线分析与实时监测，以确保电能质量。因此作为电力管理***不可或缺的组成部分的电参数测试仪也起着越来越重要的作用，然而传统的电参数测试仪的功能单一，不能满足一台多用，若要测量多种电参数，则需要多个仪器，这一方面造成设备的浪费，另一方面难以保证同步测量，给测试和分析带来了困难。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提出一种用于输电线路的测量装置，本实用新型采用电压和电流互感器将工频电信号进行分离，分别得出电压和电流，然后经过滤波电路，将干扰滤掉，再将电压和电流送入电能计算芯片，进行功率因数的计算。得到计算结果后，将结果送到单片机中，经处理后直接送显示，从而完成设计。
本实用新型的目的是采用下述技术方案实现的：
一种用于输电线路的测量装置，其改进之处在于，所述装置包括电压互感器、电流互感器、抗混叠滤波器、电能计算芯片、单片机和显示器；
所述电压互感器、电流互感器与抗混叠滤波器、电能计算芯片、单片机和显示器依次连接。
优选的，所述电压互感器为HPT205N电压互感器；所述电流互感器为TA5061电流互感器；所述抗混叠滤波器为由C8051F330D与MAX260组成的抗混叠滤波器；所述电能计算芯片为ADE7758电能计算芯片；所述单片机为AT89C52单片机；所述显示器为HC1602显示器。
优选的，所述电压互感器Ua、N端连接电路+、-极，VAP端连接抗混叠滤波器的IN端。
优选的，所述电流互感器IA+、IA-端连接电路+、-极，IAP端连接抗混叠滤波器的IN端。
优选的，由C8051F330D与MAX260组成的抗混叠滤波器中MAX260的IN端连接电流互感器、电压互感器的VAP、IAP，MAX260的WR管脚连接C8051F330D的P0.5管脚，MAX260的CLKB管脚连接C8051F330D的P0.7管脚；MAX260的OUT端连接电能计算芯片的DVDD、AVDD管脚。
优选的，所述电能计算芯片输入端连接抗混叠滤波器，输出端连接单片机。
进一步地，所述电能计算芯片DOUT管脚连接单片机的P1.4管脚，SCLK管脚连接单片机的P1.5管脚，DIN端连接单片机的P1.6管脚，CD端连接单片机的P1.7管脚。
进一步地，所述单片机出端连接HC1602液晶显示器，单片机P0.0-P0.7管脚连接显示器的DB0-DB7管脚，P2.7管脚连接显示器的RS管脚，P2.6管脚连接显示器的R/W管脚，P2.5管脚连接显示器的E管脚。
与现有技术比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型是在对当前电参数测试仪的发展现状进行分析的基础上提出的，本实用新型中的技术方案运用电参数测量原理作为理论基础，利用电能计量件和单片机实现工频检测的目。
由于工频检测在当今社会的用电管理***中发挥越来越重要的作用，其功能也得以多样化拓展，由于采用的是单片机作为主控制部分，可利用其扩展性，使检测仪的功能得以增强和完善，比如通过其扩展接口与专用的介质相连接，比如IC卡等可以实现预付费功能，根据不同的时段设置不同的电价可以实现复费率的功能。由于建设节约型社会的需要，电参数测试仪在用电管理***中的优势将进一步得以体现，此类检测仪的应用将具有深远的前景，对其的研究和设计也具有重要的社会意义。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种用于输电线路的测量装置示意图。
图2为本实用新型提供的一种用于输电线路的测量装置电压互感器电路图。
图3为本实用新型提供的一种用于输电线路的测量装置电流互感器电路图。
图4为本实用新型提供的一种用于输电线路的测量装置抗混叠滤波器示意图。
图5为本实用新型提供的一种用于输电线路的测量装置电能计算芯片与单片机连接示意图。
图6为本实用新型提供的一种用于输电线路的测量装置单片机与显示器连接示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步的详细说明。
