智能一体式多功能电能表对负载的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种智能一体式多功能电能表对负载的控制方法，包括一个电能表本体，所述电能表本体上设有输入接口、负载监测端，输入接口和负载监测端分别被限定于电能表本体的两个不同表面上，电网零线和火线接入输入接口，若干个用户负载接入所述负载监测端，所述电能表本体上还设有设于输入接口与负载监测端之间的若干个传输连接配置、计量模块、断路模块、传输端口、显示器以及控制面板。通过本发明专利技术智能一体式多功能电能表对负载的控制方法能够在实现计量计费功能的同时实现对用户负载的控制，具有多个输出端口，数据传输方式灵活，可以使用户或维护人员方便获取这些数据信息，并能及时排除问题。

【技术实现步骤摘要】
本申请是基于2012年2月27日提交的申请号为201210045132.7，名称为“智能一体式多功能电能表及其对负载的控制方法”的分案申请。
本专利技术涉及电能计量领域，更特定言之，本专利技术涉及一种一体式多功能智能电能表，用于对电网用户进行用电量计量和负载控制。
技术介绍
通常意义上，电能表是一种连接于电网输电线与电网用户负载之间的电测量设备。例如，三相电能表是用于测量三相交流电路中电网电源输出或负载消耗的电能。它的工作原理与单相电能表相同，只是在结构上采用多组驱动部件和固定在转轴上的多个铝盘的方式，以实现对三相电能的测量。它由三个驱动元件和装在同一转轴上的三个铝盘所组成，它的读数直接反映了三相电网所消耗的电能。也有些三相电能表采用三组驱动部件作用于同一铝盘的结构，这种结构具有体积小，重量轻，减小了摩擦力矩等优点，有利于提高灵敏度和延长使用寿命等。但由于多组电磁元件作用于同一个圆盘，其磁通和涡流的相互干扰不可避免地加大了。为此，必须采取补偿措施，尽可能加大每组电磁元件之间的距离，因此，转盘的直径相应的要大一些。随着技术的不断进步，电能表已经从原先的这种机械计度器测量方式转变为当前的电子式计量方式，更出现了多种智能式的电子电能表。但是，当前技术通过不断的努力来解决智能电能表的测量精确度和实时性，以及通讯功能方面的缺陷，却没有一种电能表能够对用户负载进行合理监控及有效控制，即电能表本身的功能性仅仅是在电测量功能范围内不断改进，这严格限制了电能表的功能扩展，如果需要电测量仪表——即电能表与负载之间有效的连接，势必需要其他设备来实现对负载的监控，特别是对于当前用户负载类型的不断丰富以及电网的不断复杂化，电能表的改进不能及时有效，功能性因此受到限制。另一方面，电网用户，尤其是民用电网用户，其负载中的直流电计量仍没有有效装置及方法。因为直流电不同于多相交流电，不产生电磁交变量，因此无法利用常规电能表的感应装置进行测量，更无法实现监控。尤其是对于大直流电，现有技术常采用分流方式进行计量，但效果并不理想，且存在安全隐患。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有技术存在的缺陷，提出一种智能一体式多功能电能表，它能够对电网用户进行用电量计量和负载控制。为了解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案，一种智能一体式多功能电能表，其技术特征在于：它包括一个电能表本体，所述电能表本体上设有输入接口、负载监测端，输入接口和负载监测端分别被限定于电能表本体的两个不同表面上，电网零线和火线接入输入接口，若干个用户负载接入所述负载监测端，所述电能表本体上还设有：1)设于输入接口与负载监测端之间的若干个传输连接配置；2)计量模块，它包括取样转换电路、计量芯片、测试信息输出单元、至少一个互感器、微处理机和存储单元。