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变压器电能

阅读:651发布:2020-05-11

专利汇可以提供变压器电能专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种 变压器 电能 表及其热平衡计算报警方法。本实用新型可以很好地解决 现有技术 当 温度 超过极限温度后变压器继续使用将最终无法正常工作或烧毁的问题。其技术方案要点是,包括 电流 采样 电路 、 电压 采样电路、三相电能计量芯片、主处理芯片、定时计数器、LCD显示电路、 存储器 、通讯 接口 、ESAM接口、变压器 电能表 ESAM模 块 、输出接口、电源模块、电源管理模块和扩展接口,电流采样电路检测三相电的电流,电压采样电路的检测端与三相电连接,电流采样电路和电压采样电路的输出端均与三相电能计量芯片的输入端连接,三相电能计量芯片的输出端与主处理芯片电连接,电源模块的输入端与三相电连接。,下面是变压器电能专利的具体信息内容。

1.一种变压器电能表,适用于三相电的变压器电能测试,包括电流采样电路电压采样电路、三相电能计量芯片、主处理芯片、定时计数器、LCD显示电路、存储器、通讯接口、ESAM接口、变压器电能表ESAM模、输出接口、电源模块、电源管理模块和扩展接口,所述电流采样电路检测三相电的电流,电压采样电路的检测端与三相电连接,所述电流采样电路和电压采样电路的输出端均与所述三相电能计量芯片的输入端连接,所述三相电能计量芯片的输出端与所述主处理芯片电连接,所述电源模块的输入端与三相电连接,电源模块的输出端与电源管理模块电连接,所述电源管理模块还电连接有掉电备用电池,所述电源管理模块为变压器电能表供电,所述定时计数器、LCD显示电路、存储器、通讯接口、输出接口和扩展接口均与所述的主处理芯片电连接,所述变压器电能表ESAM模块通过ESAM接口与所述主处理芯片电连接,所述的主处理芯片为STM32F100_VCT6单片机,所述的三相电能计量芯片为ADE7858芯片,所述输出接口包括与报警器连接的报警输出接口电路和与负荷开关连接的负荷开关外置接口电路,所述主处理芯片的一个输入输出口作为报警信号输出管脚与报警输出接口电路电连接,所述主处理芯片的另一个输入输出口作为负荷开关控制信号输出管脚与负荷开关外置接口电路电连接,其特征在于:所述的报警输出接口电路包括三极管Q1、瞬态电压抑制二级管TVS1、电容C36、电容C37、电容C38、稳压二极管D2、电阻R23、电阻R25、电阻R27和继电器K1,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电容C36接地,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电阻R23与三极管Q1的基极连接,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电阻R25与三极管Q1的发射极连接,所述三极管Q1的发射极接地,所述三极管Q1的集电极与稳压二极管D2的阳极连接,所述稳压二极管D2的阴极与电阻R27的第一端连接,所述电阻R27的第二端与电源管理模块的数字电压输出端连接,所述电阻R27的第二端通过电容C37接地,所述稳压二极管D2的两端还与电容C38、瞬态电压抑制二级管TVS1和继电器K1的线圈并联,所述继电器K1的触点为单刀双掷触点,继电器K1的触点包括继电器K1动触点、继电器K1第一静触点和继电器K1第二静触点,所述继电器K1第一静触点为断路触点,所述继电器K1动触点与报警器的公共端连接的,所述继电器K1第二静触点与所述报警器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的变压器电能表,其特征在于:所述的负荷开关外置接口电路包括三极管Q2、瞬态电压抑制二级管TVS2、电容C39、电容C40、电容C41、稳压二极管D3、电阻R24、电阻R26、电阻R28和继电器K2,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电容C40接地,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电阻R24与三极管Q2的基极连接,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电阻R26与三极管Q2的发射极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极与稳压二极管D3的阳极连接,所述稳压二极管D3的阴极与电阻R28的第一端连接,所述电阻R28的第二端与电源管理模块的数字电压输出端连接,所述电阻R28的第二端通过电容C40接地,所述稳压二极管D3的两端还与电容C41、瞬态电压抑制二级管TVS2和继电器K2的线圈并联,所述继电器K2的触点为单刀双掷触点,继电器K2的触点包括继电器K2动触点、继电器K2第一静触点和继电器K2第二静触点,所述继电器K2第一静触点与负荷开关的断开输入端连接,所述继电器K2第二静触点与负荷开关的闭合输入端连接的,所述继电器K2动触点与所述符合开关的公共端连接。

