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    重庆时时彩开奖辅助: 一种通用电源状态监控系统及其监控方法.pdf

    关 键 词:
    一种 通用 电源 状态 监控 系统 及其 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611214539.2

    申请日:

    2016.12.26

    公开号:

    CN106772120A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):G01R 31/40申请日:20161226|||公开
    IPC分类号: G01R31/40(2014.01)I 主分类号: G01R31/40
    申请人: 华东理工大学
    发明人: 易建军; 李叶翔; 张恒; 段鹏洋; 罗伟; 管文超; 胡家豪
    地址: 200237 上海市徐汇区梅陇路130号
    优先权:
    专利代理机构: 上海翼胜专利商标事务所(普通合伙) 31218 代理人: 翟羽
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611214539.2

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种通用电源状态监控系统,包括多个监控器,每一监控器包括一计量芯片,计量芯片用于采集所测电源的电源参数;一采样单元,采样单元连接于计量芯片,将各相电源参数转换至计量芯片计量范围下的电源参数;一显示器,用于显示各种参数或信息;一输入输出单元,连接于所述显示器;一数据通信???,用于监控器与检测设备和监控中心的数据传输;一存储单元,连接于所述微控制单元,用于数据或信息的存储;一微控制单元,用于处理所述电源参数并根据电源参数诊断所测设备电路是否存在异常,并处理该异常。本发明还公开了一种通用电源状态监控系统的监控方法。

    权利要求书

    1.一种通用电源状态监控系统,其特征在于,包括多个监控器,每一所述监
    控器包括
    一计量芯片,计量芯片用于采集所测电源的电源参数;
    一采样单元,采样单元连接于计量芯片,将各相电源参数转换至计量芯片计量范围下
    的电源参数;所述计量芯片用于处理从所述采样单元获得的电源参数,包括对所述电源参
    数进行测量或计量;
    一显示器,用于显示各种参数或信息;
    一输入输出单元,所述输入输出单元连接于所述显示器,所述输入输出单元用于参数
    或信息的输入和输出;
    一数据通信???,用于监控器与检测设备和监控中心的数据传输;
    一存储单元,连接于所述微控制单元,用于数据或信息的存储;
    一微控制单元,所述计量芯片、显示器、数据通信???、存储单元连接于所述微控制单
    元,所述微控制单元用于处理所述电源参数并根据电源参数诊断所测设备电路是否存在异
    常,并处理该异常。
    2.根据权利要求1所述的通用电源状态监控系统,其特征在于,所述显示器和所述输入
    输出单元集成于一触控屏;用户通过所述触控屏或监控中心设置数据通信??榈耐ㄐ挪?br />数、所对应监控器的编号和位置信息、以及所述监控器的访问密码。
    3.根据权利要求1所述的通用电源状态监控系统,其特征在于,所述数据传
    输??榘╓IFI通信???、RS485通信???、CAN 总线通信??橐约坝邢咄缤ㄐ拍??br />中的至少一种。
    4.根据权利要求1所述的通用电源状态监控系统,其特征在于,所述监
    控器还包括
    一供电单元,连接于所述微控制单元,所述供电单元用于为所述监控器供电;
    一复位单元,连接于所述微控制单元,所述复位单元用于复位所述监控器;
    一开关量检测单元,连接于所述微控制单元,所述开关量检测单元用于检测开关量;
    一继电器控制单元,连接于所述微控制单元,所述继电器控制单元用于控制电路的通
    断;
    一故障警报和指示单元,连接于所述微控制单元。
    5.根据权利要求1所述的通用电源状态监控系统,其特征在于,所述采样单
    元包括
    一电压采样电路,所述电压采样电路包括一电压互感器,用于将高压电压转换成低压
    电压;
    一电流采样电路,所述电流采样电路包括一电流互感器,用于将高压电流转换成低压
    电流。
    6.一种如权利要求1所述的通用电源状态监控系统的监控方法,其特征在于,包括以下
    步骤,
    S1) 采集所测电源的电源参数;
    S2) 对所述电源参数进行测量或计量;
    S3)处理测量或计量后的所述电源参数,并判断所测电源的电路是否存在异常,若存
    在,则对该异常进行处理。
    7.根据权利要求6所述的通用电源状态监控系统的监控方法,其特征在于,所述步骤
    S1)包括以下步骤,
    S11)所述采样单元采集所测电源的瞬时电压、电流的模拟信号;
    S12)所述采样单元将所采集的瞬时电压、电流的模拟信号转换为计量芯片计量范围下
    的电压、电流模拟信号;
    S13)所述采样单元将转换后的电压、电流的模拟信号发送至所述计量芯片。
    8.根据权利要求7所述的通用电源状态监控系统的监控方法,其特征在于,所述步骤
    S2)包括以下步骤,
    S21) 所述计量芯片读取所述采样单元转换后的电压、电流的模拟信号;
    S22) 所述计量芯将电压、电流的模拟信号转换为数字参数,并将该数字参数存储至寄
    存器。
    9.根据权利要求8所述的通用电源状态监控系统的监控方法,其特征在于,当监控器监
    测三相电源时,
    所述步骤S3)包括以下步骤,
    S30)所述微控制单元读取寄存器的各相电压、电流的数字参数;
    S31) 所述微控制单元根据各相电压、电流的数字参数计算出三相电源各相参数,所述
    各相参数包括电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电
    能、视在电能、功率因素、线频率;
    S32)所述微控制单元使用校准确定的系数来调整计算值来得到真实值;
    S33)所述微控制单元根据各相参数的真实值判断该相电源是否缺相,若缺相,则进入
    步骤S34),若不缺相,则进入步骤S35);
    S34) 所述微控制单元控制所述故障警报和指示单元进行声光报警,并将缺相异常信
    息存储单元,以及将该缺相异常信息显示于所述显示器,以及将该缺相异常信息发送至所
    述监控中心;
    S35) 所述微控制单元根据校准后的各相参数判断该相电源是否错相,若错相,则进入
    步骤S36),若不错相,则进入步骤S37);
    S36) 所述微控制单元控制所述故障警报和指示单元进行声光报警,并将错相异常信
    息存储单元,以及将该错相异常信息显示于所述显示器,以及将该错相异常信息发送至所
    述监控中心;
    S37) 所述微控制单元根据校准后的各相参数判断该相电源是否过压或欠压或过流,
    若过压或欠压或过流,则进入步骤S38),若不过压或欠压或过流,则进入步骤S39);
    S38) 所述微控制单元控制所述故障警报和指示单元进行声光报警,并将过压或欠压
    或过流异常信息存储单元,以及将该过压或欠压或过流相异常信息显示于所述显示器,以
    及将该过压或欠压异常信息发送至所述监控中心;
    S39)所述微控制单元控制判定该相电源状态正常,并将该相电源正常状态信息显示在
    所述显示器,以及将该相电源正常状态信息发送至所述监控中心。
    10.根据权利要求8所述的通用电源状态监控器的监控方法,其特征在于,所述步骤S3)
    还包括以下步骤,
    S310) 所述微控制单元控制读取所述开关量检测单元的反馈电压,判断所述开关量检
    测单元中各开关的通断状态,以及控制所述故障警报和指示单元中开关量指示灯状态以及
    将开关量状态显示于所述显示器,以及控制所述继电器控制单元控制继电器输出。

