專利名稱：三相多功能電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電力行業(yè)使用的測(cè)量器具，尤其涉及一種作為電能測(cè)量儀表和電網(wǎng)監(jiān)測(cè) 儀表使用的三相多功能電能表。
背景技術(shù)：
隨著電力用戶用電負(fù)荷的增加，供電質(zhì)量的要求也越來越高，供電部門需要了解電網(wǎng)質(zhì) 量和用戶的各種用電參數(shù)，如功率、電壓、電流、頻率等，這就要求三相電能表的功能和使 用范圍擴(kuò)大。尤其是發(fā)電企業(yè)與供電企業(yè)之間的電能計(jì)量、電費(fèi)核算及收繳的及時(shí)性和準(zhǔn)確 性已成為生產(chǎn)和用電企業(yè)的重要課題。傳統(tǒng)的機(jī)械式電能表功能單一，且其準(zhǔn)確度不高，無 法滿足這些需求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種三相多功能電能表。 本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是，設(shè)計(jì)一種三相多功能電能表，包括采樣單元、計(jì)量單 元和MCU控制單元，所述的采樣單元采集用戶的電壓和電流參凄t,并經(jīng)過計(jì)量單元處理后發(fā) 送給MCU控制單元，所述的MCU控制單元對(duì)采集測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的有功電能進(jìn)行計(jì)量、累計(jì)和 電費(fèi)核算。
在本實(shí)用新型的一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述的采樣單元包括電壓取樣裝置和電流取樣裝置。 所述的計(jì)量單元設(shè)置有對(duì)取樣信號(hào)進(jìn)行濾波、放大處理的模塊，和將經(jīng)濾波、放大后的信號(hào) 進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量，再對(duì)數(shù)字量進(jìn)行計(jì)算處理，得出各種參數(shù)的模塊，這些參數(shù)包括電 壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、視在功率、功率因數(shù)、有功電能和無功電能數(shù)據(jù)。 所述的MCU控制單元設(shè)置有數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊可以對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，包括計(jì)算出 最大需量、對(duì)獲取的電壓和電流進(jìn)行比較判斷、電能累計(jì)、分時(shí)費(fèi)率計(jì)算。MCU控制單元還設(shè) 置有LCD顯示器、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和多個(gè)接口，這些接口包括按鍵輸入接口、脈沖輸出接 口、紅外接口、和/或第一RS485接口、第二RS485接口。
本實(shí)用新型還可以設(shè)計(jì)電源管理單元，該單元包括主電源和后備電池。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果
1、 計(jì)量精度高，有利于發(fā)電企業(yè)與供電企業(yè)之間準(zhǔn)確計(jì)量與費(fèi)用結(jié)算。
2、 使用簡便，功能強(qiáng)大，可以測(cè)量和記錄多種用電數(shù)據(jù)和電網(wǎng)參數(shù)，為供電企業(yè)全面了 解用戶用電負(fù)載狀況以及提高供電質(zhì)量提供了技術(shù)手段。
3、 具有復(fù)費(fèi)率功能，可以更加準(zhǔn)確的計(jì)量用戶在用電高峰和用電低谷的用電情況，從而 可以為用電企業(yè)避開用電高峰提供依據(jù)。
4、 給出功率因數(shù)數(shù)據(jù)，有利于電力用戶了解電網(wǎng)的負(fù)載狀況，從而可以有針對(duì)性的采取 功率因數(shù)補(bǔ)償，從而達(dá)到降低電能損耗的目的。