说明书全文

变压器电能

技术领域

[0001] 本实用新型属于电能表,特别涉及一种变压器电能表。

背景技术

[0002] 变压器在持续工作的时候,自身温度不断升高,温度过高,将影响工常工作,当温度超过极限温度后变压器继续使用将无法正常工作或烧毁,因此利用现有技术,如何研究一种通过测量用电线路损、热平衡值推算出变压器工作产生的温度,从而采取有效措施控制变压器的温度,避免变压器烧环的情况发生的变压器电能表势在必行。
[0003] 中国专利公开号CN202815085U,公告日2013年3月20日,公开了一种三相智能电能表,包括控制单元、计量单元、通讯单元、人机交互单元、以光敏二极管基础的红外唤醒单元、ESAM安全单元、存储单元和输出单元,所述的通讯单元包括RS485通讯模和红外模块,计量单元、RS485通讯模块、红外模块、人机交互单元、红外唤醒单元、ESAM安全单元、存储单元和输出单元分别与控制单元电连接。本实用新型采用光敏二极管搭建唤醒电路,可以使系统掉电时在低功耗状态运行来唤醒电能表,保障了电池的使用寿命,可靠性好,安全性高,同时降低了生产成本。但是此技术方案依然存在变压器在持续工作的时候,自身温度不断升高,温度过高,将影响工常工作,当温度超过极限温度后变压器继续使用将最终无法正常工作或烧毁的问题。实用新型内容
[0004] 本实用新型的目的在于解决上述现有技术中存在变压器在持续工作的时候,自身温度不断升高,温度过高,将影响工常工作,当温度超过极限温度后变压器继续使用将最2
终导致无法正常工作或烧毁的问题,提供了一种利用测量铜损(I)的时间积分值、热平衡
2
(I-K)的累计值变压器电能表。
[0005] 本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种变压器电能表,适用于三相电的变压器电能测试,包括电流采样电路、电压采样电路、三相电能计量芯片、主处理芯片、定时计数器、LCD显示电路、存储器、通讯接口、ESAM接口、变压器电能表ESAM模块、输出接口、电源模块、电源管理模块和扩展接口,所述电流采样电路检测三相电的电流,电压采样电路的检测端与三相电连接,所述电流采样电路和电压采样电路的输出端均与所述三相电能计量芯片的输入端连接,所述三相电能计量芯片的输出端与所述主处理芯片电连接,所述电源模块的输入端与三相电连接,电源模块的输出端与电源管理模块电连接,所述电源管理模块还电连接有掉电备用电池,所述电源管理模块为变压器电能表供电,所述定时计数器、LCD显示电路、存储器、通讯接口、输出接口和扩展接口均与所述的主处理芯片电连接,所述变压器电能表ESAM模块通过ESAM接口与所述主处理芯片电连接,所述的主处理芯片为STM32F100_VCT6单片机,所述的三相电能计量芯片为ADE7858芯片,所述输出接口包括与报警器连接的报警输出接口电路和与负荷开关连接的负荷开关外置接口电路,所述主处理芯片的一个输入输出口作为报警信号输出管脚与报警输出接口电路电连接,所述主处理芯片的另一个输入输出口作为负荷开关控制信号输出管脚与负荷开关外置接口电路电连接,其特征在于:所述的报警输出接口电路包括三极管Q1、瞬态电压抑制二级管TVS1、电容C36、电容C37、电容C38、稳压二极管D2、电阻R23、电阻R25、电阻R27和继电器K1,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电容C36接地,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