[發(fā)明專利]電能計(jì)量防竊電系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710931152.7
• 申請(qǐng)日: 2017-10-09
• 公開（公告）號(hào): CN107607760A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉東;閆書芳;朱國(guó)富;馮子蛟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江陰長(zhǎng)儀集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01R11/24
• 分類號(hào): G01R11/24;G01R11/02
• 代理公司: 無(wú)錫市匯誠(chéng)永信專利代理事務(wù)所(普通合伙)32260
• 代理人: 張歡勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電能計(jì)量防竊電系統(tǒng)以及電能計(jì)量防竊電方法。

背景技術(shù)

隨著用電需求的增加和國(guó)家售電市場(chǎng)的放開，受經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)使，竊電越來(lái)越嚴(yán)重，竊電手段也越來(lái)越多變和隱蔽，由于現(xiàn)在智能電能表已經(jīng)能對(duì)開表蓋的行為有監(jiān)控，在表外竊電的手段越來(lái)越多，而斷開零線或者火線使電能表不能正常工作是一種新的竊電方式，而解決這種竊電方式的普遍做法是增加功率CT和電源變換電路，通過功率CT感應(yīng)到的電流再通過電源變換電路給計(jì)量芯片和管理MCU提供電源，如授權(quán)公告號(hào)為CN 103592483B公開了一種實(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。

但是這種方法存在以下缺點(diǎn)：

CT感應(yīng)和電源變換電路取自市電電網(wǎng)的電，帶來(lái)市電線損，不節(jié)能；CT感應(yīng)和電源變換電路成本較大，不經(jīng)濟(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種減少功耗的電能計(jì)量防竊電系統(tǒng)以及電能計(jì)量防竊電方法。

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種電能計(jì)量防竊電系統(tǒng)包括電壓采樣電路、火線電流采樣電路、零線電流采樣電路、具有計(jì)量模塊功能的MCU以及低功耗電源管理電路，所述電壓采樣電路、火線電流采樣電路、零線電流采樣電路均連接市電和具有計(jì)量模塊功能的MCU，所述低功耗電源管理電路包括后備電池BT2、充電電池BT1、市電供電電路和電源切換單元，所述后備電池BT2、充電電池BT2以及市電供電電路均與具有計(jì)量模塊功能的MCU相連給其供電，所述電源切換單元用于切換充電電池BT1與備用電池BT2 的通斷以及用于選擇具有計(jì)量模塊功能的MCU的供電電源。

進(jìn)一步的，所述低功耗電源管理電路還包括二極管D1、二極管D2、二極管D3、三極管 V1以及三極管V2，二極管D1的正極連接市電電源，負(fù)極連接電源管理單元以及充電電池BT1，二極管D2正極連接市電電源，負(fù)極連接電源管理單元以及后備電池BT2，充電電池BT1和后備電池BT2則連接電源管理單元，二極管D3的正極連接市電電源，負(fù)極連接三極管V1的發(fā)射極，三極管V1的集電極輸出電流給具有計(jì)量模塊功能的MCU供電，三極管V2的發(fā)射極連接充電電池BT1和后備電池BT2，基極連接電源管理單元，集電極輸出電流給具有計(jì)量模塊功能的MCU供電。

進(jìn)一步的，所述具有計(jì)量模塊功能的MCU的型號(hào)為HT5019。

一種電能計(jì)量防竊電方法：

利用電壓采樣電路、火線電流采樣電路、零線電流采樣電路采集市電的電壓、電流信號(hào)傳送至MCU,MCU內(nèi)置計(jì)量模塊；

當(dāng)市電供電時(shí)，直接利用市電給具有計(jì)量模塊功能MCU供電，且MCU對(duì)充電電池的工作狀態(tài)和容量進(jìn)行監(jiān)控，充電電池處于空閑狀態(tài)且容量不足時(shí)，給充電電池充電；

當(dāng)MCU輸入電源側(cè)出現(xiàn)電源電壓丟失時(shí)，MCU關(guān)閉內(nèi)置計(jì)量模塊，進(jìn)入Hold模式，MCU 每隔時(shí)間T喚醒內(nèi)置的計(jì)量模塊，打開火線電流采用電路和零線電流采樣電路分別采集火線電流和零線電流，采集時(shí)間持續(xù)200ms，如果火線電流和零線電流的都小于0.1A，則繼續(xù)關(guān)閉計(jì)量模塊，如果有一路電流大于0.1A，則根據(jù)采樣值大的電流計(jì)算視在功率，把計(jì)算值寫入到常數(shù)有功功率寄存器中，寫入結(jié)束后，將計(jì)量功能模塊關(guān)閉，MCU繼續(xù)進(jìn)入Hold模式，此時(shí)MCU就會(huì)一直用該常數(shù)功率累加發(fā)脈沖并累加電能，即MCU計(jì)量處于常數(shù)模式，工作處于Hold模式。

當(dāng)MCU輸入電源側(cè)出現(xiàn)電源電壓丟失時(shí)，具有計(jì)量模塊功能MCU的控制電源切換電路使用充電電池給MCU供電，當(dāng)充電電池耗電完畢后，使用后備電池給MCU供電。

進(jìn)一步的，時(shí)間間隔T為5秒，計(jì)量模塊的工作頻率為900kHz。