一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)及其方法
【專(zhuān)利摘要】一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)及其方法，所述的電子式電能表包括供電單元、分壓電路、分流器、零線電流互感器和計(jì)量模塊MCU，所述的供電單元、分壓電路、分流器和零線電流互感器的信號(hào)采集端均與市電電源的相線L、零線N相連，其信號(hào)輸出端均與計(jì)量模塊MCU的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連，所述的系統(tǒng)還包括功率CT和電源變換電路，所述的功率CT套裝在相零線回路上，用于感應(yīng)用電電壓，所述的功率CT的信號(hào)輸出端與電源變換電路的信號(hào)輸入端相連，所述的電源變換電路的信號(hào)輸出端與計(jì)量模塊MCU的采樣信號(hào)輸入端相連。本發(fā)明使用時(shí)，當(dāng)電能表被用戶(hù)移除電壓后不管用電負(fù)載大小仍然能夠達(dá)到有效計(jì)量的目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電能表的電能計(jì)量領(lǐng)域，具體而言是一種電能表掉零或相線后仍能計(jì)量的防竊電計(jì)量系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著家庭各類(lèi)電器的增多，民用電量劇增，受經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，竊電現(xiàn)象也日益嚴(yán)重，各種新的竊電方式不斷出現(xiàn)，據(jù)估計(jì)，全國(guó)每年因電能被盜竊損失達(dá)200多億元，國(guó)外特別是南亞一些國(guó)家竊電現(xiàn)象更加普遍，影響了供電企業(yè)的正常發(fā)展。目前市場(chǎng)上的防竊電表，或防竊電功能單一，無(wú)法有效防止竊電事件的發(fā)生，或成本太高無(wú)法大面積普及。特別是南亞一些國(guó)家，用戶(hù)經(jīng)常采用移除電壓竊電方式，該方法是竊電者試圖移除電能表的火線或者零線，使得電表沒(méi)有供電電壓而無(wú)法工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對(duì)用戶(hù)移除電能表的火線或者零線，電表沒(méi)有供電電壓而無(wú)法工作的問(wèn)題，提出一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)及其方法。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，所述的電子式電能表包括供電單元、分壓電路、分流器、零線電流互感器和計(jì)量模塊MCU，所述的供電單元、分壓電路、分流器和零線電流互感器的信號(hào)采集端均與市電電源的相線L、零線N相連，其信號(hào)輸出端均與計(jì)量模塊MCU的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連，所述的系統(tǒng)還包括功率CT和電源變換電路，所述的功率CT套裝在相零線回路上，用于感應(yīng)電能表的用電電壓，所述的功率CT的信號(hào)輸出端與電源變換電路的信號(hào)輸入端相連，所述的電源變換電路的信號(hào)輸出端與計(jì)量模塊MCU的米樣信號(hào)輸入端相連。
[0005]本發(fā)明的功率CT包括電流互感器和采樣電阻R45，所述的電流互感器作為功率CT的采樣信號(hào)端套裝在相零線回路上，所述的電流互感器的信號(hào)輸出端并聯(lián)在采樣電阻R45的兩端，所述的采樣電阻R45的兩端連接電源變換電路。
[0006]本發(fā)明的電源變換電路為由二極管D6-D9構(gòu)成的整流橋，所述的電源變換電路的輸出端通過(guò)限流電阻R46、R41和電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul后與計(jì)量模塊MCU的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連。
[0007]本發(fā)明的供電單元包括壓敏電阻YM、熱敏電阻F1P、變壓器Tl、整流二極管D1、D3、D4、穩(wěn)壓二極管D2、電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul、電解電容CE3、CE4和電阻R17、R42、R43，所述的壓敏電阻YM的兩端分別與相線L、零線N相連，所述的壓敏電阻YM的零線端通過(guò)熱敏電阻FlP串接在變壓器Tl的一輸入端，變壓器Tl的另一輸入端連接壓敏電阻YM的相線端，變壓器Tl的一輸出端串接整流二極管Dl的正極，整流二極管Dl的負(fù)極連接電阻R41的一端，電阻R41的另一端連接電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸入端，整流二極管Dl的負(fù)極和電阻R41的連接點(diǎn)與穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓二極管D2的正極接相線L，電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul將輸入電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓為計(jì)量模塊MCU供電。
[0008]一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的方法，應(yīng)用前述實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，它包括:
當(dāng)電能表正常運(yùn)行時(shí)，供電單元提供工作電源給計(jì)量模塊MCU以及外圍電路工作，功率CT上無(wú)感應(yīng)電壓產(chǎn)生；
當(dāng)用戶(hù)移除電壓線時(shí)，供電單元不產(chǎn)生MCU的工作電源；如果用戶(hù)啟用負(fù)載繼續(xù)用電，功率CT感應(yīng)出電能表的用電電壓，并且通過(guò)電源變換電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓發(fā)送至計(jì)量模塊MCU，該直流電壓為計(jì)量模塊MCU供電并且作為竊電計(jì)量的信號(hào)輸入，所述的計(jì)量模塊MCU計(jì)量竊電負(fù)載的用電量W，該計(jì)量模塊MCU間歇性喚醒進(jìn)行供電計(jì)量:W=