其中互感器的副绕组连接至取样转换电路，计量芯片与取样转换电路耦合连接且通过测试信息输出单元连接至微处理机，微处理机分别通信连接至显示器和控制面板；3)断路模块，它包括开关、开关控制单元、控制闸和电流信息配置单元，开关控制单元与微处理机通信连接；4)传输端口，它与微处理机通信连接以传输微处理机产生的数据信息；5)显示器，它与微处理机通信连接以显示所述数据信息；以及6)控制面板，它与微处理机通信连接，用以输入功能控制信息。作为优选，电流信息配置单元包括电流传感器、电流比较装置和数据处理器，电网电力线分别接入电流传感器和电流比较装置。电流传感器、电流比较装置与数据处理器依次连接，且所述数据处理器连接至微处理机。作为优选，传输端口包括红外通信端口、RS485通信端口、ZIGBEE通信端口和GPRS通信端口。作为优选，所述若干个传输连接配置包括开关，互感器主绕组通过开关连接至输入接口。作为优选，若干个传输连接配置包括电流信息配置单元，所述第一接触端、第二接触端与第三接触端之间耦合连接。作为优选，若干个传输连接配置包括开关，所述开关控制单元与控制闸之间耦合连接。作为优选，本专利技术一体式多功能智能电能表对负载的控制方法包括步骤：1)闭合控制闸以接通电网与负载；2)所述取样转换电路通过互感器及第一接触端采集电流信号和电压信号，所述电流信息配置单元通过第三接线端获取电流信号。所述互感器对电网电力线的电流信号和电压信号加以取样，所得取样信息随后被传输给取样转换电路和计量芯片。同时电流信息配置单元通过第三接线端获取电流信号；3)所述取样转换电路对采集到的电流信号和电压信号进行模数转换并传输给计量芯片进行数据处理，计量芯片对得出的数据信息进行存储并将其传输至测试信息输出单元，取样转换电路将取样所得电流和电压模拟量转换为数字信息量，然后传输给计量芯片进行计量数据计算和处理。所述计量芯片对所得数字信息量进行计算得出电能值及相角。所述计量芯片对得出的数据信息进行存储并将其传输至测试信息输出单元，所述测试信息输出单元提取数据信息中的电流采集信息并将其传输至微处理机；4)所述电流信息配置单元将所获得的电流信号转换处理为电流配置信息并传输至微处理机；5)所述微处理机根据电流配置信息和电流采集信息来测定输出阻抗值和功率损耗值；6)所述微处理机将输出阻抗值与一个预设阻抗阈值进行比较，若所述输出阻抗值超出预设阻抗阈值，则所述微处理机通过开关控制单元断开断路模块，若所述输出阻抗值未超出预设阻抗阈值，则所述微处理机进一步判定功率损耗值是否超出一个预设功率阈值；7)若所述功率损耗值超出预设功率阈值，则所述微处理机判定负载类型并予以警示。这是通过微处理机和负载监测端来实现的。所述监测端包括多个负载传感器和分线开关，这些负载传感器能够根据所述输出阻抗值来判定哪条线路存在超负荷连接或非正常接通信息。所述分线开关断开以将线路负载切断电源，同时传感器将信息反馈给微处理机，则所述微处理机将此信息记录存储于自身耦合的一个存储单元中并通过传输端传输给远端主站服务器，同时在所述显示器上显示这些警示信息。若所述功率损耗值未超出预设功率阈值，则所述微处理机控制计量模块进行电能计量。作为优选，在步骤5)中，所述输出阻抗值是根据公式ΔR＝U/(IC－IS)得出，其中U为计量模块得出的电网电压计量值，IC为电流配置信息，IS为电流采集信息。作为优选，在步骤5)中，所述功率损耗值是根据公式∑ΔP＝UX·IC－UX·IS得出。其中UX为计量模块得出的电网电压计量值，IC为电流配置信息，IS本文档来自技高网...