    说明书

    一种通用电源状态监控系统及其监控方法

    技术领域

    本发明涉及电子、通信等领域,特别是一种通用电源状态监控系统及其监控方法。

    背景技术

    目前,在我国公寓、宾馆、商厦等民用建筑与一般工业建筑中有着复杂的电力系
    统,电力系统中电源运行状态关系到居民与工人的用电安全。

    现有技术中,电源状态监控系统的监控器有多种,如单相监控器,三相监控器等,
    一般来说,这些单相监控器和多相监控器只能用于其所相适应的电源监控,而不能统一混
    合适用,特别是一种监控器同时应用于单相和三相电源的监控。

    而且,现有的监控器在检测时通常因电路、器件等影响,而产生参数的误差,导致
    在监控时产生错误的判断,影响监控效果。而且,监控器在监控时,不能实时的显示监控结
    果,影响用户或监控人员的操作。

    因此,需要研发一种监控器,以适应多相电源统一适用,而且能够对电源参数进行
    实时监测,实时判断出是否出现过压、欠压、缺相、错相、过流(过载)等故障并能实时报警,
    对于提高用电可靠性与安全性有着重要意义。

    发明内容

    本发明的目的是:提供一种通用电源状态监控系统,解决了现有技术中一种或以
    上的技术问题。

    实现上述目的的技术方案是:一种通用电源状态监控系统,包括多个监控器,每一
    所述监控器包括

    一计量芯片,计量芯片用于采集所测电源的电源参数;

