基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特點是，高壓智能電表內(nèi)部的各相線電能計量實時信號的匯集與輸出均采用塑料光纖及光收發(fā)器件來實現(xiàn)通訊。本發(fā)明還針對A相和C相高壓母線，各設(shè)置兩條并行的信號測量回路，兩條測量回路的參數(shù)實時比較、判斷，實現(xiàn)自診斷功能。本發(fā)明采用塑料光纖，提升了電能表安全性、抗干擾性，還降低了高壓電能表及其交互監(jiān)控系統(tǒng)配置成本；獨特的自診斷功能，保證了電能計量準確度和精確度。圖像傳感器及視頻處理電路能直觀的觀測高壓電能表的運行現(xiàn)場狀況，為及時發(fā)現(xiàn)與排除故障提供更為直觀的現(xiàn)場資料。本發(fā)明技術(shù)方案適用性廣，能與現(xiàn)有計量電路技術(shù)相融合。
【專利說明】基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高壓智能電表及其遠程交互監(jiān)控【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其為一種以塑料光纖為通訊媒質(zhì)的高壓智能電表及其交互監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為高壓智能電表安全使用和電能計量準確之需要，高壓智能電表各相計量電路之間必須有效隔離，同時各相計量電路的電能量參數(shù)還必須輸送到高壓智能電表的核心控制單元進行處理并有效輸出到低壓側(cè)人機交互與通訊終端。在高電壓環(huán)境下，采用傳統(tǒng)金屬導(dǎo)線作為信號線，其絕緣和隔離至關(guān)重要，大大增加了高壓智能電表的設(shè)計難度，安全性可靠性也受到制約。將光纖通訊應(yīng)用到高壓智能電表及其交互監(jiān)控系統(tǒng)，這將成為一個技術(shù)趨勢，原因是光纖傳輸?shù)氖枪庑盘?，不會受到周圍電磁場環(huán)境的影響。目前，在電信領(lǐng)域里采用石英光纖作為傳輸媒介，但其光電轉(zhuǎn)換裝置的高成本和復(fù)雜性，限制了其在高壓智能電表中的實際應(yīng)用。為此，探索開拓一條將塑料光纖通訊技術(shù)應(yīng)用到高壓智能電表及其交互監(jiān)控系統(tǒng)中的技術(shù)途徑，尤其迫切和實用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是將簡單、可靠、性價比較高的塑料光纖通訊技術(shù)應(yīng)用到高壓智能電表中，同時將特有的信號采樣技術(shù)、自診斷技術(shù)一并設(shè)計到高壓智能電表中，全面提升高壓電能表的安全性、精確性、可靠性及兼容性。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:所述高壓電能表構(gòu)成包括有電流電壓采樣器件(la ;lf)、電能量參數(shù)采集與微處理器電路(lb;le)、核心控制單元(Ic)，高壓電能表內(nèi)部的各相線電能計量實時信號匯集與輸出是采用塑料光纖及光收發(fā)器件實現(xiàn)通訊的，即，A相電能量參數(shù)采集與微處理器電路和C相電能量參數(shù)采集與微處理器電路與核心控制單元之間采用塑料光纖通訊方式實現(xiàn)A相和C相電能量實時參數(shù)的匯集。
[0005]在上述技術(shù)方案中，該方案的構(gòu)成除高壓智能電表(I)外，還包括有低壓側(cè)人機交互與通訊終端計算機(3)、遠程監(jiān)控中心(5)，高壓智能電表與低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機之間采用塑料光纖方式通訊，將高壓電能表實時信息輸出至低壓側(cè)人機交互與通訊終端計算機，而低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機則通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控中心相聯(lián)通。
[0006]在上述技術(shù)方案中，針對A相高壓母線，設(shè)置兩條并行的信號測量回路，分別對采自A相高壓母線的兩組電流、電壓信號進行采集和處理，并同時送入核心控制單元中進行比較、判斷，當兩條測量回路的電能量參數(shù)誤差大于所設(shè)定的閥值時，核心控制單元會主動發(fā)出報警信號傳輸至低壓測終端，從而實現(xiàn)自診斷功能；同理，針對C相高壓母線，設(shè)置兩條并行的信號測量回路，分別對采自C相高壓母線的兩組電流、電壓信號進行采集和處理，并同時送入核心控制單元中進行比較、判斷，當兩條測量回路的電能量參數(shù)誤差大于所設(shè)定的閥值時，核心控制單元會主動發(fā)出報警信號傳輸至低壓測終端，從而實現(xiàn)自診斷功能。
[0007]在上述技術(shù)方案中，該方案構(gòu)成中還包括圖像傳感器及視頻處理電路(2)，核心控制單元(Ic)采用塑料光纖及光收發(fā)器件實現(xiàn)與圖像傳感器及視頻處理電路之間的通訊。