电阻R23与三极管Q1的基极连接,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电阻R25与三极管Q1的发射极连接,所述三极管Q1的发射极接地,所述三极管Q1的集电极与稳压二极管D2的阳极连接,所述稳压二极管D2的阴极与电阻R27的第一端连接,所述电阻R27的第二端与电源管理模块的数字电压输出端连接,所述电阻R27的第二端通过电容C37接地,所述稳压二极管D2的两端还与电容C38、瞬态电压抑制二级管TVS1和继电器K1的线圈并联,所述继电器K1的触点为单刀双掷触点,继电器K1的触点包括继电器K1动触点、继电器K1第一静触点和继电器K1第二静触点,所述继电器K1第一静触点为断路触点,所述继电器K1动触点与报警器的公共端连接的,所述继电器K1第二静触点与所述报警器的输入端连接。
[0006] 作为优选,所述的负荷开关外置接口电路包括三极管Q2、瞬态电压抑制二级管TVS2、电容C39、电容C40、电容C41、稳压二极管D3、电阻R24、电阻R26、电阻R28和继电器K2,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电容C40接地,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电阻R24与三极管Q2的基极连接,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电阻R26与三极管Q2的发射极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极与稳压二极管D3的阳极连接,所述稳压二极管D3的阴极与电阻R28的第一端连接,所述电阻R28的第二端与电源管理模块的数字电压输出端连接,所述电阻R28的第二端通过电容C40接地,所述稳压二极管D3的两端还与电容C41、瞬态电压抑制二级管TVS2和继电器K2的线圈并联,所述继电器K2的触点为单刀双掷触点,继电器K2的触点包括继电器K2动触点、继电器K2第一静触点和继电器K2第二静触点,所述继电器K2第一静触点与负荷开关的断开输入端连接,所述继电器K2第二静触点与负荷开关的闭合输入端连接的,所述继电器K2动触点与所述符合开关的公共端连接。
[0007] 本实用新型显著的实质性效果是:电流与电压信号经过接线端口流入表计,经过传感器等元件,由ADE7858对三相瞬时值进行采样与计算,以脉冲数或电能量的形式提供给MCU,来实现电量的累计、计算,总及各分相电压、电流、功率、功率因数等瞬时量计量和存储,并对数据进行分析,获取当前电网运行情况、记录电网事件、负荷处理、显示与数据通讯等功能,通过热平衡算法,电能表可以通过采集电压、电流来计算当前变压器的损耗,由于变压器损耗与发热成正比例关系,由此可以计算出变压器的实时温升情况,再根据变压器的自身性能特性参数,可以实时监测变压器工况,给供电公司分析、管理用户有序、安全用电带来方便。附图说明
[0008] 图1是本实用新型的一种电路方框图
[0009] 图2是本实用新型中报警输出接口电路的一种电路图;
[0010] 图3是本实用新型中负荷开关外置接口电路的一种电路图。
[0011] 图中:1、电流采样电路,2、电压采样电路,3、三相电能计量芯片,4、主处理芯片,5、LCD显示电路,6、存储器,7、通讯接口,8、ESAM接口,9、输出接口,10、扩展接口,11、电源管理模块,12、电源模块,13、掉电备用电池,14、定时计数器。