【技术保护点】
智能一体式多功能电能表对负载的控制方法，其特征在于：所述智能一体式多功能电能表包括一个电能表本体(100)，所述电能表本体(100)上设有输入接口(80)、负载监测端(90)，所述输入接口(80)和负载监测端(90)分别被限定于电能表本体(100)的两个不同表面上，电网零线和火线接入输入接口(80)，若干个用户负载接入所述负载监测端(90)，所述电能表本体(100)上还设有：设于输入接口(80)与负载监测端(90)之间的若干个传输连接配置；计量模块(20)，它包括取样转换电路(21)、计量芯片(22)、测试信息输出单元(23)、互感器(27a，27b，27c)、微处理机(30)和存储单元(40)，所述互感器(27a，27b，27c)副绕组连接至取样转换电路(21)，所述计量芯片(22)与取样转换电路(21)耦合连接且通过测试信息输出单元(23)连接至微处理机(30)，所述微处理机(30)分别通信连接至显示器(50)和控制面板(70)；断路模块(10)，它包括开关(10a，10b，10c)、开关控制单元(11)、控制闸(12)和电流信息配置单元(24)，所述开关控制单元(11)与微处理机(30)通信连接；传输端口(60)，它与微处理机(30)通信连接以传输微处理机(30)产生的数据信息；显示器(50)，它与微处理机(30)通信连接以显示所述数据信息；以及控制面板(70)，它与微处理机(30)通信连接，用以输入功能控制信息；所述若干个传输连接配置包括电流信息配置单元(24)、第一接触端(25a，25b，25c)、第二接触端(26a，26b，26c)与第三接触端(28a，28b，28c)，所述第一接触端(25a，25b，25c)、第二接触端(26a，26b，26c)与第三接触端(28a，28b，28c)之间耦合连接；智能一体式多功能电能表对负载的控制方法包括步骤：1)闭合控制闸(12)以接通电网与负载；2)所述取样转换电路(21)通过互感器(27a，27b，27c)及第一接触端(25a，25b，25c)采集电流信号和电压信号，所述电流信息配置单元(24)通过第三接触端(28a，28b，28c)获取电流信号；3)所述取样转换电路(21)对采集到的电流信号和电压信号进行模数转换并传输给计量芯片(22)进行数据处理，所述计量芯片(22)对得出的数据信息进行存储并将其传输至测试信息输出单元(23)，所述测试信息输出单元(23)提取数据信息中的电流采集信息并将其传输至微处理机(30)；4)所述电流信息配置单元(24)将所获得的电流信号转换处理为电流配置信息并传输至微处理机(30)；5)所述微处理机(30)根据电流配置信息和电流采集信息来测定输出阻抗值和功率损耗值；6)所述微处理机(30)将输出阻抗值与一个预设阻抗阈值进行比较，若所述输出阻抗值超出预设阻抗阈值，则所述微处理机(30)通过开关控制单元(11)断开断路模块(10)，若所述输出阻抗值未超出预设阻抗阈值，则所述微处理机(30)进一步判定功率损耗值是否超出一个预设功率阈值；7)若所述功率损耗值超出预设功率阈值，则所述微处理机(30)判定负载类型，若所述功率损耗值未超出预设功率阈值，则所述微处理机(30)控制计量模块(20)进行电能计量。...

【技术特征摘要】
1.智能一体式多功能电能表对负载的控制方法，其特征在于：所述智能一体式多功能电能表
包括一个电能表本体(100)，所述电能表本体(100)上设有输入接口(80)、负载监测端(90)，所
述输入接口(80)和负载监测端(90)分别被限定于电能表本体(100)的两个不同表面上，电网
零线和火线接入输入接口(80)，若干个用户负载接入所述负载监测端(90)，所述电能表本体
(100)上还设有：
设于输入接口(80)与负载监测端(90)之间的若干个传输连接配置；
计量模块(20)，它包括取样转换电路(21)、计量芯片(22)、测试信息输出单元(23)、互感器(27a，
27b，27c)、微处理机(30)和存储单元(40)，所述互感器(27a，27b，27c)副绕组连接至取样
转换电路(21)，所述计量芯片(22)与取样转换电路(21)耦合连接且通过测试信息输出单元(23)
连接至微处理机(30)，所述微处理机(30)分别通信连接至显示器(50)和控制面板(70)；断路
模块(10)，它包括开关(10a，10b，10c)、开关控制单元(11)、控制闸(12)和电流信息配置单元
(24)，所述开关控制单元(11)与微处理机(30)通信连接；
传输端口(60)，它与微处理机(30)通信连接以传输微处理机(30)产生的数据信息；
显示器(50)，它与微处理机(30)通信连接以显示所述数据信息；以及控制面板(70)，它与
微处理机(30)通信连接，用以输入功能控制信息；
所述若干个传输连接配置包括电流信息配置单元(24)、第一接触端(25a，25b，25c)、第二
接触端(26a，26b，26c)与第三接触端(28a，28b，28c)，所述第一接触端(25a，25b，25c)、
第二接触端(26a，26b，26c)与第三接触端(28a，28b，28c)之间耦合连接；
智能一体式多功能电能表对负载的控制方法包括步骤：
1)闭合控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋锡强，郭峻峰，江大川，王治超，曾仕途，于峰，王洪剑，徐鹤还，李志，
申请(专利权)人：华立仪表集团股份有限公司，国网山东海阳市供电公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33