[0008]在上述技術(shù)方案中，所述高壓電能表構(gòu)成包括有高壓母線A相、高壓母線B相、高壓母線C相、電流電壓轉(zhuǎn)換線圈、分壓電阻、錳銅電流分流器、電能量參數(shù)采集與微處理器電路、整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路和核心控制單元，在A相高壓母線中依次串接錳銅電流分流器(Rai)和錳銅電流分流器(Ra2)，錳銅電流分流器(Rai)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)的電流信號輸入端相連接，錳銅電流分流器(Ra2)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(14)的電流信號輸入端相連接，在C相母線中依次串接錳銅電流分流器(Ra)和錳銅電流分流器(Rc2)，錳銅電流分流器(Ra)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)的電流信號輸入端相連接，錳銅電流分流器(Rc2)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(22)的電流信號輸入端相連接，B相高壓母線中串接有一個錳銅電流分流器Rb)，錳銅電流分流器(Rb)的電流信號輸出端與核心控制單元(18)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(ADC)的信號輸入端相連接，在A相高壓母線與B相高壓母線之間分別跨接有兩條相同的分壓電阻支路，其中，一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)的電壓信號輸入端，另一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路14的電壓信號輸入端，在C相高壓母線與B相高壓母線之間分別跨接有兩條相同的分壓電阻支路，其中，一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)的電壓信號輸入端，另一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路(22)的電壓信號輸入端，在A相高壓母線、B相高壓母線和C相高壓母線分別各套裝有兩個電流電壓轉(zhuǎn)換線圈，套裝于A相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈Lai)和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈La2)的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(11)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(12)的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(11)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(12)則分別為電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)和電能量參數(shù)采集與微處理器電路(14)提供電源，套裝于C相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(La)和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(Lk)的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(19)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(20)的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(19)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(20)則分別為電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)和電能量參數(shù)采集與微處理器電路(22)提供電源，套裝于B相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(Lbi)和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(Lb2)的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(16)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(17)的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(16)為圖像傳感器及視頻處理電路