5、 設(shè)有兩路RS485總線， 一條實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集中抄表，提高了抄表效率，并且減小了抄表差 錯(cuò)率；另一條可以對(duì)用戶和電網(wǎng)狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，便于供電企業(yè)提高服務(wù)質(zhì)量。6、通過紅外通信口，使用手持抄表器實(shí)現(xiàn)本地抄表和參數(shù)設(shè)置，還可以使用紅外遙控器 查閱電表數(shù)據(jù)。即使在電網(wǎng)斷電情況下，紅外通信功能仍然可以正常使用。


下面結(jié)合實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的說明，其中 圖1是本實(shí)用新型用于三相四線結(jié)構(gòu)的示意圖； 圖2是本實(shí)用新型用于三相三線結(jié)構(gòu)的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型用于測(cè)量三相用電設(shè)備的多功能電能表包括由電壓取樣裝置和 電流取樣裝置組成的采樣單元；接收采樣單元采集的數(shù)據(jù)的計(jì)量單元；和與計(jì)量單元連接的 MCU控制單元。該MCU控制單元設(shè)置有LCD顯示器、存儲(chǔ)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和多個(gè)接口，包括按鍵 輸入接口、脈沖輸出接口、紅外接口、第一RS485接口和第二RS485接口。
在該實(shí)施例中，所述的電壓取樣裝置采用電阻分壓電路；所述的電流取樣裝置采用電流 互感器。通過采集單元采集的被測(cè)電壓和電流信號(hào)送入計(jì)量單元。該計(jì)量單元設(shè)置有對(duì)取樣 信號(hào)進(jìn)行濾波、放大的模塊，經(jīng)濾波、放大后的信號(hào)再進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量，計(jì)量單元再 對(duì)數(shù)字量進(jìn)行計(jì)算處理，得出一系列數(shù)據(jù)，包括電壓、電流、頻率、有功功率、無功功率、 視在功率、功率因數(shù)、有功電能和無功電能。
所述的MCU控制單元從計(jì)量單元讀取測(cè)量數(shù)據(jù)，并對(duì)獲得的有功電能和無功電能進(jìn)行累 計(jì)，累計(jì)電能存貯于存儲(chǔ)器中。所述的MCU控制器還可以對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步處理，包括計(jì) 算出最大需量；對(duì)獲取的電壓和電流進(jìn)行比較判斷，以確定是否有失壓或斷相事件發(fā)生，如 果發(fā)生了失壓或斷相事件，相關(guān)信息將記錄于所述存儲(chǔ)器中；所述的MCU控制器中還可以運(yùn) 轉(zhuǎn)分時(shí)費(fèi)率，支持4個(gè)費(fèi)率，4個(gè)時(shí)區(qū)，12個(gè)假日，5套費(fèi)率時(shí)段表，每日可分10個(gè)時(shí)段。
所述的實(shí)時(shí)時(shí)鐘為時(shí)段切換提供時(shí)基和日歷，閏年自動(dòng)調(diào)整。所迷的紅外接口用于與手 持抄表器或紅外遙控器通信，可以對(duì)電表參數(shù)和數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)置和抄讀，紅外信號(hào)為38kHz調(diào) 制信號(hào)，抗干擾能力強(qiáng)，通信距離遠(yuǎn)。所述的RS485接口用于與主站遠(yuǎn)程通信，遠(yuǎn)程抄讀電 表數(shù)據(jù)和設(shè)置電表參數(shù)。該接口電路與其它電路進(jìn)行了光電隔離，其損壞不會(huì)影響其它電路 的功能。所述的LCD顯示器帶有背光，方便在光線不足時(shí)查看顯示。LCD顯示器配合按鍵輸 入，可以顯示測(cè)量數(shù)據(jù)和配置參數(shù)。所述的脈沖輸出為光電隔離輸出，用于精度測(cè)試，也可 以接入其它電力儀表計(jì)量電能。
電源管理單元由主電源和后備電池組成，在電網(wǎng)電壓正常時(shí)，工作電源由主電源提供， 電網(wǎng)斷電后，電源管理斷垣將工作電源切換到后備電池，同時(shí)電表進(jìn)入休眠狀態(tài)，后備電池 維持實(shí)時(shí)時(shí)鐘10運(yùn)行。經(jīng)按鍵輸入或紅外喚醒后，LCD顯示器可以顯示數(shù)據(jù)，此時(shí)，通過紅外 接口可以抄讀數(shù)據(jù)。操作完成后，LCD顯示器關(guān)閉，重新進(jìn)入休眠狀態(tài)。MCU控制器可以對(duì)后 備電池的容量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，在后備電池容量不足時(shí)給出報(bào)警信息，以便用戶及時(shí)更換。