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，所述的電子式電能表包括供電單元、分壓電路、分流器、零線電流互感器和計(jì)量模塊MCU，所述的供電單元、分壓電路、分流器和零線電流互感器的信號(hào)采集端均與市電電源的相線L、零線N相連，其信號(hào)輸出端均與計(jì)量模塊MCU的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連，其特征是所述的系統(tǒng)還包括功率CT和電源變換電路，所述的功率CT套裝在相零線回路上，用于感應(yīng)電能表的用電電壓，所述的功率CT的信號(hào)輸出端與電源變換電路的信號(hào)輸入端相連，所述的電源變換電路的信號(hào)輸出端與計(jì)量模塊MCU的采樣信號(hào)輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，其特征是所述的功率CT包括電流互感器和采樣電阻R45，所述的電流互感器作為功率CT的采樣信號(hào)端套裝在相零線回路上，所述的電流互感器的信號(hào)輸出端并聯(lián)在采樣電阻R45的兩端，所述的采樣電阻R45的兩端連接電源變換電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，其特征是所述的電源變換電路為由二極管D6-D9構(gòu)成的整流橋，所述的電源變換電路的輸出端通過(guò)限流電阻R46、R41和電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul后與計(jì)量模塊MCU的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸入端相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，其特征是所述的供電單元包括壓敏電阻￥1、熱敏電阻？1?、變壓器11、整流二極管01、03、04、穩(wěn)壓二極管D2、電壓轉(zhuǎn)換芯片U1、電解電容CE3、CE4和電阻R17、R42、R43，所述的壓敏電阻YM的兩端分別與相線L、零線N相連，所述的壓敏電阻YM的零線端通過(guò)熱敏電阻FlP串接在變壓器Tl的一輸入端，變壓器Tl的另一輸入端連接壓敏電阻YM的相線端，變壓器Tl的一輸出端串接整流二極管Dl的正極，整流二極管Dl的負(fù)極連接電阻R41的一端，電阻R41的另一端連接電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul的輸入端，整流二極管Dl的負(fù)極和電阻R41的連接點(diǎn)與穩(wěn)壓二極管D2的負(fù)極相連，穩(wěn)壓二極管D2的正極接相線L，電壓轉(zhuǎn)換芯片Ul將輸入電壓轉(zhuǎn)換為3.3V電壓為計(jì)量模塊MCU供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，其特征是所述的系統(tǒng)還包括電池或超級(jí)電容CE2,所述的電池或超級(jí)電容CE2的供電信號(hào)端與計(jì)量模塊MCU的供電信號(hào)輸入端相連。
6.一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的方法，應(yīng)用權(quán)利要求1-4之一所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，其特征是它包括: 當(dāng)電能表正常運(yùn)行時(shí)，供電單元提供工作電源給計(jì)量模塊MCU以及外圍電路工作，功率CT上無(wú)感應(yīng)電壓產(chǎn)生； 當(dāng)用戶(hù)移除電壓線時(shí)，供電單元不產(chǎn)生MCU的工作電源；如果用戶(hù)啟用負(fù)載繼續(xù)用電，功率CT感應(yīng)出電能表的用電電壓，并且通過(guò)電源變換電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓發(fā)送至計(jì)量模塊MCU，該直流電壓為計(jì)量模塊MCU供電并且作為竊電計(jì)量的信號(hào)輸入，所述的計(jì)量模塊MCU計(jì)量竊電負(fù)載的用電量W，該計(jì)量模塊MCU間歇性喚醒進(jìn)行供電計(jì)量:W=^UXlraisiXt，其中:u為電能表的額定電壓，i為MCU被喚醒的次數(shù)，1ns，此次負(fù)載的用電電流t為MCU間歇性喚醒的間隔時(shí)間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的方法，其特征是:當(dāng)相線L被用戶(hù)切斷時(shí)，負(fù) 載的用電電流Irms采用零線電流傳感器的采樣電流；當(dāng)零線N被用戶(hù)切斷時(shí),負(fù)載的用電電流Irms采用分流器的采樣電流。
8.一種實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的方法，應(yīng)用權(quán)利要求5所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的系統(tǒng)，其特征是它包括以下步驟: 當(dāng)電能表正常運(yùn)行時(shí)，供電單元提供工作電源給計(jì)量模塊MCU以及外圍電路工作，功率CT上無(wú)感應(yīng)電壓產(chǎn)生； 當(dāng)用戶(hù)移除電壓線時(shí)，供電單元不產(chǎn)生MCU的工作電源: 如果用戶(hù)啟用負(fù)載繼續(xù)用電并且電流較大，功率CT感應(yīng)出電能表的用電電壓，并且通過(guò)電源變換電路將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓發(fā)送至計(jì)量模塊MCU，該直流電壓為計(jì)量模塊MCU供電并且作為竊電計(jì)量的信號(hào)輸入，所述的計(jì)量模塊MCU計(jì)量竊電負(fù)載的用電量； 如果用戶(hù)啟用負(fù)載繼續(xù)用電并且負(fù)載電流很小，功率CT感應(yīng)不出電壓，由電池或超級(jí)電容為計(jì)量模塊MCU供電并且作為竊電計(jì)量的信號(hào)輸入，所述的計(jì)量模塊MCU采用下述公式計(jì)量竊電負(fù)載的用電量W，該計(jì)量模塊MCU間歇性喚醒進(jìn)行供電計(jì)量:
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的方法，其特征是:當(dāng)相線L被用戶(hù)切 斷時(shí)，負(fù)載的用電電流Irms采用零線電流傳感器的采樣電流；當(dāng)零線N被用戶(hù)切斷時(shí),負(fù)載的用電電流Irms采用分流器的采樣電流。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的實(shí)現(xiàn)電子式電能表掉零線或相線后仍能計(jì)量的方法，其特征是:如果用戶(hù)啟用負(fù)載繼續(xù)用電并且電流較大是指電流大于1A，如果用戶(hù)啟用負(fù)載繼續(xù)用電并且負(fù)載電流很小是指電流小于1A。
【文檔編號(hào)】G01R11/24GK103592483SQ201310536868
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月4日
【發(fā)明者】張健輝, 陸鋒雷, 朱德省 申請(qǐng)人:江蘇林洋電子股份有限公司