(15)提供電源，而整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(17)為核心控制單元(18)提供電源，電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)和電能量參數(shù)采集與微處理器電路(14)的信號輸出端分別經(jīng)光收發(fā)器(OTai)和光收發(fā)器(OTa2)與塑料光纖(POT1)和塑料光纖(POT2)的一端相連接，塑料光纖(POT1)和塑料光纖(POT2)的另一端則經(jīng)光收發(fā)器(OT2)與核心控制單元(18)的信號輸入端相連接，同樣地，電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)和電能量參數(shù)采集與微處理器電路(22)的信號輸出端分別經(jīng)光收發(fā)器(OTa)和光收發(fā)器(OTc2)與塑料光纖(POT3)和塑料光纖(POT4)的一端相連接，塑料光纖(POT3)和塑料光纖(POT4)的另一端則經(jīng)光收發(fā)器(OT3)與核心控制單元(18)的信號輸入端相連接，圖像傳感器及視頻處理電路(15)的信號輸出端經(jīng)光收發(fā)器(OT1)與塑料光纖(POT5)的一端相連接，塑料光纖(POT5)的另一端經(jīng)光收發(fā)器(OT2)與核心控制單元(18)的信號輸入端相連接，核心控制單元(18)的信號輸出端經(jīng)光收發(fā)器(OT3)與塑料光纖(POT6)的一端相連接，塑料光纖(POT6)的另一端經(jīng)光收發(fā)器(OT4)與低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機(23)的信號輸入端相連接，低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機(23)通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控中心(24)相聯(lián)通，核心控制單元(18)的校表脈沖輸出信號經(jīng)光收發(fā)器(OT5)與塑料光纖(POT7)的一端相連接，塑料光纖(POT7)的另一端經(jīng)光收發(fā)器與校表裝置相連接。
[0009]在上述技術(shù)方案中，所述錳銅電流分流器用電流互感器替代。所述錳銅電流分流器用羅氏線圈替代。
[0010]在上述技術(shù)方案中，所述圖像傳感器及視頻處理電路由一個獨立光電電源提供電能，該獨立光電電源構(gòu)成包括有，光源、塑料光纖、光電轉(zhuǎn)換器、儲能和穩(wěn)壓電路，光源連接塑料光纖的入光端，塑料光纖的出光端連接光電轉(zhuǎn)換器的受光端，光電轉(zhuǎn)換器的電能輸出端連接儲能和穩(wěn)壓電路的電能輸入端，儲能和穩(wěn)壓電路的電能輸出端連接圖像傳感器及視頻處理電路的電源輸入端。
[0011]在上述技術(shù)方案中，所述圖像傳感器及視頻處理電路由核心控制單元提供電能，并通過圖像傳感器及視頻處理電路與核心控制單元之間的通訊塑料光纖來傳輸電能，核心控制單元電源點亮光源，該光源對接通訊塑料光纖的入光端，通訊塑料光纖的出光端連接至光電轉(zhuǎn)換器的受光端，該光電轉(zhuǎn)換器的電能輸出端連接圖像傳感器及視頻處理電路的電源輸入端。
[0012]在上述技術(shù)方案中，所述光源為LED發(fā)光源，該LED發(fā)光源的電源取自高壓智能電表中的整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路或取自高壓智能電表中的核心控制單元，所述塑料光纖入光端與該LED發(fā)光源對接,塑料光纖出光端與光電轉(zhuǎn)換器的受光端對接。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點是:
[0014]1、充分發(fā)揮塑料光纖絕緣、抗電磁干擾能力強的特點，提升了高壓電能表的安全性和抗干擾性。同時降低了高壓電能表及其交互監(jiān)控系統(tǒng)的配置成本。
[0015]2、A相和C相均設(shè)置兩套計量回路，實時對比，排除不合理計量參數(shù)，實現(xiàn)了自診斷功能，進一步保證了電能計量的準確度和精確度。
[0016]3、采用錳銅電流分流器作為電流采樣器件，能有效排除復(fù)雜用電環(huán)境對實際電能計量帶來的不良影響，精確計量實際電能消耗。采用電流互感器和羅氏線圈作為電流采樣器件，可擴大本發(fā)明技術(shù)方案的適用范圍，與傳統(tǒng)實用的計量電路技術(shù)方案相融合。
[0017]4、圖像傳感器及視頻處理電路的應(yīng)用，可以更加直觀的觀測高壓電能表的運行現(xiàn)場狀況，為及時發(fā)現(xiàn)與排除故障提供更為直觀的現(xiàn)場資料。為圖像傳感器及視頻處理電路提供一個獨立光電電源，提高了圖像傳感器及視頻處理電路的環(huán)境適應(yīng)能力和安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明原理結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明實施例一，高壓電能表及其交互監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成示意圖。
[0020]圖3是本發(fā)明實施例二中，獨立光電電源構(gòu)成及連接示意圖。