    一采样单元,采样单元连接于计量芯片,将各相电源参数转换至计量芯片计量范
    围下的电源参数;所述计量芯片用于处理从所述采样单元获得的电源参数,包括对所述电
    源参数进行测量或计量;

    一显示器,用于显示各种参数或信息;

    一输入输出单元,所述输入输出单元连接于所述显示器,所述输入输出单元用于
    参数或信息的输入和输出;

    一数据通信???,用于监控器与检测设备和监控中心的数据传输;

    一存储单元,连接于所述微控制单元,用于数据或信息的存储;

    一微控制单元,所述计量芯片、显示器、数据通信???、存储单元连接于所述微控
    制单元,所述微控制单元用于处理所述电源参数并根据电源参数诊断所测设备电路是否存
    在异常,并处理该异常。

    在本发明一实施例中,所述显示器和所述输入输出单元集成于一触控屏;用户通
    过所述触控屏或监控中心设置数据通信??榈耐ㄐ挪问?、所对应监控器的编号和位置信
    息、以及所述监控器的访问密码。

    在本发明一实施例中,所述数据通信??榘╓IFI通信???、RS485通信???、CAN
    总线通信??橐约坝邢?br />

    网络通信??橹械闹辽僖恢?。

    在本发明一实施例中,所述监控器还包括

    一供电单元,连接于所述微控制单元,所述供电单元用于为所述监控器供电;

    一复位单元,连接于所述微控制单元,所述复位单元用于复位所述监控器;

    一开关量检测单元,连接于所述微控制单元,所述开关量检测单元用于检测开关
    量;

    一继电器控制单元,连接于所述微控制单元,所述继电器控制单元用于控制电路
    的通断;

    一故障警报和指示单元,连接于所述微控制单元。

    在本发明一实施例中,所述采样单元

    包括

    一电压采样电路,所述电压采样电路包括一电压互感器,用于将高压电压转换成
    低压电压;

    一电流采样电路,所述电流采样电路包括一电流互感器,用于将高压电流转换成
    低压电流。

    本发明的另一目的是:提供一种通用电源状态监控系统的监控方法。

    实现上述目的的技术方案是:一种通用电源状态监控系统的监控方法,包括以下
    步骤,

    S1)采集所测电源的电源参数;

    S2)对所述电源参数进行测量或计量;

    S3)处理测量或计量后的所述电源参数,并判断所测电源的电路是否存在异常,若
    存在,则对该异常进行处理。

    在本发明一实施例中,所述步骤S1)包括以下步骤,

    S11)所述采样单元采集所测电源的瞬时电压、电流的模拟信号;

    S12)所述采样单元将所采集的瞬时电压、电流的模拟信号转换为计量芯片计量范
    围下的电压、电流模拟信号;

    S13)所述采样单元将转换后的电压、电流的模拟信号发送至所述计量芯片。

    在本发明一实施例中,所述步骤S2)包括以下步骤,

    所述步骤S2)包括以下步骤,

    S21)所述计量芯片读取所述采样单元转换后的电压、电流的模拟信号;

    S22)所述计量芯将电压、电流的模拟信号转换为数字参数,并将该数字参数存储
    至寄存器。

    在本发明一实施例中,当监控器监测三相电源时,

    所述步骤S3)包括以下步骤,

    S30)所述微控制单元读取寄存器的各相电压、电流的数字参数;

    S31)所述微控制单元根据各相电压、电流的数字参数计算出三相电源各相参数,
    所述各相参数包括电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无
    功电能、视在电能、功率因素、线频率;

    S32)所述微控制单元使用校准确定的系数来调整计算值来得到真实值;

    S33)所述微控制单元根据各相参数的真实值判断该相电源是否缺相,若缺相,则
    进入步骤S34),若不缺相,则进入步骤S35);

    S34)所述微控制单元控制所述故障警报和指示单元进行声光报警,并将缺相异常
    信息存储单元,以及将该缺相异常信息显示于所述显示器,以及将该缺相异常信息发送至
    所述监控中心;

    S35)所述微控制单元根据校准后的各相参数判断该相电源是否错相,若错相,则
    进入步骤S36),若不错相,则进入步骤S37);

    S36)所述微控制单元控制所述故障警报和指示单元进行声光报警,并将错相异常
    信息存储单元,以及将该错相异常信息显示于所述显示器,以及将该错相异常信息发送至
    所述监控中心;

    S37)所述微控制单元根据校准后的各相参数判断该相电源是否过压或欠压或过
    流,若过压或欠压或过流,则进入步骤S38),若不过压或欠压或过流,则进入步骤S39);