圖2是本實(shí)用新型用于三相三線結(jié)構(gòu)的示意圖，其工作原理與圖1所示實(shí)施例相同。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的多功能電能表集有功電能表、無功電能表、最大需求量、復(fù)費(fèi)率時(shí)段 于一體，還具有電力參數(shù)測(cè)量儀的部分功能，可以測(cè)量用電設(shè)備的有功電能、無功電能、有 功功率、無功功率、最大需量、功率因數(shù)、負(fù)荷電流等多項(xiàng)用電參數(shù)和電網(wǎng)電壓、頻率等供 電參數(shù)，實(shí)用性強(qiáng)，使用方便。
權(quán)利要求1.一種三相多功能電能表，其特征在于包括采樣單元、計(jì)量單元和MCU控制單元，所述的采樣單元采集用戶的電壓和電流參數(shù)，并經(jīng)過計(jì)量單元處理后發(fā)送給MCU控制單元，所述的MCU控制單元對(duì)采集測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、累計(jì)和分時(shí)費(fèi)率核算。
2. 如權(quán)利要求1所述的三相多功能電能表，其特征在于所述的采樣單元包括電壓取樣 裝置和電流取樣裝置，所述的電壓取樣裝置采用電阻分壓電路，所述的電流取樣電路采用電 流互感器。
3. 如權(quán)利要求1所述的三相多功能電能表，其特征在于所述的計(jì)量單元設(shè)置有對(duì)取樣 信號(hào)進(jìn)行濾波、放大處理的模塊，和將經(jīng)濾波、放大后的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字量，再 對(duì)數(shù)字量進(jìn)行計(jì)算處理，得出各種參數(shù)的模塊。
4. 如權(quán)利要求1所述的三相多功能電能表，其特征在于所述的MCU控制單元中設(shè)置有 數(shù)據(jù)處理模塊，該模塊對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算出最大需求量、對(duì)獲取的電壓和電流進(jìn)行比較判斷、 電能累計(jì)、分時(shí)費(fèi)率計(jì)算。
5. 如權(quán)利要求1所述的三相多功能電能表，其特征在于所述的MCU控制單元設(shè)置有存 儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器、LCD顯示器和實(shí)時(shí)時(shí)鐘。
6. 如權(quán)利要求1所述的三相多功能電能表，其特征在于所述的MCU控制單元設(shè)置有按 鍵輸入接口、脈沖輸出接口、紅外接口、和/或第一RS485接口和第二RS485接口。
7. 如權(quán)利要求1所述的三相多功能電能表，其特征在于還包括電源管理單元，該單元 由主電源和后備電池組成，所述的MCU控制器設(shè)置有監(jiān)測(cè)備用電池容量，并在備用電池容量 不足時(shí)進(jìn)行報(bào)警的模塊。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種三相多功能電能表，包括采樣單元、計(jì)量單元和MCU控制單元，所述的采樣單元采集用戶的電壓和電流參數(shù)，并經(jīng)過計(jì)量單元處理后發(fā)送給MCU控制單元，所述的MCU控制單元對(duì)采集測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生的電能數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、比較、累計(jì)和分時(shí)費(fèi)率核算。本實(shí)用新型集有功電能表、無功電能表、最大需求量、復(fù)費(fèi)率時(shí)段于一體，還具有電力參數(shù)測(cè)量儀的部分功能，可以測(cè)量用電設(shè)備的多種參數(shù)，實(shí)用性強(qiáng)，使用方便。
文檔編號(hào)G01R22/06GK201352234SQ200920131909
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2009年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日
發(fā)明者杰 孫, 偉 高 申請(qǐng)人:深圳市森暉電子有限公司