本实用新型一种用于输电线路的测量装置包括1.HPT205N电压互感器2.TA5061电流互感器3.由C8051F330D与MAX260组成的抗混叠滤波器4.ADE7758电能计算芯片5.AT89C52单片机6.HC1602显示器。
如图1所示，本实用新型一种用于输电线路的测量装置如下所述，
1.使用HPT205N电压互感器、TA5061电流互感器连接电路，测量电压、电流。
2.使用抗混叠滤波器连接电压互感器、电流互感器，将干扰信号与噪声滤波。
3.使用ADE7758电能计算芯片连接滤波器，进行电能参数计算。
4.使用AT89C52单片机连接电能计算芯片，进行信号处理。
5.使用HC1602显示器连接单片机，显示测量计算得到的线路参数(主要包括电能、功率因数等)。
本实用新型一种用于输电线路的测量装置具体连接如下：
1.HPT205N电压互感器
如图2所示，HPT205N电压互感器主要是将输入的工频电压信号转换成ADE7758可以测量的电压信号(±5V)。Ua、N端连接电路+、-极，VAP端连接抗混叠滤波器的IN端。
电压输入端电路是将输入的工频电压信号转换成ADE7758可以测量的电压信号(±5V)。以A相电压模拟设计输入为例，其他两相输入通道设计相同。电压采样电路如图3所示，选用的电压互感器为HPT205N，输入电流范围是0-2mA，输出电流范围是0-2mA。电阻R4选择220，这样输出的电信号最大值为0.44V，不会超过0.5V。R1是130K。R5和C1构成一个RC滤波器。
2.TA5061电流互感器
TA5061电流互感器主要是将输入的工频电流信号转换成ADE7758可以测量的电流信号(0.1A)。IA+、IA-端连接电路+、-极，IAP端连接抗混叠滤波器的IN端。
电流通道由三对差分电压输入，提高了抗共模干扰能力。三对输入分别代表A，B，C三相。现以IAP项为例，如图3所示，其它电流输入与它相同。选用的互感器CT1为TA5061，其输入电流0-500A，输出电流0.1A。ADE7758的电流通道IAP、IAN最大信号电压变换范围为±0.5V。其中送往ADE7758的信号取样电阻为两个1.8电阻R10和R11在输出最大信号为0.1A时，输出信号最大约为0.36V，不会超过0.5V。限幅二极管起到保护作用。
3.C8051F330D与MAX260组成的抗混叠滤波器
由C8051F330D与MAX260组成的抗混叠滤波器主要功能是将干扰、噪声信号滤掉。MAX260的IN端连接电流互感器、电压互感器的VAP、IAP，MAX260的WR管脚连接C8051F330D的P0.5管脚，MAX260的CLKB管脚连接C8051F330D的P0.7管脚。MAX260的OUT端连接电能计算芯片的DVDD、AVDD管脚。
4.ADE7758电能计算芯片
ADE7758电能计算芯片功能为电能参数计算。输入端连接抗混叠滤波器。如图3所示，电能计算芯片输出端连接单片机，DOUT管脚连接单片机的P1.4管脚，SCLK管脚连接单片机的P1.5管脚，DIN端连接单片机的P1.6管脚，C/S端连接单片机的P1.7管脚。
ADE7758是一款高精确度的三相电能计量芯片，带有两路脉冲输出功能和一个串行接口，集成了6路16位二阶ADC模数转换器，数字积分器，高性能DSP，基准电路及温度传感器等电路，以及所有进行有功，无功和视在电能计量以及有效值计量所需的信号处理元件，在1000：l动态范围内误差小于0.1％，提供有功、无功及视在电能、电压、电流有效值及波形采样等数据；三相三线/三相四线兼容。ADE7758为各相提供***校准功能，包括有效值偏移校准、相位校准、功率校准，DSP内部对无功电能进行了补偿；提供独立的有功电能及无功电能脉冲输出。这些功能特点大大减少了MCU的软件开发工作量，简化了电力测量新应用模块的设计难度，可做到全电子或真正固体化、静止化，以有利于提高性能，降低成本，使电能计量具有高精度、高可靠性、免维护和双向通讯功能。
5.AT89C52单片机
AT89C52单片机将计算得出的参数信号处理为显示器可显示的信号。其输入端连接ADE7758电能计算芯片。输出端连接HC1602液晶显示器，P0.0-P0.7管脚连接显示器的DB0-DB7管脚，P2.7管脚连接显示器的RS管脚，P2.6管脚连接显示器的R/W管脚，P2.5管脚连接显示器的E管脚。