    S38)所述微控制单元控制所述故障警报和指示单元进行声光报警,并将过压或欠
    压或过流异常信息存储单元,以及将该过压或欠压或过流相异常信息显示于所述显示器,
    以及将该过压或欠压异常信息发送至所述监控中心;

    S39)所述微控制单元控制判定该相电源状态正常,并将该相电源正常状态信息显
    示在所述显示器,以及将该相电源正常状态信息发送至所述监控中心。

    在本发明一实施例中,所述步骤S3)还包括以下步骤,

    S310)所述微控制单元控制读取所述开关量检测单元的反馈电压,判断所述开关
    量检测单元中各开关的通断状态,以及控制所述故障警报和指示单元中开关量指示灯状态
    以及将开关量状态显示于所述显示器,以及控制所述继电器控制单元控制继电器输出。

    本发明的优点是:本发明的通用电源状态监控系统,可柔性接入监控网络,实现了
    多相和单相电源监控的通用,有效的降低了成本;使用方便、安全可靠、监测多项电源参数,
    实现了电源状态的实时数据显示和实时报警,提高了电力系统在使用过程中的安全性;本
    发明的电源状态监控系统监控方法,有效降低了在监测电源各相参数时产生的误差,有效
    的解决了系统出现错误报警和没有及时报警的问题,准确度高。

    附图说明

    下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

    图1为本发明实施例的通用电源状态监控系统??槭疽馔?。

    图2为本发明实施例的监控器??槭疽馔?。

    图3为本发明实施例的监控器监控流向图。

    图4为本发明实施例的监控器电路结构示意图。

    图5为本发明实施例的监控器壳体结构图。

    图6为本发明方法实施例1的监控器监控步骤流程图。

    图7为本发明方法实施例2的监控器监控步骤流程图。

    图8为本发明方法实施例电流型电压互感器电气接线示意图。

    图9为本发明方法实施例电流互感器电气接线示意图。

    其中。

    1监控器; 2监控中心;

    10采样单元; 11计量芯片;

    12触控屏; 13存储单元;

    14供电单元; 15复位单元;

    16继电器控制单元; 17开关量检测单元;

    18故障警报和指示单元; 19微控制单元。

    具体实施方式

    以下实施例的说明是参考附加的图式,用以例示本发明可用以实施的特定实施
    例。本发明所提到的方向用语,例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等,仅是
    参考附加图式的方向。因此,使用的方向用语是用以说明及理解本发明,而非用以限制本发
    明。

    实施例:如图1所示,一种通用电源状态监控系统,包括多个监控器1以及一监控中
    心2。该系统适用于单相电源以及多项电源。每一楼层或每一设备设有一监控器1。

    如图2至图5所示,每一监控器1包括一采样单元10、一计量芯片11、一显示器、一输
    入输出单元、一存储单元13、一供电单元14、一复位单元15、一继电器控制单元16、一开关量
    检测单元17、一故障警报和指示单元18以及一微控制单元19。上述各单元或器件分别与微
    控制单元19通过电路连接或信号连接,电路部分集成于一电路板上,电路板安装于监控器1
    的壳体内。

    其中,采样单元10用于将所测电源的电源参数转换至计量单元所能采集到的范
    围。采样单元10包括一电压采样电路、一电流采样电路。该电源参数包括电压参数、电流参
    数。

    电压采样电路包括一电压互感器,电压互感器可以是电压型的电压互感器用于将
    高压电压直接转换成低压电压;或者为电流型的电压互感器,对此不再赘述。电流采样电路
    包括一电流互感器用于将高压电流转换成低压电流。在采样单元10采集所测电源的电压和
    电流时,首先采集高压电压和高压电流,通过电压互感器和电流互感器将上述高压电压信
    号和高压电流信号转换为低压电压信号和低压电流信号,之后,通过滤波电路进行滤波。

    采样单元10连接于计量芯片11,计量芯片11用于处理从所述采样单元10获得的电
    源参数,包括对所述电源参数进行测量或计量。即在采样电路对电流或电压信号进行滤波
    后,将滤波后的电压信号和电流信号转换为电压数字参数和电流数字参数。

