[发明专利]用于电力配电柜的多回路电表的采样装置、方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及用于电力配电柜的多回路电表的采样装置、方法及系统。

背景技术

电力工业是国民经济的一个重要支柱产业，而电力作为一种特殊商品在市场经济中处于举足轻重的地位。随着节能减排工作的推进，用户越来越重视各种用电设备的能耗管理监测工作。通过对各种负荷进行精确地计量和分析，实现对电力资源的优化配置，降低能耗，提高经济效益。

电力配电柜是一种将电能分配给多个负荷的电气设备，通常具有一路三相进线和多路单相或三相出线。在精细化能耗测量的场合（例如机房配电柜），需要对配电柜所有的进线和出线进行测量。

针对配电柜进出线的电量计量应用，传统的方案是使用多个独立的电表，分别对每一路进线和出线进行测量，在一个具有较大量出线回路的配电柜中需要配置大量的仪表。在末级配电柜中，出线回路数量可以多达几十到上百个，需要大量额外的空间为每一条出线安装仪表，也导致成本的大幅增加，缺乏可行性和经济性。

在高密度的配电柜中，出线回路可以选用热插拔断路器，具备取电相位的调整能力，以便在三相负荷不平衡时可以带电动态调整负荷的取电相位。使用传统的单相电表对具备取电相位调整能力的配电柜出线进行计量时，若出线的取电相位调整，电表无法在不重新接线的条件下同步切换出线的参考电压，将会造成计量出错的问题。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明提供了一种用于电力配电柜的多回路电表的采样装置。

本发明提供了一种用于电力配电柜的多回路电表的采样装置，包括电压回路信号调理电路、电流回路信号调理电路、两级切换电路、模/数转换器、CPU，所述电压回路信号调理电路用于接收电压输入信号，并将处理后的电压输入信号传输至所述模/数转换器输入端；所述电流回路信号调理电路用于接收V路电流输入信号，并将处理后的电流输入信号传输至所述两级切换电路，所述V大于等于2；所述两级切换电路形成X个第二级输出信号接入所述模/数转换器输入端；所述CPU与所述两级切换电路相连，且所述CPU通过切换控制信号控制所述两级切换电路输出；所述CPU与所述模/数转换器相连，且所述CPU控制所述模/数转换器进行同步采样、获取采样值。

作为本发明的进一步改进，所述两级切换电路包括第一级切换开关、第二级切换开关，所述第一级切换开关由Y个Z选1多路模拟开关组成，所述Y和Z取值均大于等于2，每个Z选1多路模拟开关具有Z个输入信号和1个输出信号，根据控制信号将Z个输入信号中的1个切换到输出端，V路电流输入信号依次接入Y个第一级切换开关输入端，形成Y个第一级输出信号；第二级切换开关由W个Q选1多路模拟开关组成，每个模拟开关具有Q个输入信号和1个输出信号，根据控制信号将Q个输入信号中的1个切换到输出端，Y个第一级输出信号依次接入W个第二级切换开关输入端，形成X个第二级输出信号；在CPU的通道切换控制信号控制下，所述两级切换电路每次能够从V路电流输入信号中选择X个第二级输出信号输出至所述模/数转换器，依次轮流切换V/W次将所有通道采样一遍。

作为本发明的进一步改进，所述V=96，X=3，Y=12，Z=8，W=3，Q=4。

作为本发明的进一步改进，所述的模/数转换器支持多通道同步采样，每次采样启动后，模/数转换器将多个通道信号同时进行采样，去除了电流通道与电压通道之间的相位差，从而每个电流通道在不断电不重新接线条件下任意关联取电相位。

本发明还提供了一种用于电力配电柜的多回路电表的采样方法，其特征在于，包括如下步骤：

A.判断采样时刻是否到来，若是，那么执行步骤B，否则继续执行步骤A；

B.使变量N=1；

C.切换至相应电流通道，并将电流输入信号传输至两级切换电路；

D.启动模/数转换器进行转换；

E.读取相应电流通道的采样值，读取3相电压的采样值；

F.判断V路通道是否采样完毕，如未采样完毕，那么使N=N+1，然后执行步骤C；如采样完毕，那么执行步骤A。

作为本发明的进一步改进，在所述步骤C与所述步骤D还包括：延时等待设定时间；在所述步骤D与所述E之间包括：延时等待转换完成；在所述步骤C中，切换电流通道至IN、I（N+Q*Z）、I（N+Q*Z*2），并将电流输入信号传输至两级切换电路；在所述步骤E中，读取3相电压UA-UC的采样值，读取IN、I（N+Q*Z）、I（N+Q*Z*2）采样值；所述Q为第二级切换开关的输入信号数量，所述Z为第一级切换开关的输入信号数量。