[0021]以上附圖中，I是高壓電能表，2是圖像傳感器及視頻處理電路，3是低壓側(cè)人機交互通訊終端或計算機，4是互聯(lián)網(wǎng)，5是遠程監(jiān)控中心，Ia是A相電壓電流采樣器件，Ib是A相電能量參數(shù)采集與微處理器電路，Ic是核心控制單元，Id是B相電流采樣器件，Ie是C相電能量參數(shù)采集與微處理器電路，If是C相電壓電流采樣器件，11是整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(Al)，12是整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(A2)，13是電能量參數(shù)采集與微處理器電路(Al)，14電能量參數(shù)采集與微處理器電路(A2)，15是圖像傳感器及視頻處理電路，16是整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(BI)，17上整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(B2)，18是核心控制單元，19是整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(Cl)，20是整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(C2)，21是電能量參數(shù)采集與微處理器電路(Cl)，22是電能量參數(shù)采集與微處理器電路(C2)，23是低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機，24是遠程監(jiān)控中心，A是A相高壓母線，B是B相高壓母線，C是C相高壓母線，LaiLa2LbiLbiLciLc2是電流電壓轉(zhuǎn)換線圈，RaiRa2RbRciRc2是錳銅電流分流器，OTaiOTa2OTciOTc2是設(shè)置在電能量參數(shù)采集與微處理器電路中的光收發(fā)器，OT1是設(shè)置在圖像傳感器及視頻處理電路中的光收發(fā)器，OT2OT3OT5是設(shè)置在核心控制單元中的光收發(fā)器，OT4設(shè)置低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機中的光收發(fā)器，ADC是設(shè)置在核心控制單元內(nèi)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，POF1-POF6是塑料光纖，31是光源，32是塑料光纖，33是光電轉(zhuǎn)換器，34是儲能和穩(wěn)壓電路，35是圖像傳感器及視頻處理電路。
【具體實施方式】
[0022]實施例一:
[0023]本實施例為一種高壓電能表及其人機交互遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其構(gòu)成如附圖2所示。
[0024]本實施例高壓電能表構(gòu)成包括有高壓母線A相、高壓母線B相、高壓母線C相、電流電壓轉(zhuǎn)換線圈、分壓電阻、錳銅電流分流器、電能量參數(shù)采集與微處理器電路、整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路和核心控制單元，在A相高壓母線中依次串接錳銅電流分流器Rai和錳銅電流分流器Ra2，錳銅電流分流器Rai的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路13的電流信號輸入端相連接，錳銅電流分流器Ra2的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路14的電流信號輸入端相連接，在C相母線中依次串接錳銅電流分流器Ra和錳銅電流分流器RC2，錳銅電流分流器Ra的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路21的電流信號輸入端相連接，錳銅電流分流器Rc2的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路22的電流信號輸入端相連接，B相高壓母線中串接有一個錳銅電流分流器Rb，錳銅電流分流器Rb的電流信號輸出端與核心控制單元18的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路ADC的信號輸入端相連接，在A相高壓母線與B相高壓母線之間分別跨接有兩條相同的分壓電阻支路，其中，一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路13的電壓信號輸入端，另一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路14的電壓信號輸入端，在C相高壓母線與B相高壓母線之間分別跨接有兩條相同的分壓電阻支路，其中，一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路21的電壓信號輸入端，另一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路22的電壓信號輸入端，在A相高壓母線、B相高壓母線和C相高壓母線分別各套裝有兩個電流電壓轉(zhuǎn)換線圈，套裝于A相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈Lai和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈La2的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路11和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