CN211014450U - 一种配电设备的电气量采集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种配电设备的电气量采集装置，包括正极探头、负极探头、二极管D1、电阻R1、交直流电压采集电路、交直流电流采集电路、电压跟随电路、信号隔离放大电路和控制处理电路；正极探头与负极探头之间依次串联有二极管D1和电阻R1；交直流电压采集电路的正极输入端连接在二极管D1和电阻R1的公共端上，负极输入端连接在负极探头上；交直流电流采集电路的正极输入端连接在所述二极管D1和电阻R1的公共端上，负极输入端连接在负极探头上，交直流电压采集电路的输出端和交直流电流采集电路的输出端均依次通过电压跟随电路和信号隔离放大电路连接在控制处理电路上。本实用不用跟换或拆卸电路就可以采集交直流电压和交直流电流，使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及配电设备领域，具体涉及一种配电设备的电气量采集装置。
背景技术
近年来，伴随着电网建设速度的不断加快，使得配电设备数量迅猛增加，种类繁多，更新变化频繁，这就需要实时掌握设备的运行和使用情况，对设备进行实时跟踪，加强配电设备的运维管理。在对配电设备进行运维管理的过程中，最重要的是采集配电设备的交直流电压数据和交直流电流数据，现有的常见信号采样电路要么只能采样交流电压信号或采样交流电流信号，要么只能采样直流电压信号或采样直流电流信号，即使能实现交直流电压和交直流电流的采样，也需要通过手动短接电阻或者是更换电路板来实现，使用不便。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种配电设备的电气量采集装置，可以采集配电设备的交直流电压和交直流电流，使用方便。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种配电设备的电气量采集装置，包括正极探头、负极探头、二极管D1、电阻R1、交直流电压采集电路、交直流电流采集电路、电压跟随电路、信号隔离放大电路和控制处理电路；所述正极探头与所述负极探头之间依次串联有所述二极管D1和所述电阻R1；所述交直流电压采集电路的正极输入端通过数字开关K1连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述交直流电压采集电路的负极输入端通过数字开关K2连接在所述负极探头上，所述交直流电压采集电路的输出端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上；所述交直流电流采集电路的正极输入端通过数字开关K3连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述交直流电流采集电路的负极输入端通过数字开关K4连接在所述负极探头上，所述交直流电流采集电路的输出端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上；所述控制处理电路还与所述数字开关K1、所述数字开关K2、所述数字开关K3和所述数字开关K4连接。
本实用新型的有益效果是：本实用新型一种配电设备的电气量采集装置通过电阻R1两端的电压变化，可以判断正、负极探头上采样信号的是什么类型的信号，若电阻R1两端的电压值不变，则判定采样信号为直流电压信号；若电阻R1两端的电压值阶跃变化，则判定采样信号为直流电流信号；若电阻R1两端的电压为幅值不变的半波信号，则判定采样信号为交流电压信号；若电阻R1两端的电压为幅值阶跃变化的半波信号，则判定采样信号为交流电流信号；控制处理电路根据采样信号的类型控制数字开关K1、数字开关K2、数字开关K3和数字开关K4的通断，并通过交直流电压采集电路、交直流电流采集电路、电压跟随电路和信号隔离放大电路实现交直流电压采集和交直流电流采集；当采样信号是直流电压信号时，经电阻R2和电阻R2分压；当采样信号是交流电压信号时，二极管D1将信号的负半周期滤除，正半周期信号经电阻R2和电阻R2分压，将电阻R2两端的电压信号经电阻R3输入给电压跟随电路和信号隔离放大电路转换后输出至控制处理电路；当采样信号是直流电流信号时，经分流器F转换为电压信号；当采样信号是交流电流信号时，二极管D1将信号的负半周期滤除，正半周期信号经分流器F转换为电压信号，将分流器F两端的电压信号经电阻R4输入给电压跟随电路和信号隔离放大电路转换后输出至控制处理电路；本实用不用跟换或拆卸电路就可以采集配电设备的交直流电压和交直流电流，使用方便。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述交直流电压采集电路包括电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R2的一端通过数字开关K1连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述电阻R2的另一端连接在所述电阻R3的一端上，所述电阻R3的另一端通过数字开关K2连接在所述负极探头上，所述电阻R4的一端连接在所述电阻R2和所述电阻R3的公共端上，所述电阻R4的另一端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上。
进一步，所述交直流电流采集电路包括分流器F和电阻R5，所述分流器F的一端通过数字开关K3连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述分流器F的另一端通过数字开关K4连接在所述负极探头上，所述电阻R5的一端连接在所述数字开关K3和所述分流器F的公共端上，所述电阻R5的另一端所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上。
进一步，所述控制处理电路具体为带有模数转换功能的单片机，所述信号隔离放大电路的输出端连接在所述控制处理电路的模数转换接口上。
附图说明
图1为本实用新型一种配电设备的电气量采集装置的整体电路结构示意图；
图2为交直流电压采集电路的结构示意图；
图3为交直流电流采集电路的结构示意图；
图4为电压跟随电路的结构示意图；
图5为信号隔离放大电路的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，一种配电设备的电气量采集装置，包括正极探头、负极探头、二极管D1、电阻R1、交直流电压采集电路、交直流电流采集电路、电压跟随电路、信号隔离放大电路和控制处理电路；所述正极探头与所述负极探头之间依次串联有所述二极管D1和所述电阻R1；所述交直流电压采集电路的正极输入端通过数字开关K1连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述交直流电压采集电路的负极输入端通过数字开关K2连接在所述负极探头上，所述交直流电压采集电路的输出端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上；所述交直流电流采集电路的正极输入端通过数字开关K3连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述交直流电流采集电路的负极输入端通过数字开关K4连接在所述负极探头上，所述交直流电流采集电路的输出端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上；所述控制处理电路还与所述数字开关K1、所述数字开关K2、所述数字开关K3和所述数字开关K4连接。
