[實用新型]一種電流互感器外置的電能監測裝置

有效

• 申請號: 201520885737.6
• 申請日: 2015-11-09
• 公開（公告）號: CN205229293U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 沈瑞強;錢軍;白剛屹;秦嘉英;葉毅
• 申請（專利權）人: 上海協同科技股份有限公司
• 主分類號: G01R22/06
• 分類號: G01R22/06
• 代理公司: 上海華祺知識產權代理事務所 31247
• 代理人: 劉衛宇

技術領域

本實用新型涉及電能監測裝置。

背景技術

電能監測裝置主要采集的數據是現場的電壓和電流模擬量，并且通過電壓和電流的采集，進一步計算出功率、電量、諧波等數據，在設備安裝時，電壓采用并聯的方式接入，電流采用串聯的方式接入，如圖1所示。在圖1中，電能監測裝置的電壓輸入端為2、5、8、10腳，它們分別將測量點的A、B、C、N相電壓輸入到裝置內部，其采用的是并聯的方式；其余腳為電能監測裝置的電流輸入端，其中A相電流輸入端為1、3腳，B相電流輸入端為4、6腳，C相電流輸入端為7、9腳，它們分別將測量點的A、B、C相電流輸入到裝置內部，采用的是串聯的方式，串聯的方式也就是將原來從電源側到負載側的一次母線中間截斷（如圖2的符號“×”所示），然后將截斷的兩端接到電能監測裝置的電流正負輸入端，這樣需要破壞原有的供電線路，安裝時需要停電，而且設備安裝過程所花費的時間很長，這樣就會對用戶的生產和生活造成很大的影響。

請參閱圖2。現有的電能監測裝置主要由MCU91、顯示單元92、存儲單元93、通信單元94、電源模塊95、計量芯片96、用于分別測量A、B、C三相母線電壓的三個電壓互感器(PT)97、用于分別測量A、B、C三相母線電流的三個電流互感器（CT）98等組成。上述的各部件均設置在電能監測裝置的外殼中。

MCU91用于協調各個單元的工作，其負責從計量芯片96讀取電壓、電流、功率、電量的值，通過計算，得出諧波、相位角、功率因數等數據，并且判斷出失壓、斷相等狀態，然后將這些數據進行存儲，通過顯示單元92將工作狀態顯示出來，另外，它還負責組織報文，通過通信單元94與外部的控制中心進行通信。

存儲單元93存儲的數據主要分為三類：第一類是由控制中心下發給裝置的參數；第二類是裝置上報給控制中心的實時數據和凍結數據；第三類是裝置自身運行所需要的數據和記錄。

通信單元94的主要作用是與控制中心進行數據交換，將電能監測裝置采集到的數據上報給控制中心，下發控制中心的各種參數及命令，通信單元94的通信方式包括有線通信和無線通信兩種。

計量芯片96通常采用的是三相多功能計量芯片，它可以采集三相電壓、三相電流的有效值以及有功功率、無功功率、視在功率，電量等數據，并將這些數據通過SPI串行通信口發送給MCU91，同時它還可以輸出同步采樣的瞬時采樣點給MCU91用于諧波計算。

每一電壓互感器97是一個帶鐵芯的變壓器,由鐵芯和繞組組成,它的一次側繞組匝數很多，并聯在被測量的一次母線上，二次側繞組匝數比較少，連接到計量芯片96上。當一次母線存在電壓時，電壓會通過一次繞組在二次繞組上感應出低電壓信號，計量芯片96可以根據這個感應電壓計算出一次母線上電壓值。

電流互感器98主要的功能是將測量點的大電流按照一定的變比，精確地變換成小電流信號，以滿足計量芯片96的輸入要求，一般是將5～40A的測量點額定電流變換到10mA。現有電流互感器98的結構如圖3所示，其包括鐵芯980、一次繞組981和二次繞組982。鐵芯980呈閉合狀，一次繞組981的匝數較少，串聯在需要測量的一次母線99中；二次繞組982的匝數比較多，連接到計量芯片96上。當一次母線上流過電流時，電流流過一次繞組981，會在二次繞組982上感應出小電流信號，計量芯片96可以根據這個感應電流計算出一次母線上流過的電流值。

由于現有的電流互感器采用了閉合的鐵芯，且固定在裝置內部，所以在測量供電線路的電流時，要將電流互感器串聯在線路中，勢必要將供電線路截斷，還要重新排線，安裝過程非常復雜，所花時間很長，安裝接線工作量大，這樣會造成長時間的停電，影響用戶的生產和生活。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種安裝時不會破壞原來的供電線路、安裝和維修簡單方便的電能監測裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案是：

一種電流互感器外置的電能監測裝置，包括外殼、計量芯片和用于分別檢測三相母線電流的三個電流互感器，各電流互感器包括鐵芯；計量芯片設置在所述外殼的內部；三個電流互感器設置在外殼外；各電流互感器的鐵芯包括上鐵芯部和下鐵芯部，上鐵芯部與下鐵芯部可拆卸地相互對接，在上鐵芯部或下鐵芯部上繞設有二次繞組，二次繞組與計量芯片的輸入端連接。

采用上述技術方案后，本實用新型至少具有以下技術效果：