[实用新型]一种电流互感器外置的电能监测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电能监测装置。

背景技术

电能监测装置主要采集的数据是现场的电压和电流模拟量，并且通过电压和电流的采集，进一步计算出功率、电量、谐波等数据，在设备安装时，电压采用并联的方式接入，电流采用串联的方式接入，如图1所示。在图1中，电能监测装置的电压输入端为2、5、8、10脚，它们分别将测量点的A、B、C、N相电压输入到装置内部，其采用的是并联的方式；其余脚为电能监测装置的电流输入端，其中A相电流输入端为1、3脚，B相电流输入端为4、6脚，C相电流输入端为7、9脚，它们分别将测量点的A、B、C相电流输入到装置内部，采用的是串联的方式，串联的方式也就是将原来从电源侧到负载侧的一次母线中间截断（如图2的符号“×”所示），然后将截断的两端接到电能监测装置的电流正负输入端，这样需要破坏原有的供电线路，安装时需要停电，而且设备安装过程所花费的时间很长，这样就会对用户的生产和生活造成很大的影响。

请参阅图2。现有的电能监测装置主要由MCU91、显示单元92、存储单元93、通信单元94、电源模块95、计量芯片96、用于分别测量A、B、C三相母线电压的三个电压互感器(PT)97、用于分别测量A、B、C三相母线电流的三个电流互感器（CT）98等组成。上述的各部件均设置在电能监测装置的外壳中。

MCU91用于协调各个单元的工作，其负责从计量芯片96读取电压、电流、功率、电量的值，通过计算，得出谐波、相位角、功率因数等数据，并且判断出失压、断相等状态，然后将这些数据进行存储，通过显示单元92将工作状态显示出来，另外，它还负责组织报文，通过通信单元94与外部的控制中心进行通信。

存储单元93存储的数据主要分为三类：第一类是由控制中心下发给装置的参数；第二类是装置上报给控制中心的实时数据和冻结数据；第三类是装置自身运行所需要的数据和记录。

通信单元94的主要作用是与控制中心进行数据交换，将电能监测装置采集到的数据上报给控制中心，下发控制中心的各种参数及命令，通信单元94的通信方式包括有线通信和无线通信两种。

计量芯片96通常采用的是三相多功能计量芯片，它可以采集三相电压、三相电流的有效值以及有功功率、无功功率、视在功率，电量等数据，并将这些数据通过SPI串行通信口发送给MCU91，同时它还可以输出同步采样的瞬时采样点给MCU91用于谐波计算。

每一电压互感器97是一个带铁芯的变压器,由铁芯和绕组组成,它的一次侧绕组匝数很多，并联在被测量的一次母线上，二次侧绕组匝数比较少，连接到计量芯片96上。当一次母线存在电压时，电压会通过一次绕组在二次绕组上感应出低电压信号，计量芯片96可以根据这个感应电压计算出一次母线上电压值。

电流互感器98主要的功能是将测量点的大电流按照一定的变比，精确地变换成小电流信号，以满足计量芯片96的输入要求，一般是将5～40A的测量点额定电流变换到10mA。现有电流互感器98的结构如图3所示，其包括铁芯980、一次绕组981和二次绕组982。铁芯980呈闭合状，一次绕组981的匝数较少，串联在需要测量的一次母线99中；二次绕组982的匝数比较多，连接到计量芯片96上。当一次母线上流过电流时，电流流过一次绕组981，会在二次绕组982上感应出小电流信号，计量芯片96可以根据这个感应电流计算出一次母线上流过的电流值。

由于现有的电流互感器采用了闭合的铁芯，且固定在装置内部，所以在测量供电线路的电流时，要将电流互感器串联在线路中，势必要将供电线路截断，还要重新排线，安装过程非常复杂，所花时间很长，安装接线工作量大，这样会造成长时间的停电，影响用户的生产和生活。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种安装时不会破坏原来的供电线路、安装和维修简单方便的电能监测装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种电流互感器外置的电能监测装置，包括外壳、计量芯片和用于分别检测三相母线电流的三个电流互感器，各电流互感器包括铁芯；计量芯片设置在所述外壳的内部；三个电流互感器设置在外壳外；各电流互感器的铁芯包括上铁芯部和下铁芯部，上铁芯部与下铁芯部可拆卸地相互对接，在上铁芯部或下铁芯部上绕设有二次绕组，二次绕组与计量芯片的输入端连接。

采用上述技术方案后，本实用新型至少具有以下技术效果：