[实用新型]一种具有过流保护的高压电能表

说明书

本实用新型公开了一种具有过流保护的高压电能表，包括电流互感器、过流保护采样电路和MCU，所述过流保护采样电路的一端与电流互感器相连接，过流保护采样电路的另一端与所述MCU相连接，所述MCU还通过断路器遥信模块与断路器相连接。所述过流保护采样电路包括分压电路、电压跟随器、电压偏移电路和钳位电路，电流互感器依次通过所述分压电路和电压跟随器与所述电压偏移电路相连接，所述电压偏移电路的输出端通过所述钳位电路与MCU相连接。本实用新型在高压电能表中集成了过流保护，满足了过流保护的速动性要求，提高了高压侧计量、保护功能的集成度，降低了设备成本。

技术领域

本实用新型涉及电力保护技术领域，具体涉及一种具有过流保护的高压电能表。

背景技术

目前高压计量普遍将高压侧大电压、大电流通过传统互感器或者电子式互感器变为小电压信号输入到专用计量芯片进行电压电流采集、功率采集、电能计量等。当高压电能表配备外置断路器时需要满足过流保护功能，而使用计量芯片测电流需要通过SPI读取电流有效值，且计量芯片的电流有效值更新速度慢，故仅靠计量芯片难以满足过流保护的速动性要求，这使得必须独立于高压表之外单独配备过流保护装置进行10kV过流保护，降低了高压侧计量、保护功能的集成度，增加了接线复杂度，也大大提高了设备的投入成本。

实用新型内容

本实用新型提出了一种具有过流保护的高压电能表，其目的是：克服现有技术的缺陷，在高压电能表中集成过流保护，提高高压侧计量、保护功能的集成度，降低设备成本。

本实用新型技术方案如下：

一种具有过流保护的高压电能表，包括电流互感器、过流保护采样电路和MCU，所述过流保护采样电路的一端与电流互感器相连接，过流保护采样电路的另一端与所述MCU相连接，所述MCU还通过断路器遥信模块与断路器相连接。

所述过流保护采样电路包括分压电路、运算放大器A1、电压偏移电路和钳位电路，电流互感器依次通过所述分压电路和运算放大器A1与所述电压偏移电路相连接，所述电压偏移电路的输出端通过所述钳位电路与MCU的AD转换引脚相连接。

进一步地，所述电压偏移电路包括电压基准芯片、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和运算放大器A2，所述运算放大器A2的正输入端通过电阻R3与所述电压基准芯片相连接，运算放大器A2的正输入端还通过电阻R4与所述运算放大器A1的输出端相连接，运算放大器A2的输出端通过串联的电阻R5和电阻R6接地，运算放大器A2的负输入端与电阻R5和电阻R6间的连接点相连接,运算放大器A2的输出端还与所述钳位电路的输入端相连接。

进一步地，所述钳位电路包括第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1和第二二极管D2串联连接于3.3V电源端和GND端之间，第一二极管D1和第二二极管D2的电流导通方向均为GND端指向3.3V电源端。

进一步地，所述分压电路包括电阻R1和电阻R2，电流互感器通过串联的电阻R1和电阻R2接地，电阻R1和电阻R2之间的连接点与所述运算放大器A1的正输入端相连接，运算放大器A1的负输入端与运算放大器A1的输出端相连接构成电压跟随器。

进一步地，所述断路器遥信模块包括光耦隔离电路和防击穿电路，所述MCU的控制引脚依次通过所述光耦隔离电路和防击穿电路与所述断路器的遥控端口相连接。

所述光耦隔离电路包括光耦U1、三极管Q1、电容C1、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11和电阻R12，MCU的控制引脚通过电阻R8与三极管Q1的基极相连接，三极管Q1的基极和发射极之间连接有并联的电容C1和电阻R9，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极与光耦U1的输入端负极相连接，光耦U1的输入端正极通过电阻R10与3.3V电源端相连接，光耦U1的输出端集电极通过电阻R11与24V电源端相连接，光耦U1的输出端发射极通过电阻R12连接至所述光耦隔离电路的输出端。