    显示器用于显示各种参数或信息。输入输出单元连接于显示器,输入输出单元用
    于参数或信息的输入和输出。在本实施例中,显示器和输入输出单元集成于一触控屏12;其
    中,触控屏12安装于该监控器1的壳体上,便于相关人员读取电源参数、电源状态等信息,同
    时壳体上还安装有复位按钮,接线端和各种指示灯。用户可以通过触控屏12或监控中心2设
    置数据通信??榈耐ㄐ挪问?、每一楼层或设备所对应的监控器1的编号和位置信息、以及监
    控器1的访问密码以及监控器1的楼层号、通信方式、通信频率、通信连接参数等等。如对监
    测器参数配置等操作需要相应的访问密码,且根据不同的操作区分不同等级的权限,确保
    只有授权的人员才能进行相关操作。监测器自动记录操作信息(操作时间,操作人员、操作
    内容等)到本地的存储单元13,便于出现通信异常等问题时分析原因与问责,如监测器按照
    制定的规则编号,包含设备所位于的楼层号、编号、生产日期等基本信息。

    数据通信??橛糜诩嗫仄?与检测设备和监控中心2的数据传输。数据传输??榘?br />括WIFI通信???、RS485通信???、CAN总线通信??橐约坝邢咄缤ㄐ拍?橹械闹辽僖恢?。
    本实施例中,除了包括上述所有通信???,还包括其他种类的通信???,以适用于不同场合
    的信息传递,如在WIFI通信信号覆盖的情况下,可直接通过WIFI通信??榻型ㄐ?,在没有
    WIFI通信信号覆盖的场合可以通过RS485通信???有线网络通信???CAN总线通信???br />与中继器或用户传输??榻型ㄐ?,使得监测器可用于多种场合,本实施例中,也可以利用
    WIFI通信???、有线网络通信??榈?,通过监控中心2远程控制监测器执行复位等操作。

    表1是本发明提供的一种CAN总线通信??榈耐ㄐ判?,表1数据段可以为电压数
    据、电流数据、电源状态、开关量状态、继电器状态。此处,只给出表1中数据段为电压数据段
    时的格式。

    表1 CAN通信协议数据帧的构成:



    表1中,SOF:帧起始;ID:为连接节点的ID;RTR:标识是否属于远程帧,0:数据帧,1:
    远程帧,在此我们设置为0;IDE:标识符选择位,0:使用标准标识符,1:使用扩展标识符,在
    此我们设置为0;r0:保留位;DLC:DLC段为数据长度表示段,高位在前,DLC段有效值为0—8;
    Data:数据段;CRC Sequence:CRC值;CRC Slot:CRC界定符:ACK:ACK段;ACK Slot:ACK界定
    符EOF:帧结束。

    如表2所示,为CAN通信协议电压数据段。电流数据段与电压数据段一样,只是解析
    的时候还需要除以10使得监测范围为0~99.9A。通过对电源异常类型与开关量状态、继电
    器状态编码同样地以表1数据段的形式进行传输。

    表2 CAN通信协议电压数据段:



    表3为本发明提供的RS485通信协议中电压数据段,各相电压为其对应位置数据
    xyz拼凑值。其他参数、电源状态、开关量状态和继电器状态的RS485通信协议类似,不再详
    述。

    表3 RS485通信协议电压数据段:


    存储单元13连接于微控制单元19,用于数据或信息的存储。本实施例中,存储单元
    包括EEPROM或SD卡等,用于存储为监测器配置的参数、操作信息、电源异常信息等,掉电时
    将上述信息或参数存储于EEPROM或SD卡,防止数据丢失,重新上电时,微控制单元19可以从
    EEPROM或SD卡读取存储的数据或信息。

    微控制单元19用于处理所述电源参数并根据电源参数诊断所测设备电路是否存
    在异常,并处理该异常。

    供电单元14连接于微控制单元19,供电单元14用于为监控器1供电;本实施例中的
    供电单元14包括电压转换电路、蓄电池、电池检测电路、控制和充电电路,用于给监控器1的
    各个元件或单元提供电源。供电单元14的供电电路的两个输入端为火线和零线,输出端为
    监测器需要的直流电压。

    复位单元15,连接于微控制单元19,复位单元15用于复位监控器1;

    开关量检测单元17,连接于所述微控制单元19,开关量检测单元17用于检测开关
    量。

    继电器控制单元16连接于微控制单元19,所述继电器控制单元16用于控制电路的
    通断。

    故障警报和指示单元18连接于所述微控制单元19。该故障警报和指示单元18包括
    电指示灯、通信指示灯、报警灯、开关状态指示灯,根据这些指示灯可直观地了解监测器工
    作状态、通信状态、电源状态和相关设备的开关状态。该指示灯安装于监控器1的壳体上。上
    述各种灯为LED灯,除了LED灯蜂鸣器。

