阅读说明：本技术 一种三相电能表系统 (A kind of three-phase electric energy meter system ) 是由 邓智坚 汪俊 于 2019-08-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于电子电路技术领域,提供了一种三相电能表系统,该三相电能表系统包括计量模块、通讯模块、主控模块以及电源管理模块,通过计量模块对三相电源输出的电信号进行电压和电流采集,以获取多个实时测量参数；并且通过通讯模块与外部设备进行数据交互。由此实现了该三相电能表系统可智能地获取实时测量参数,并且与外部设备进行数据,丰富了智能性,提高了用户的体验感,并且该三相电能表系统设计简单易行；同时,用户还可以通过按键和LCD液晶屏查阅需要查看的数据,以及该三相电能表系统能够自动检测外部磁场的强度,防止被窃电,解决了现有的三相电能表技术存在着设计繁琐、智能性差以及某些情况下无法实现跟外部设备进行通讯的问题。(The invention belongs to electronic circuit technology fields, provide a kind of three-phase electric energy meter system, the three-phase electric energy meter system includes metering module, communication module, main control module and power management module, voltage and current acquisition is carried out to the electric signal that three phase mains exports by metering module, to obtain multiple real-time measured parameters；And data interaction is carried out by communication module and external equipment.It is thus achieved that the three-phase electric energy meter system can intelligently obtain real-time measured parameters, and data are carried out with external equipment, enriches intelligence, improve the experience sense of user, and three-phase electric energy meter system design is simple and easy；Simultaneously, user can also consult the data for needing to check by key and LCD liquid crystal display, and the three-phase electric energy meter system can automatically detect the intensity of external magnetic field, it prevents by stealing, solving the problems, such as existing three-phase electric energy meter technology, there is design cumbersome, intelligent difference and cannot achieve in some cases to be communicated with external equipment.)

一种三相电能表系统

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，尤其涉及一种三相电能表系统。

背景技术

三相多功能电能表是针对电力系统、工矿企业、公共设施、智能大厦的电力监控需求而设计的；三相多功能电能表可测量所有的常用电力参数，如三相电流、电压，有功、无功功率，电度、谐波等。

然而，现有的三相电能表技术存在着设计繁琐、智能性差以及某些情况下无法实现跟外部设备进行通讯的问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三相电能表系统，以解决现有的三相电能表技术存在着设计繁琐、智能性差以及某些情况下无法实现跟外部设备进行通讯的问题。

本发明提供了一种三相电能表系统，包括：

接三相电源，用于对所述三相电源输出的电信号进行电压和电流采集，以获取多个实时测量参数的计量模块；

用于与外部设备进行数据交互的通讯模块；

与所述计量模块及所述通讯模块连接，用于控制所述计量模块和所述通讯模块工作的主控模块；以及

与所述三相电源、所述计量模块、所述通讯模块及所述主控模块连接，用于对所述三相电源输出的电信号进行信号处理后，输出优化信号分别对所述计量模块、所述通讯模块及所述主控模块进行供电的电源管理模块。

本发明提供的一种三相电能表系统，该三相电能表系统包括计量模块、通讯模块、主控模块以及电源管理模块，通过计量模块对三相电源输出的电信号进行电压和电流采集，以获取多个实时测量参数；并且通过通讯模块与外部设备进行数据交互。由此实现了该三相电能表系统可智能地获取实时测量参数，并且与外部设备进行数据，丰富了智能性，提高了用户的体验感，并且该三相电能表系统设计简单易行，解决了现有的三相电能表技术存在着设计繁琐、智能性差以及某些情况下无法实现跟外部设备进行通讯的问题。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的一种三相电能表系统的模块结构示意图。

图2为本发明另一实施例提供的一种三相电能表系统的模块结构示意图。

图3为对应图2的一种三相电能表系统的示例电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

上述的一种三相电能表系统，该三相电能表系统包括计量模块、通讯模块、主控模块以及电源管理模块，通过计量模块对三相电源输出的电信号进行电压和电流采集，以获取多个实时测量参数；并且通过通讯模块与外部设备进行数据交互。由此实现了该三相电能表系统可智能地获取实时测量参数，并且与外部设备进行数据，丰富了智能性，提高了用户的体验感，并且该三相电能表系统设计简单易行。

图1示出了本发明一实施例提供的一种三相电能表系统的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

上述一种三相电能表系统，包括计量模块101、通讯模块104、主控模块102以及电源管理模块103。

计量模块101接三相电源105，用于对三相电源105输出的电信号进行电压和电流采集，以获取多个实时测量参数。

通讯模块104用于与外部设备进行数据交互。

主控模块102与计量模块101及通讯模块104连接，用于控制计量模块101和通讯模块104工作。

电源管理模块103与三相电源105、计量模块101、通讯模块104及主控模块102连接，用于对三相电源105输出的电信号进行信号处理后，输出优化信号分别对计量模块101、通讯模块104及主控模块102进行供电。

作为本发明一实施例，上述三相电能表系统中的通讯模块104既可以与外部设备建立无线连接，也可以与外部设备进行有线连接。具体地，外部设备包括家用电器(例如：电视机、冰箱、空调等)、工厂用电设备(例如：发电机、流水线控制终端等)以及办公设备(例如：电脑、打印机等)。

作为本发明一实施例，上述多个实时测量参数包括有功电量、无功电量、输出功率、输出电压、输出电流、功率因素以及电网频率。

作为本发明一实施例，上述电源管理模块103先对三相电源105输出的电信号进行电压变换和过滤处理后，将电源信号有效分配给系统的不同组件，包括计量模块101、通讯模块104及主控模块102。