AT89C52是一种低功耗高性能的8位单片机，片内带有一个4KB的Flash在线可编擦除只读存储器，它采用了CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术，而且其输出引脚和指令***和51系列单片机兼容。片内的存储器允许在线重新编程或用常规的非易失性存储器编程器来编程。同时已具有三级程序存储器保密的性能。
6.HC1602显示器
显示采用16×2字符型液晶HC1602，与单片机的接口电路，如图6所示，图中C4、C5为单片机和液晶模块HC1602的去耦电容。DB0～DB7为HC1602的数据线，与单片机的P0.0～P0.7端子相接。R15为阻值可调的电位器，用来调整液晶显示的对比度；当VO端子对地电压为0V时液晶显示最为清晰。A、K为HC1602背光灯的电源端子和接地端子，其中电源端子A通过跳线JP2与主电源相接。正常情况下JP2断开以减小电度表能耗；在电量查询时闭合JP2，接通背光灯电源。显示与按键相结合，用来实现电量参数的查询显示、异常事件记录查询显示以及时钟参数初值输入调整结果显示。当没有中断发生时，进行总的有功、无功电量显示。字符显示是通过P0口读入该字符的ASCII码实现，把该字符对应的ASCII码通过P0口写入LCD的内部寄存器中。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，所述装置包括电压互感器、电流互感器、抗混叠滤波器、电能计算芯片、单片机和显示器；
所述电压互感器、电流互感器与抗混叠滤波器、电能计算芯片、单片机和显示器依次连接。
2.如权利要求1所述的一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，所述电压互感器为HPT205N电压互感器；所述电流互感器为TA5061电流互感器；所述抗混叠滤波器为由C8051F330D与MAX260组成的抗混叠滤波器；所述电能计算芯片为ADE7758电能计算芯片；所述单片机为AT89C52单片机；所述显示器为HC1602显示器。
3.如权利要求1所述的一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，所述电压互感器Ua、N端连接电路+、-极，VAP端连接抗混叠滤波器的IN端。
4.如权利要求1所述的一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，所述电流互感器IA+、IA-端连接电路+、-极，IAP端连接抗混叠滤波器的IN端。
5.如权利要求1所述的一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，由C8051F330D与MAX260组成的抗混叠滤波器中MAX260的IN端连接电流互感器、电压互感器的VAP、IAP，MAX260的WR管脚连接C8051F330D的P0.5管脚，MAX260的CLKB管脚连接C8051F330D的P0.7管脚；MAX260的OUT端连接电能计算芯片的DVDD、AVDD管脚。
6.如权利要求1所述的一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，所述电能计算芯片输入端连接抗混叠滤波器，输出端连接单片机。
7.如权利要求6所述的一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，所述电能计算芯片DOUT管脚连接单片机的P1.4管脚，SCLK管脚连接单片机的P1.5管脚，DIN端连接单片机的P1.6管脚，CD端连接单片机的P1.7管脚。
8.如权利要求1所述的一种用于输电线路的测量装置，其特征在于，所述单片机出端连接HC1602液晶显示器，单片机P0.0-P0.7管脚连接显示器的DB0-DB7管脚，P2.7管脚连接显示器的RS管脚，P2.6管脚连接显示器的R/W管脚，P2.5管脚连接显示器的E管脚。
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