    其中,表4为本实施例中监控器1的一种编码方式。



    方法实施例1

    如图6所示,一种通用电源状态监控系统的监控方法,包括以下步骤。需要说明的
    是,本实施例是对三相电源进行监控。

    S1)采集所测电源的电源参数。具体的,所述步骤S1)包括以下步骤。

    S11采样单元采集所测三相电源的各相瞬时电压、电流的模拟信号。

    S12)采样单元将所采集的各相瞬时电压、电流的模拟信号转换为计量芯片计量范
    围下的电压、电流模拟信号。如通过电压互感器将高压电压转换为低压电压,通过电流互感
    器将高压电流转换为低压电流。在本步骤中,还包括对低压电流和低压电压进行滤波,以将
    低压电流和低压电压模拟信号中的杂波去除。

    S13)采样单元将转换后的电压、电流的模拟信号发送至所述计量芯片11。

    S2)对所述电源参数进行测量或计量。所述步骤S2)包括以下步骤。

    S21)所述计量芯片11接收各相所述采样单元发送至的电压、电流的模拟信号。

    S22)所述计量芯将电压、电流的模拟信号转换为数字参数,并将该数字参数存储
    至寄存器和存储单元13。

    在上述步骤S1)和S2)中,如A、B、C表示三相电源各相相线;其对应的电源端的三相
    电压为ua、ub、uc;ua、ub、uc分别通过电流型电压互感器PT1、PT2、PT3(额定电流比都为1:1)
    和采样电阻转化成较低的电压ua’、ub’、uc’,计算公式如(1-1)、(1-2)、(1-3)所示,再经滤
    波电路输入到计量芯片11的采样引脚。A、B、C三根相线分别穿过电流互感器CT1、CT2、CT3
    (额定电流比都为n:1),ia、ib、ic产生的感应电流ia”、ib”、ic”经采样电阻转化成较低的电
    压ua”、ub”,uc”,计算公式如(1-4)、(1-5)、(1-6)所示,再经滤波电路输入到计量芯片11采
    样引脚。

    ua’=ua*(R’/R) (1-1)

    ub’=ub*(R’/R) (1-2)

    uc’=uc*(R’/R) (1-3)

    ua”=(R”)*ia/n (1-4)

    ub”=(R”)*ib/n (1-5)

    uc”=(R”)*ic/n (1-6)

    R’为串接在电压互感器输入端的电阻,R为并接在电压互感器输出端的电阻,R’<<
    R。

    S3)处理测量或计量后的所述电源参数,并判断所测电源的电路是否存在异常,若
    存在,则对该异常进行处理。

    当监控器1监测三相电源时,所述步骤S3)包括以下步骤。

    S30)微控制单元19读取存储单元13的各相电压、电流的数字参数。

    S31)微控制单元19计算出根据各相电压、电流的数字参数计算出三相电源各相参
    数,所述各相参数包括电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、
    无功电能、视在电能、功率因素、线频率。在本步骤中,某相电压有效值计算如下公式(1-7)
    所示。


    其中,ph表示为A、B、C三相中的某一相寄存器内的对应参数;Sample count是一秒
    钟内的采样数,vph(n)表示在时刻n的寄存器内电压采样值。

    同样的,电流有效值计算如下公式(1-8)所示。


    其中,ph表示为A、B、C三相中的某一相寄存器内的对应参数;Sample count是一秒
    钟内的采样数,iph(n)表示时刻n的寄存器内的电流采样值。

    S32)所述微控制单元使用校准确定的系数来调整计算值来得到真实值。

    以下是电压有效值所对应的校准公式(1-9)。

    VRMS,ph=kv,ph*vRMS,ph-voffset,ph (1-9)

    其中,kv,ph是电压有效值计算系数,voffset,ph是由于高斯白噪音影响产生的电压有
    效值偏移量。在电压有效值未校准时根据采样电路参数确定,校准后进行修正,使得校准后
    计算出的电压有效值等于实际测量的电压有效值。

    以下是电压有效值所对应的校准公式(1-10)。

    IRMS,ph=ki,ph*iRMS,ph-ioffset,ph

    其中,ki,ph是电流有效值计算系数,ioffset,ph是由于高斯白噪音影响产生的电流有
    效值偏移量。在电流有效值未校准时根据采样电路参数确定,校准后进行修正,使得校准后
    计算出的电流有效值等于实际测量的电流有效值。