图2示出了本发明另一实施例提供的一种三相电能表系统的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述三相电能表系统还包括存储模块106，存储模块106与主控模块102连接，用于存储多个实时测量参数。

作为本发明一实施例，上述三相电能表系统还包括显示模块107，显示模块107与主控模块102连接，用于显示三相电能表系统的状态和多个实时测量参数。

具体地，三相电能表系统的状态包括工作状态、待机状态、关机状态以及异常状态。

作为本发明一实施例，上述三相电能表系统还包括磁场检测模块108，磁场检测模块108与主控模块102连接，用于对预设区域进行磁场强度的检测，防止被窃电。

具体地，采用磁场检测模块108作为防窃电的作用主要体现在：

1、提供零线电流测量；

2、提供一种低功耗模式NVM2，用于电流比较预判，阈值2档可设置，功耗小于150μA；

3、提供一种低功耗模式NVM1，实现低功耗电流有效值测量，功耗小于2mA；

4、提供全失压主动上报功能，典型应用平均功耗仅为7μA。

图3为对应图2的一种三相电能表系统的示例电路，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

作为本发明一实施例，上述计量模块101采用型号为RN8302B的三相计量芯片实现。

由于采用了型号为RN8302B的三相计量芯片，通过上述搭建的三相电压、电流采样电路和零线采样电路，结合RN8302B本身的功能，使得该三相电能表系统的电参数检测以下特点：

1、提供全波、基波有功电能，5000:1动态范围内，非线性误差<0.1％，满足0.5S和0.2S级有功电能表精度要求；

2、提供全波、基波无功电能，5000:1动态范围内，非线性误差<0.1％；

3、提供全波、基波视在电能；

4、提供有功、无功功率方向，支持无功四象限判断；

5、具有潜动启动功能，启动阈值可调；

6、电表常数可调；

7、提供有功、无功、视在的快速脉冲计数；

8、提供全波、基波，有功、无功和视在脉冲输出。

作为本发明一实施例，上述主控模块102采用现有的微处理器实现，微处理器能完成取指令、执行指令，以及与外界存储器和逻辑部件交换信息等操作。

作为本发明一实施例，上述通讯模块104包括采用M-Bus总线通讯1041、近红外通讯1042以及485通讯1043的方式与所述外部设备进行数据交互。

作为本发明一实施例，上述通讯模块104还包括无线通讯单元1044、以太网通讯单元1045、电力载波单元1046以及RF射频单元1047中的任意一项或多项。

作为本发明一实施例，上述电源管理模块103包括开关电源1031、电池1032以及超级电容1033；其中，由开关电源1031作为主供电，电池1032和超级电容1033作为辅助供电。

作为本发明一实施例，上述存储模块106采用现有的存储器实现，包括EEPROM/FLASH，存储器的内存空间可根据实际需要进行设定。

作为本发明一实施例，上述显示模块107包括LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)屏。

作为本发明一实施例，上述磁场检测模块108采用现有的磁场传感器实现，磁场传感器利用将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出，通过对电信号进行判定，则可获取磁场的参数及状态。

作为本发明一实施例，上述三相电能表系统还包括按键109，按键109与LCD液晶屏配合使用，用户可通过按键109对三相电能表系统进行操控。

上述一种三相电能表系统由计量芯片、微处理器、实时时钟、数据接口设备组成，配有液晶显示屏、继电器控制等。计量芯片通过采集A\B\C的电压和A\B\C\N相的电流获得电信号数据，从而获得有功电量、无功电量、功率、电压、电流、功率因素、电网频率等实时测量参数，并依据相应费率和需量等要求对数据进行处理，其结果保存在数据存储器中，并随时向外部接口提供信息和进行数据交换。其通讯方式多钟多样，包括：M-Bus总线通讯、近红外通讯、485通讯；另外还有根据客户需求选出选配的可拔插通讯模块，可选用无线通讯模块、以太网通讯模块、电力载波模块(PLC)、RF射频模块其中一种，非常灵活方便。

因此，上述一种三相电能表系统的优势体现在以下几点：

1、通过按键和液晶显示屏可查阅用户需要查看的数据项；

2、能够自动检测外部磁场的强度，可作为窃电信息来源之一；

3、近红外通讯，可在现场通过近红外进行调试、测试、读取数据；

4、485总线通讯，可组建集抄系统，提供抄读数据和信息的接口，传输稳定可靠；

5、M-Bus总线通讯分主机和从机电路，用户可选择性让它作为主机还是从机，实现不同的通讯功能。

同时，三相电能表系统可实现以下众多项目的测量，包括：

A、提供全波和基波有功、无功、视在功率；

B、提供全波、基波和谐波三相电压电流有效值；

C、提供全波、基波功率因数；

D、提供电压线频率，测量误差<0.02％；

E、提供七路过零检测，过零阈值可设置；

F、提供电压相序错检测；

G、提供失压指示，失压阈值可设置；

H、提供电压暂降检测；

I、提供过压、过流检测。

综上，本发明实施例提供的一种三相电能表系统，该三相电能表系统包括计量模块、通讯模块、主控模块以及电源管理模块，通过计量模块对三相电源输出的电信号进行电压和电流采集，以获取多个实时测量参数；并且通过通讯模块与外部设备进行数据交互。由此实现了该三相电能表系统可智能地获取实时测量参数，并且与外部设备进行数据，丰富了智能性，提高了用户的体验感，并且该三相电能表系统设计简单易行；同时，用户还可以通过按键和LCD液晶屏查阅需要查看的数据，以及该三相电能表系统能够自动检测外部磁场的强度，防止被窃电，解决了现有的三相电能表技术存在着设计繁琐、智能性差以及某些情况下无法实现跟外部设备进行通讯的问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。