路12的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路11和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路12則分別為電能量參數(shù)采集與微處理器電路13和電能量參數(shù)采集與微處理器電路14提供電源，套裝于C相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈La和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈Lc2的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路19和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路20的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路19和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路20則分別為電能量參數(shù)采集與微處理器電路21和電能量參數(shù)采集與微處理器電路22提供電源，套裝于B相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈Lbi和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈Lb2的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路16和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路17的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路16為圖像傳感器及視頻處理電路15提供電源，而整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路17為核心控制單元18提供電源，電能量參數(shù)采集與微處理器電路13和電能量參數(shù)采集與微處理器電路14的信號輸出端分別經(jīng)光收發(fā)器OTai和光收發(fā)器OTa2與塑料光纖POT1和塑料光纖POT2的一端相連接，塑料光纖POT1和塑料光纖POT2的另一端則經(jīng)光收發(fā)器OT2與核心控制單元18的信號輸入端相連接，同樣地，電能量參數(shù)采集與微處理器電路21和電能量參數(shù)采集與微處理器電路22的信號輸出端分別經(jīng)光收發(fā)器OTci和光收發(fā)器OTe2與塑料光纖POT3和塑料光纖POT4的一端相連接，塑料光纖POT3和塑料光纖POT4的另一端則經(jīng)光收發(fā)器OT3與核心控制單元18的信號輸入端相連接，圖像傳感器及視頻處理電路15的信號輸出端經(jīng)光收發(fā)器OT1與塑料光纖POT5的一端相連接，塑料光纖POT5的另一端經(jīng)光收發(fā)器OT2與核心控制單元18的信號輸入端相連接，核心控制單元18的信號輸出端經(jīng)光收發(fā)器OT3與塑料光纖POT6的一端相連接，塑料光纖POT6的另一端經(jīng)光收發(fā)器OT4與低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機23的信號輸入端相連接，低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機23通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控中心24相聯(lián)通。核心控制單元18的校表脈沖輸出信號經(jīng)光收發(fā)器OT5與塑料光纖POT7的一端相連接，塑料光纖POT7的另一端經(jīng)光收發(fā)器與校表裝置相連接。
[0025]本實施例中，串接在三相高壓母線中的錳銅電流分流器是純電阻器件，其遵從歐姆定律，對三相高壓母線負載回路中直流分量和諧波分量都能有效地捕捉。
[0026]本實施例還針對A相高壓母線采取了并行的雙電能量參數(shù)采集與微處理器電路13,14,電能量參數(shù)采集與微處理器電路13和14分別對采自A相高壓母線的兩組電流、電壓信號進行處理，并同時送入核心控制單元18中進行比較、判斷，當出現(xiàn)兩路電能量參數(shù)誤差大于所設(shè)定的閥值時，核心控制單元18會主動發(fā)出報警信號傳輸至低壓測終端，使本實施例高壓電能表具有了自診斷功能。同樣的，本實施例也針對C相高壓母線采取了并行的雙電能量參數(shù)采集與微處理電路21、22，實現(xiàn)自診斷功能。