    校准之后,计算出的参数值与真实值之间的误差小于要求的误差范围。校准过程
    是,在没有电压或电流输入时得到偏移值,校准偏移值后,调节标准电压源和电流源输出,
    根据实际参数值与测得的参数值,调整电压有效值计算系数、电流有效值计算系数。需要说
    明的是:本实施例中,校准是在产品使用前进行的,也就是说,在本系统使用之前,首先对系
    统进行校准调整,以确定校准系数,之后只需要根据得到的校准系统,直接加入校准系数计
    算即可得到真实值,因此计算时不再进行校准,本实施例只是为了方便说明。

    公式(1-11)至(1-21)为某相有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功电能、
    视在电能、功率因素、线频率的计算公式。根据参数寄存器对应存储的数值计算真实值,根
    据标准源分别进行校准,此处不再详述。


    pACT,ph是某相有功功率对应的寄存器值,Sample count是一秒钟内的采样数,vph
    (n)是时刻n的电压采样值对应的寄存器值,iph(n)是时刻n的电流采样值对应的寄存器值。

    PACT,ph=kACT,ph*pACT,ph (1-12)

    pACT,ph是校准后某相有功功率值,kACT,ph是有功功率计算系数。在有功功率未校准
    时设置为1,校准后进行修正,使得计算出的有功功率等于实际测量的有功功率值。


    pREACT,ph是某相无功功率对应的寄存器值,Sample count是一秒钟内的采样数,v90
    (n)是时刻n偏移90度相位角的电压采样值对应的寄存器值,iph(n)是时刻n的电流采样值对
    应的寄存器值。

    PREACT,ph=kREACT,ph*pREACT,ph (1-14)

    PREACT,ph是某相校准后无功功率值,kREACT,ph是无功功率计算系数。在无功功率未校
    准时设置为1,校准后进行修正,使得计算出的无功功率等于实际测量的无功功率值。


    PAPP,ph是某相校准后视在功率值,PACT,ph是某相校准后有功功率值,PREACT,ph是某相
    校准后无功功率值。

    EACT,ph=PACT,ph*Samplecount (1-16)

    EACT,ph是某相校准后有功电能,PACT,ph是某相校准后有功功率值,Samplecount总采
    样数。

    EREACT,ph=PREACT,ph*Samplecount (1-17)

    EREACT,ph是某相校准后无功电能,PREACT,ph是某相校准后无功功率值,Samplecount
    总采样数。

    EAPP,ph=PAPP,ph*Samplecount (1-18)

    EAPP,ph是某相校准后视在电能,PAPP,ph是某相校准后视在功率值,Samplecount总采
    样数。


    PF是功率因素,PACT是有功功率,PAPP是视在功率,容性负载使用该公式。


    PF是功率因素,PACT是有功功率,PAPP是视在功率,感性负载使用该公式。


    Fre是线频率,Sampling rate为每秒钟的采样数,Frequency是一个信号周期内的
    采样数。

    S33)所述微控制单元19根据各相参数的真实值判断该相电源是否缺相,若缺相,
    则进入步骤S34),若不缺相,则进入步骤S35)。

    S34)所述微控制单元19控制所述故障警报和指示单元18进行声光报警,并将缺相
    异常信息存储单元13,以及将该缺相异常信息显示于所述显示器,以及将该缺相异常信息
    发送至所述监控中心2。

    S35)所述微控制单元19根据校准后的各相参数判断该相电源是否错相,若错相,
    则进入步骤S36),若不错相,则进入步骤S37)。

    S36)所述微控制单元19控制所述故障警报和指示单元18进行声光报警,并将错相
    异常信息存储单元13,以及将该错相异常信息显示于所述显示器,以及将该错相异常信息
    发送至所述监控中心2。

    S37)所述微控制单元19根据校准后的各相参数判断该相电源是否过压或欠压或
    过流,若过压或欠压或过流,则进入步骤S38),若不过压或欠压或过流,则进入步骤S39)。

    S38)所述微控制单元19控制所述故障警报和指示单元18进行声光报警,并将过压
    或欠压或过流异常信息存储单元13,以及将该过压或欠压或过流相异常信息显示于所述显
    示器,以及将该过压或欠压异常信息发送至所述监控中心2;

