[發明專利]單相費控智能電能表

在審

• 申請號: 201410444785.1
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104181386A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 王玨;鞠險峰;李佳燚;吳清早
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電工儀表研究所
• 主分類號: G01R22/10
• 分類號: G01R22/10
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明屬于電工儀器儀表行業電能計量領域，特別涉及一種單相費控智能電能表。

背景技術

電能表作為電能用戶用電量的專用計量器具，經歷了從感應式電能表到全電子式電能表的發展，其中全電子式電能表在功能上又經歷了普通電子式電能表、復費率電能表、預付費電能表、多功能電能表等發展階段。

目前現有電能表利用主站遠距離抄表，大大提高抄表精確性，有效避免人工抄表的誤差，并可遠程查詢電表實時數據，幫助供電公司和電力用戶第一時間獲取異常情況，方便及時搶修，減少停電時間。

但是由于現有的智能電表軟件設計，硬件設計，元器件選型等方面存在一定缺陷，同時設計時對現場情況和惡劣環境考慮不足，在現場運行和安裝過程中發生了許多問題：

1.?由于硬件電路本身的缺陷，電表使用時給電網帶來紋波，使電網中發生諧振而造成過電流或過電壓而引發事故，增加附加損耗，降低發電、輸電及用電設備的效率和設備利用率；

?2.在強磁環境下，由于變壓器沒有預防強磁的措施，變壓器后端電流變大，當達到熱敏電阻動作的閥值時，導致電能表死機，無法有效的計量，給用戶竊電提供了可乘之機；

3.個別廠家出于成本需求等原因的考慮，送檢電表和供貨電表不一致；

4.一些用戶由于現場環境的限制，載波通信抄收數據效果不好。

發明內容

本發明內容克服現有技術的不足，提供了一種單相費控智能電能表?，它由硬件和軟件兩部分組成，其中硬件包括計量電路、電源電路、電池及檢測電路、485通信電路、主控電路、存儲電路、繼電器控制電路、載波通信電路、紅外通信電路、多功能脈沖輸出電路、顯示電路、安全加密電路。軟件包括測量模塊程序、計量模塊程序、數據處理模塊程序、系統處理模塊程序、負荷控制模塊程序、通信處理模塊程序、事件凍結模塊程序。硬件部分還包括繼電器及電源異常檢測電路。所述電源電路用于載波通信供電時紋波電壓0.4‰，所述的485通信電路有極性和無極性芯片通用，所述的載波通信電路是載波通信模塊和微功率通信模塊通用電路。

????所述的計量電路采用高精度的電能專用計量芯片，完成對采樣電壓和電流信號進行相關運算和處理，實現功率測量和脈沖信號輸出功能；所述電源電路為整個電能表系統提供電源，通過整流，將電表所在的供電線路中的220伏高壓交流電，轉換為可供系統直接使用的低壓直流電，使用開關電源降低供給載波模塊的紋波；所述電池及檢測電路，為保證在意外或突發故障情況下整個電表系統能正常工作，在設計時為其提供備用電源，通常為鋰電池，以確保整個系統的正常運行，當電池電壓低于3V時，顯示電池欠電報警；所述繼電器及電源異常檢測電路是檢測電能表的外部供電在電能表正常工作電壓范圍時，但電能表內部處理器工作電壓異常，對于負荷開關內置電能表，檢測表內負荷開關誤動作；所述485通信電路是指利用RS485通信協議傳輸電能表數據和遠程控制電能表；所述主控電路是微控制器（即MCU）通過SPI和I2C總線方式控制外圍各模塊的運行狀態，實現電能表的各項功能；所述存儲電路是系統在設計時采用EEPROM，即可擦可編程只讀存儲器，存儲和記錄大量數據，同時能保證在各種意外和突發事故造成的掉電情況下，用戶用電數據的不消失和長期存儲。所述繼電器控制電路控制繼電器的合閘和跳閘實現對用戶用電控制的目的。所述載波通信電路利用現有的輸配電電力線網絡作為傳輸介質，實現數據傳輸與信息交換的一種電路，實現電能表與電力部門的遠程售電系統的聯網。所述紅外通信電路是抄表人員的手持紅外抄表器和位于用戶端的智能電能表紅外通信，實現電量數據抄讀和遠程控制。所述多功能脈沖輸出電路是秒脈沖和時段投切脈沖輸出復用電路；所述顯示電路是顯示當前用戶各時段的電量以及組合總電量。遠程售電系統通過虛擬介質（主要是載波和RS485通信）對費控電能表下發復費率時段表、電量結算日等信息。所述安全加密電路是實現安全存儲、數據加／解密、雙向身份認證、存取權限控制、線路加密傳輸等安全控制功能，是單相電能表必不可少的組成部分。