在本具体实施例中：如图2所示，所述交直流电压采集电路包括电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R2的一端通过数字开关K1连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述电阻R2的另一端连接在所述电阻R3的一端上，所述电阻R3的另一端通过数字开关K2连接在所述负极探头上，所述电阻R4的一端连接在所述电阻R2和所述电阻R3的公共端上，所述电阻R4的另一端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上。
在本具体实施例中：如图3所示，所述交直流电流采集电路包括分流器F和电阻R5，所述分流器F的一端通过数字开关K3连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述分流器F的另一端通过数字开关K4连接在所述负极探头上，所述电阻R5的一端连接在所述所述数字开关K3和所述分流器F的公共端上，所述电阻R5的另一端所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上。
在本具体实施例中：所述控制处理电路具体为带有模数转换功能的单片机，所述信号隔离放大电路的输出端连接在所述控制处理电路的模数转换接口上。
在本具体实施例中，电压跟随电路的结构如图4所示；信号隔离放大电路的结构如图5所示；单片机可以选择STM32F103VET型号的单片机。
本实用新型一种配电设备的电气量采集装置通过电阻R1两端的电压变化，可以判断正、负极探头上采样信号的是什么类型的信号，若电阻R1两端的电压值不变，则判定采样信号为直流电压信号；若电阻R1两端的电压值阶跃变化，则判定采样信号为直流电流信号；若电阻R1两端的电压为幅值不变的半波信号，则判定采样信号为交流电压信号；若电阻R1两端的电压为幅值阶跃变化的半波信号，则判定采样信号为交流电流信号；控制处理电路根据采样信号的类型控制数字开关K1、数字开关K2、数字开关K3和数字开关K4的通断，并通过交直流电压采集电路、交直流电流采集电路、电压跟随电路和信号隔离放大电路实现交直流电压采集和交直流电流采集；当采样信号是直流电压信号时，经电阻R2和电阻R2分压；当采样信号是交流电压信号时，二极管D1将信号的负半周期滤除，正半周期信号经电阻R2和电阻R2分压，将电阻R2两端的电压信号经电阻R3输入给电压跟随电路和信号隔离放大电路转换后输出至控制处理电路；当采样信号是直流电流信号时，经分流器F转换为电压信号；当采样信号是交流电流信号时，二极管D1将信号的负半周期滤除，正半周期信号经分流器F转换为电压信号，将分流器F两端的电压信号经电阻R4输入给电压跟随电路和信号隔离放大电路转换后输出至控制处理电路；本实用不用跟换或拆卸电路就可以采集配电设备的交直流电压和交直流电流，使用方便。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种配电设备的电气量采集装置，其特征在于：包括正极探头、负极探头、二极管D1、电阻R1、交直流电压采集电路、交直流电流采集电路、电压跟随电路、信号隔离放大电路和控制处理电路；所述正极探头与所述负极探头之间依次串联有所述二极管D1和所述电阻R1；所述交直流电压采集电路的正极输入端通过数字开关K1连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述交直流电压采集电路的负极输入端通过数字开关K2连接在所述负极探头上，所述交直流电压采集电路的输出端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上；所述交直流电流采集电路的正极输入端通过数字开关K3连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述交直流电流采集电路的负极输入端通过数字开关K4连接在所述负极探头上，所述交直流电流采集电路的输出端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上；所述控制处理电路还与所述数字开关K1、所述数字开关K2、所述数字开关K3和所述数字开关K4连接。
2.根据权利要求1所述的一种配电设备的电气量采集装置，其特征在于：所述交直流电压采集电路包括电阻R2、电阻R3和电阻R4，所述电阻R2的一端通过数字开关K1连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述电阻R2的另一端连接在所述电阻R3的一端上，所述电阻R3的另一端通过数字开关K2连接在所述负极探头上，所述电阻R4的一端连接在所述电阻R2和所述电阻R3的公共端上，所述电阻R4的另一端依次通过所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上。
3.根据权利要求1所述的一种配电设备的电气量采集装置，其特征在于：所述交直流电流采集电路包括分流器F和电阻R5，所述分流器F的一端通过数字开关K3连接在所述二极管D1和所述电阻R1的公共端上，所述分流器F的另一端通过数字开关K4连接在所述负极探头上，所述电阻R5的一端连接在所述数字开关K3和所述分流器F的公共端上，所述电阻R5的另一端所述电压跟随电路和所述信号隔离放大电路连接在所述控制处理电路上。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种配电设备的电气量采集装置，其特征在于：所述控制处理电路具体为带有模数转换功能的单片机，所述信号隔离放大电路的输出端连接在所述控制处理电路的模数转换接口上。
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| CN117833479A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 国网山东省电力公司日照供电公司 | 配电线路私自改动监控报警装置 |
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| CN117833479A (zh) * | 2024-03-06 | 2024-04-05 | 国网山东省电力公司日照供电公司 | 配电线路私自改动监控报警装置 |
| CN117833479B (zh) * | 2024-03-06 | 2024-06-07 | 国网山东省电力公司日照供电公司 | 配电线路私自改动监控报警装置 |
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