    S39)所述微控制单元19控制判定该相电源状态正常,并将该相电源正常状态信息
    显示在所述显示器,以及将该相电源正常状态信息发送至所述监控中心2。

    S310)所述微控制单元19控制读取所述开关量检测单元17的反馈电压,判断所述
    开关量检测单元17中各开关的通断状态,以及控制所述故障警报和指示单元18中开关量指
    示灯状态以及将开关量状态显示于所述显示器,以及控制所述继电器控制单元16控制继电
    器输出。

    方法实施例2

    如图7所示,一种通用电源状态监控系统的监控方法,包括以下步骤。需要说明的
    是,本实施例是对单相电源进行监控。

    S1)采集所测电源的电源参数。具体的,所述步骤S1)包括以下步骤。

    S11采样单元采集所测三相电源的各相瞬时电压、电流的模拟信号。

    S12)采样单元将所采集的各相瞬时电压、电流的模拟信号转换为计量芯片计量范
    围下的电压、电流模拟信号。如通过电压互感器将高压电压转换为低压电压,通过电流互感
    器将高压电流转换为低压电流。在本步骤中,还包括对低压电流和低压电压进行滤波,以将
    低压电流和低压电压模拟信号中的杂波去除。

    S13)采样单元将转换后的电压、电流的模拟信号发送至所述计量芯片11。

    S2)对所述电源参数进行测量或计量。所述步骤S2)包括以下步骤。

    S21)所述计量芯片11接收各相所述采样单元发送至的电压、电流的模拟信号。

    S22)所述计量芯将电压、电流的模拟信号转换为数字参数,并将该数字参数存储
    至寄存器和存储单元13。

    S3)处理测量或计量后的所述电源参数,并判断所测电源的电路是否存在异常,若
    存在,则对该异常进行处理。

    当监控器1监测单相电源时,所述步骤S3)包括以下步骤。

    S30)微控制单元19读取寄存器的电压、电流的数字参数。

    S31)微控制单元19根据各相电压、电流的数字参数计算出三相电源各相参数,所
    述各相参数包括电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、视在功率、有功电能、无功
    电能、视在电能、功率因素、线频率。

    S32)所述微控制单元使用校准确定的系数来调整计算值来得到真实值。以上步骤
    与方法实施例1的步骤大致相同,对此不再赘述。

    在单相监控方法中,包括以下监控步骤。

    S37)所述微控制单元19各相参数真实值判断该相电源是否过压或欠压或过流,若
    过压或欠压或过流,则进入步骤S38),若不过压或欠压或过流,则进入步骤S39)。

    S38)所述微控制单元19控制所述故障警报和指示单元18进行声光报警,并将过压
    或欠压或过流异常信息存储单元13,以及将该过压或欠压或过流相异常信息显示于所述显
    示器,以及将该过压或欠压异常信息发送至所述监控中心2;

    S39)微控制单元19控制判定该相电源状态正常,并将该相电源正常状态信息显示
    在所述显示器,以及将该相电源正常状态信息发送至所述监控中心2。

    S310)微控制单元19控制读取所述开关量检测单元17的反馈电压,判断开关

    量检测单元中各开关的通断状态,以及控制故障警报和指示单元18中开关量指示
    灯状态以及将开关量状态显示于显示器,以及控制所述继电器控制单元16控制继电器输
    出。

    具体过程是微控制单元19读取开关量检测电路的反馈电压,判断通断状态,相应
    地控制开关量指示灯状态和将开关量状态在触控屏12显示,开关量状态信息通过CAN/485/
    WIFI/有线网络的一种通信方式传输给中继器或工控机(监控中心2)。如当电源出现异???br />以控制继电器输出切断三相电源从而?;は喙厣璞?。

    当所测电源出现异常时,LED报警灯闪烁或常亮,蜂鸣器发出报警声音,且缺相、错
    相、欠压、过压和过流等异常类型会显示在LCD上,并且自动将异常类型和异常出现时间和
    异常消除时间存储在本地的EEPROM中。

    监测器通信过程是将电压参数、电源状态、开关量状态和继电器状态按照制定的
    协议进行传输,可以选择的通信方式有CAN、485、WIFI、有线网络(根据不同的应用场景选
    用)。

    应当指出,对于经充分说明的本发明来说,还可具有多种变换及改型的实施方案,
    并不局限于上述实施方式的具体实施例。上述实施例仅仅作为本发明的说明,而不是对本
    发明的限制。总之,本发明的?;し段вΠ切┒杂诒玖煊蚱胀际跞嗽崩此迪远准?br />的变换或替代以及改型。

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