具体实施方式

[0012] 下面通过具体实施例,并结合附图,对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。
[0013] 实施例1:
[0014] 一种变压器电能表(参见附图1、附图2和附图3),适用于三相电的变压器电能测试,包括电流采样电路1、电压采样电路2、三相电能计量芯片3、主处理芯片4、定时计数器14、LCD显示电路5、存储器6、通讯接口7、ESAM接口8、变压器电能表ESAM模块、输出接口
9、电源模块12、电源管理模块11和扩展接口10,所述电流采样电路检测三相电的电流,电压采样电路的检测端与三相电连接,所述电流采样电路和电压采样电路的输出端均与所述三相电能计量芯片的输入端连接,所述三相电能计量芯片的输出端与所述主处理芯片电连接,所述电源模块的输入端与三相电连接,电源模块的输出端与电源管理模块电连接,所述电源管理模块还电连接有掉电备用电池13,所述电源管理模块为变压器电能表供电,所述定时计数器、LCD显示电路、存储器、通讯接口、输出接口和扩展接口均与所述的主处理芯片电连接,所述变压器电能表ESAM模块通过ESAM接口与所述主处理芯片电连接。所述的主处理芯片为STM32F100_VCT6单片机,所述的三相电能计量芯片为ADE7858芯片。所述输出接口包括与报警器连接的报警输出接口电路和与负荷开关连接的负荷开关外置接口电路,所述主处理芯片的一个输入输出口作为报警信号输出管脚与报警输出接口电路电连接,所述主处理芯片的另一个输入输出口作为负荷开关控制信号输出管脚与负荷开关外置接口电路电连接。所述的报警输出接口电路包括三极管Q1、瞬态电压抑制二级管TVS1、电容C36、电容C37、电容C38、稳压二极管D2、电阻R23、电阻R25、电阻R27和继电器K1,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电容C36接地,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电阻R23与三极管Q1的基极连接,所述主处理芯片的报警信号输出管脚通过电阻R25与三极管Q1的发射极连接,所述三极管Q1的发射极接地,所述三极管Q1的集电极与稳压二极管D2的阳极连接,所述稳压二极管D2的阴极与电阻R27的第一端连接,所述电阻R27的第二端与电源管理模块的数字电压输出端连接,所述电阻R27的第二端通过电容C37接地,所述稳压二极管D2的两端还与电容C38、瞬态电压抑制二级管TVS1和继电器K1的线圈并联,所述继电器K1的触点为单刀双掷触点,继电器K1的触点包括继电器K1动触点、继电器K1第一静触点和继电器K1第二静触点,所述继电器K1第一静触点为断路触点,所述继电器K1动触点与报警器的公共端连接的,所述继电器K1第二静触点与所述报警器的输入端连接。所述的负荷开关外置接口电路包括三极管Q2、瞬态电压抑制二级管TVS2、电容C39、电容C40、电容C41、稳压二极管D3、电阻R24、电阻R26、电阻R28和继电器K2,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电容C40接地,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电阻R24与三极管Q2的基极连接,所述主处理芯片的负荷开关控制信号输出管脚通过电阻R26与三极管Q2的发射极连接,所述三极管Q2的发射极接地,所述三极管Q2的集电极与稳压二极管D3的阳极连接,所述稳压二极管D3的阴极与电阻R28的第一端连接,所述电阻R28的第二端与电源管理模块的数字电压输出端连接,所述电阻R28的第二端通过电容C40接地,所述稳压二极管D3的两端还与电容C41、瞬态电压抑制二级管TVS2和继电器K2的线圈并联,所述继电器K2的触点为单刀双掷触点,继电器K2的触点包括继电器K2动触点、继电器K2第一静触点和继电器K2第二静触点,所述继电器K2第一静触点与负荷开关的断开输入端连接,所述继电器K2第二静触点与负荷开关的闭合输入端连接的,所述继电器K2动触点与所述符合开关的公共端连接。
[0015] 电流与电压信号经过接线端口流入表计,经过传感器等元件,由ADE7858对三相瞬时值进行采样与计算,以脉冲数或电能量的形式提供给MCU,来实现电量的累计、计算,总及各分相电压、电流、功率、功率因数等瞬时量计量和存储,并对数据进行分析,获取当前电网运行情况、记录电网事件、负荷处理、显示与数据通讯等功能,通过热平衡算法,电能表可以通过采集电压、电流来计算当前变压器的损耗,由于变压器损耗与发热成正比例关系,由此可以计算出变压器的实时温升情况,再根据变压器的自身性能特性参数,可以实时监测变压器工况,给供电公司分析、管理用户有序、安全用电带来方便。
[0016] 以上所述的实施例只是本实用新型的一种较佳的方案,并非对本实用新型作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
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