[0027]本實施例中的圖像傳感器及視頻處理電路15能實時監(jiān)視高壓電能表的運行環(huán)境，圖像傳感器，如攝像頭，安裝在高壓電能表的正面，圖像傳感器所捕獲的實時畫面信息先由視頻處理電路處理，再通過光收發(fā)器OT1、塑料光纖POF5、光收發(fā)器OT2，將實時圖像信息傳輸?shù)胶诵目刂茊卧?8中，最后經(jīng)光收發(fā)器OT3、塑料光纖POF6、光收發(fā)器OT4，將實時圖像信息傳輸?shù)降蛪簜?cè)人機交互與通訊終端或計算機23，再通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)竭h程控制中心24。實時監(jiān)視高壓電能表的運行環(huán)境，能有效地避開計量參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸過程中可能會出現(xiàn)的故障點，為監(jiān)控管理提供了一條有效地途徑。本實施例中，高壓電能表的核心控制單元18所引出的電能表校驗端口及引線也采用了光收發(fā)器OT5和塑料光纖POF7，校表時，只需要將塑料光纖POF7的另一端插入到校表裝置的光收發(fā)器接口，即可采集到校表所需的電能量脈沖信號。[0028]實施例二:
[0029]本實施例所構(gòu)成的高壓電能表及其人機交互遠程監(jiān)控系統(tǒng)與實施例一基本相同，其構(gòu)成參見附圖2所示，區(qū)別僅在于以下兩點，其一，用電流互感器來替代附圖2中的錳銅電流分流器；其二，采用獨立光電電源為圖像傳感器及視頻處理電路提供電能。
[0030]本實施例中，兩個電流互感器套裝于A相高壓母線，一個電流互感器套裝于B相高壓母線，兩個電流互感器套裝于C相高壓母線，當電流流經(jīng)高壓母線，會在電流互感器上生成感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流與流過高壓母線的電流成明確的比例關(guān)系，電流互感器產(chǎn)生的感應(yīng)電流輸入到各自對應(yīng)的電能量參數(shù)采集與微處理器電路中。
[0031]本實施例中，獨立光電電源包括光源31、塑料光纖32、光電轉(zhuǎn)換器33、儲能和穩(wěn)壓電路34，光源采用強LED燈，該LED燈設(shè)置在高壓電能表內(nèi)部，該LED燈由高壓電能表內(nèi)部的整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路提供電源，該LED燈31對接塑料光纖32的入光端，塑料光纖32的出光端連接光電轉(zhuǎn)換器33的受光端，光電轉(zhuǎn)換器33將LED燈的光能量轉(zhuǎn)換為電能，光電轉(zhuǎn)換器33的電能輸出端連接儲能和穩(wěn)壓電路34的電能輸入端,儲能和穩(wěn)壓電路34的電能輸出端連接圖像傳感器及視頻處理電路35的電源輸入端。通過低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機23，可以向圖像傳感器及視頻處理電路35發(fā)出休眠或工作指令，休眠時段儲能和穩(wěn)壓電路34儲能。
[0032]本實施例的其它部件的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、技術(shù)效果類似于實施例一，在此不重復(fù)描述。
[0033]實施例三:
[0034]本實施例所構(gòu)成的高壓電能表及其人機交互遠程監(jiān)控系統(tǒng)與實施例一基本相同，其構(gòu)成參見附圖2所示，區(qū)別僅在于以下兩個方面:
[0035]其一，本實施例用羅氏線圈來替代附圖2中的錳銅電流分流器。本實施例若采用圓環(huán)狀羅氏線圈，則兩個羅氏線圈套裝于A相高壓母線，一個羅氏線圈套裝于B相高壓母線，兩個羅氏線圈套裝于C相高壓母線，當電流流經(jīng)高壓母線，會在羅氏線圈上生成感應(yīng)電流，此感應(yīng)電流與流過高壓母線的電流成明確的比例關(guān)系，羅氏線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流輸入到各自對應(yīng)的電能量參數(shù)采集與微處理器電路中。若采用矩形狀羅氏線圈，則需要將矩形羅氏線圈的一條長邊框靠近高壓母線設(shè)置，其工作原理同上述圓環(huán)狀羅氏線圈。
[0036]其二，本實施例中的圖像傳感器及視頻處理電路15是由核心控制單元18提供電能，并通過圖像傳感器及視頻處理電路15與核心控制單元18之間的通訊塑料光纖POF5來傳輸電能，核心控制單元電源點亮LED光源，通訊塑料光纖POF5的入光端對接LED光源，光電轉(zhuǎn)換器的受光端對接通訊塑料光纖POF5的出光端，該光電轉(zhuǎn)換器為圖像傳感器及視頻處理電路提供電源。
[0037]本實施例的其它部件的結(jié)構(gòu)特點、工作原理、技術(shù)效果類似于實施例一，在此不重復(fù)描述。
【權(quán)利要求】
1.一種基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:所述高壓電能表構(gòu)成包括有電流電壓采樣器件(la ;lf)、電能量參數(shù)采集與微處理器電路(lb ;le)、核心控制單元(1c)，高壓電能表內(nèi)部的各相線電能計量實時信號匯集與輸出是采用塑料光纖及光收發(fā)器件實現(xiàn)通訊的，即，A相電能量參數(shù)采集與微處理器電路和C相電能量參數(shù)采集與微處理器電路與核心控制單元之間采用塑料光纖通訊方式實現(xiàn)A相和C相電能量實時參數(shù)的匯集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:其構(gòu)成除高壓智能電表(I)外，還包括有低壓側(cè)人機交互與通訊終端計算機(3)、遠程監(jiān)控中心(5)，高壓智能電表與低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機之間采用塑料光纖方式通訊，將高壓電能表實時信息輸出至低壓側(cè)人機交互與通訊終端計算機，而低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機則通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控中心相聯(lián)通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:針對A相高壓母線，設(shè)置兩條并行的信號測量回路，分別對采自A相高壓母線的兩組電流、電壓信號進行采集和處理，并同時送入核心控制單元中進行比較、判斷，當兩條測量回路的電能量參數(shù)誤差大于所設(shè)定的閥值時，核心控制單元會主動發(fā)出報警信號傳輸至低壓測終端，從而實現(xiàn)自診斷功能；同理，針對C相高壓母線，設(shè)置兩條并行的信號測量回路，分別對采自C相高壓母線的兩組電流、電壓信號進行采集和處理，并同時送入核心控制單元中進行比較、判斷，當兩條測量回路的電能量參數(shù)誤差大于所設(shè)定的閥值時，核心控制單元會主動發(fā)出報警信號傳輸至低壓測終端，從而實現(xiàn)自診斷功能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:構(gòu)成中還包括圖像傳感器及視頻處理電路(2)，核心控制單元(Ic)采用塑料光纖及光收發(fā)器件實現(xiàn)與圖像傳感器及視頻處理電路之間的通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表， 其特征在于:所述高壓電能表構(gòu)成包括有高壓母線A相、高壓母線B相、高壓母線C相、電流電壓轉(zhuǎn)換線圈、分壓電阻、錳銅電流分流器、電能量參數(shù)采集與微處理器電路、整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路和核心控制單元， 在A相高壓母線中依次串接錳銅電流分流器(Rai)和錳銅電流分流器(RA2)，錳銅電流分流器(Rai)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)的電流信號輸入端相連接，錳銅電流分流器(Ra2)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(14)的電流信號輸入端相連接，在C相母線中依次串接錳銅電流分流器(Rci)和錳銅電流分流器(Rc2)，錳銅電流分流器(Ra)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)的電流信號輸入端相連接，錳銅電流分流器(Rc2)的電流信號輸出端與電能量參數(shù)采集與微處理器電路(22)的電流信號輸入端相連接，B相高壓母線中串接有一個錳銅電流分流器Rb)，錳銅電流分流器(Rb)的電流信號輸出端與核心控制單元(18)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換電路(ADC)的信號輸入端相連接， 在A相高壓母線與B相高壓母線之間分別跨接有兩條相同的分壓電阻支路，其中，一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)的電壓信號輸入端，另一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路14的電壓信號輸入端，在C相高壓母線與B相高壓母線之間分別跨接有兩條相同的分壓電阻支路，其中，一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)的電壓信號輸入端，另一條分壓電阻支路的電壓信號輸送到電能量參數(shù)采集與微處理器電路(22)的電壓信號輸入端， 在A相高壓母線、B相高壓母線和C相高壓母線分別各套裝有兩個電流電壓轉(zhuǎn)換線圈，套裝于A相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈Lai)和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈La2)的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(11)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(12)的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(11)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(12)則分別為電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)和電能量參數(shù)采集與微處理器電路(14)提供電源，套裝于C相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(La)和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(Lc2)的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(19)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(20)的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(19)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(20)則分別為電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)和電能量參數(shù)采集與微處理器電 