[發明專利]一種對用電器具有保護功能的導軌式智能電能表

在審

• 申請號: 201410009743.5
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號: CN103954814A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發明（設計）人: 何亞雄
• 申請（專利權）人: 何亞雄
• 主分類號: G01R11/02
• 分類號: G01R11/02
• 代理公司: 武漢金堂專利事務所 42212
• 代理人: 丁齊旭

技術領域

本發明涉及的是儀器儀表、電能計量及電氣自動化自動控制領域，特別是一種對用電器具有保護功能的導軌式智能電能表。

背景技術

現有的智能電能表，著重在計量、電參數、收費控制方面，例如IC卡電表，遠程控制電表，紅外抄表電表，都沒有對電表后級用電器進行保護的功能。空氣開關對電路有保護作用，但只是一個額定電流值，不能通過軟件對功率設定和調整，當電流大于額定電流時才能跳閘，但當后級電路出故障而電流沒有達到空氣開關的額定電流值，空氣開關不能跳閘。

發明內容

本發明的目的是提出一種對電路具有保護功能的智能電能表，很好的解決了以上問題，可以對后級用電的總負荷、單個用電器的功率、電阻性、電容性、電感性進行綜合判斷，判斷若有故障，通過電表自己的繼電器切斷電源，對電路起到更好的保護作用。

本發明是這樣實現的，它主要由外殼、主板、輸入接線裝置、輸出接線裝置、顯示裝置組成，在主板上裝有電源單元、通訊單元、計量及控制單元、顯示單元、繼電器控制單元、信號采集單元；電源單元給所有單元供電，通訊單元通過光電隔離與計量及控制單元連接，通訊單元設有RS485接口，信號采集單元的輸出與計量及控制單元連接，信號采集單元的輸入接有串接入火線中的錳銅片采樣器，繼電器控制單元的控制線圈與計量及控制單元連接，繼電器控制單元的主觸頭串接入火線中。

所述外殼的下部設有導軌式安裝槽。

本發明除具有一般智能電能表的計量、通訊、欠費斷電、故障顯示等功能外，還具有對表后用電總負荷進行設定和更改，對表后用電分負荷進行設定和更改。

1、對表后級用電的總負荷可以進行無級設定和更改，例如：電表用在一個家庭，這個家庭的用電器總共4120W，用電電壓為220V，空氣開關為40A，就可以把總負荷設定為4200W，若實際用電功率達到6000W，超過4200W，那肯定不是用電器在用電，一定是出了故障，這時，空氣開關沒有達到額定值不會跳閘（空氣開關只有達到40A，8800W才會跳閘），而本發明可以通過采樣、計算、判斷，用繼電器切斷后級用電器電源，起到保護作用。

2、對各單個用電器的最大功率可以設定和更改，可以對單個用電器的功率、電阻性、電容性、電感性進行綜合判斷。還是以上面的例子進行闡述，這個家庭的最大功率的用電器為空調，功率為1800W，就可以對單個用電器的最大功率設定為1850W，當功率的增加大于設定值1850，而總負荷沒有達到設定的4200W，這也一定不是用電器在用電，一定是出了故障，本發明可以通過采樣、計算、判斷，用繼電器切斷后級用電器電源，起到保護作用。

3、還是這個家庭最大功率的用電器為空調，功率為1800W，而其它用電器都是小于1000W的，那就可以對單個用電器的最大功率設定為1000W、阻性斷電，當空調起動時，有功和無功功率都有增加，雖然空調功率為1800W，大于1000W，但不是阻性負載，不切斷電源，這樣就可以更精確的保護后級電路。

以上設定和更改可以通過485通訊遠程無級設定和更改，也可以在現場進行。

原理說明：通過錳銅片采樣器對電信號進行采樣，得到電流、以及電壓、相位，計算有功功率和無功功率，進行計量，同時

1、對有功功率進行秒平均和設定的總負荷比較，若大于設定值，通過繼電器切斷電源。

2、對有功功率的變化值進行秒平均，有功功率的變化值大于單個的用電器設定值，說明增加了一個功率大于設定值的用電器，如果后級沒有這么大的用電器，可能就是短路或不完全短路，通過繼電器切斷電源。

3、對功率因數的變化進行判斷，可知增加的是電阻性、電容性還是電感性負載，對不合要求的，通過繼電器切斷電源。

切斷電源后，檢查后級電路，排除故障，電路正常后可按DL/T645協議或MODBUS協議通過繼電器送電。

本發明的電路保護功能與空氣開關相比具有智能化、精確化、多樣化，對各分用電器進一步細化了保護功能，使用電更安全。導軌式安裝，體積小，安裝方便。?

附圖說明

圖1是本發明的原理方框圖，

圖2是本發明的內部裝配示意圖，

圖3是本發明圖2的側視圖，

圖4是本發明的圖2的俯視圖，

圖5是本發明的外形軸測圖，

圖6是本發明的電氣原理圖。