路(22)提供電源，套裝于B相高壓母線上的電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(Lbi)和電流電壓轉(zhuǎn)換線圈(Lb2)的輸出端分別與整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(16)和整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(17)的輸入端相連接，整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(16)為圖像傳感器及視頻處理電路(15)提供電源，而整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路(17)為核心控制單元(18)提供電源， 電能量參數(shù)采集與微處理器電路(13)和電能量參數(shù)采集與微處理器電路(14)的信號輸出端分別經(jīng)光收發(fā)器(OTai)和光收發(fā)器(OTa2)與塑料光纖(POT1)和塑料光纖(POT2)的一端相連接，塑料光纖(POT1)和塑料光纖(POT2)的另一端則經(jīng)光收發(fā)器(OT2)與核心控制單元(18)的信號輸入端相連接，同樣地，電能量參數(shù)采集與微處理器電路(21)和電能量參數(shù)采集與微處理器電路(22)的信號輸出端分別經(jīng)光收發(fā)器(OTa)和光收發(fā)器(OTc2)與塑料光纖(POT3)和塑料光纖(POT4)的一端相連接，塑料光纖(POT3)和塑料光纖(POT4)的另一端則經(jīng)光收發(fā)器(OT3)與核心控制單元(18)的信號輸入端相連接， 圖像傳感器及視頻處理電路(15)的信號輸出端經(jīng)光收發(fā)器(OT1)與塑料光纖(POT5)的一端相連接，塑料光纖(POT5)的另一端經(jīng)光收發(fā)器(OT2)與核心控制單元(18)的信號輸入端相連接，核心控制單元(18)的信號輸出端經(jīng)光收發(fā)器(OT3)與塑料光纖(POT6)的一端相連接，塑料光纖(POT6)的另一端經(jīng)光收發(fā)器(OT4)與低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機(23)的信號輸入端相連接，低壓側(cè)人機交互與通訊終端或計算機(23)通過互聯(lián)網(wǎng)與遠程監(jiān)控中心(24)相聯(lián)通， 核心控制單兀(18)的校表脈沖輸出信號經(jīng)光收發(fā)器(OT5)與塑料光纖(POT7)的一端相連接，塑料光纖(POT7)的另一端經(jīng)光收發(fā)器與校表裝置相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:所述錳銅電流分流器用電流互感器替代。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:所述錳銅電流分流器用羅氏線圈替代。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:所述圖像傳感器及視頻處理電路由一個獨立光電電源提供電能，該獨立光電電源構(gòu)成包括有，光源、塑料光纖、光電轉(zhuǎn)換器、儲能和穩(wěn)壓電路，光源連接塑料光纖的入光端，塑料光纖的出光端連接光電轉(zhuǎn)換器的受光端，光電轉(zhuǎn)換器的電能輸出端連接儲能和穩(wěn)壓電路的電能輸入端，儲能和穩(wěn)壓電路的電能輸出端連接圖像傳感器及視頻處理電路的電源輸入端。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:所述圖像傳感器及視頻處理電路由核心控制單元提供電能，并通過圖像傳感器及視頻處理電路與核心控制單元之間的通訊塑料光纖來傳輸電能，核心控制單元電源點亮光源，該光源對接通訊塑料光纖的入光端，通訊塑料光纖的出光端連接至光電轉(zhuǎn)換器的受光端，該光電轉(zhuǎn)換器的電能輸出端連接圖像傳感器及視頻處理電路的電源輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的基于塑料光纖通訊的自診斷高壓智能電表，其特征在于:所述光源為LED發(fā)光源，該LED發(fā)光源的電源取自高壓智能電表中的整流濾波穩(wěn)壓與儲能電路或取自高壓智能電表中的核心控制單元，所述塑料光纖入光端與該LED發(fā)光源對接，塑料光纖出光端與 光電轉(zhuǎn)換器的受光端對接。
【文檔編號】G01R22/10GK103604987SQ201310590487
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】胡國祥, 何軍燾, 戴強 申請人:南京宇能儀表有限公司