检测多相电度表中篡改的装置和方法制造方法及图纸

一种用于确定一个２单元电子电度表（１４）中参考电压缺少（指示可能的篡改）的装置，包括一个用于从电压和电流信号确定电功率的处理器（１６），和一个用于指示电度表（１４）操作状态的显示器。为了确定在一个３线三角形连接或网络安装中的电度表（１４）的参考电压是否失去，测量两个相之间的相角差值。如果相位差等于一个预定值，那么电度表在显示器（３０）上指示参考电压的失去，和可能发生了篡改。装置可以进一步适用于确定一个时间长度，该时间长度是表示已经达到可以通知适当的法律和记帐机构的条件。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求Holdsclaw等1998年5月15日申请的标题为“”的，美国临时专利申请序列号为60/085,650的申请的权利。应当知道，由于电度表中的电子元件的可靠性和大的操作环境温度范围，它们已经得到了广泛的应用。此外，现代的电子信号处理设备，例如，微处理器，具有比现有机械设备在计算电功率方面更大的精确性潜力。因此，提出了各种形式的实际上没有任何运动部件的电子电度表。已经提出了几种包括微处理器的电度表。许多新的固态电度表也包括液晶显示器(LCD)，以把信息传送到电度表外部的个人或设备。一般，LCD显示器包括信号器，信号器接通指示存在不同的电压相(例如，在多相电度表中的相A，相B，和相C)，其关闭指示缺少一相或多相。在一些情况下，信号器闪烁指示相的缺少。供电商关心不正确的布线问题，和篡改电度表以逃避耗电的计量和用电费用的不道德个人。因此，电度表一直装备有相电压指示，以便对各相上的电压的存在发出信号。这有助于检测正常相电压中断，以及除去一相电压而由于其它相的电压使电度表看上去仍然在工作的篡改。但是，老式电度表仅简单地查看电压的存在，而不检查电压的实际幅度。这是出于假设，如果一相电压被除去，那么将没有电压剩余；因而不需要检查幅度。但是，在用2单元多相电度表测量时，一般有三个连接的电压点，三个电压点中的一个是其它两个的参考。两种正常安装是3线三角形连接，和3线星形连接。3线三角形相对于相B(第三连接)连接到相A和C。两个电压Va-b和Vc-b之间的角度是60度或300度。并且两个电压是服务的实际线间电压。3线星形连接到相A和C，以及，但是相对于地线(第三连接)。两个电压Va-g和Vc-g之间的角度是120度或240度。并且两个电压是实际线与中性点(或地)电压(它是线间电压的57.7％)。对于2单元电度表，一般有两个相指示器，每个非参考相一个。在任何一种服务类型情况下，除去相A或C将产生失去一相电压的指示，因为该相相对于参考相没有电压，并且将使相指示器之一发出失去一相的指示。但是，如果失去参考电压，并且允许参考点浮动，那么参考电压将浮动到两个剩余电压之间的中途。现在，每个相-参考电压将是相-相电压的50％。这种电压幅度的减小与各相电流的角度关系的改变一同将显著减小电度表的配准。但是，由于跨越每个相-参考电压仍然有一个非零电压，因而相指示器仍然指示两相上存在电压。因此，需要有一种电子仪表能够自动检测和指示由于错误布线或篡改造成的中性点以及其它相电压的失去。本专利技术通过使用一种测量正常连接的相(例如，根据服务类型，相A和相C，相对于参考相，相B或地线)之间的相角差的新检测技术解决了上述问题。专利技术综述在确定多相电子电度表中的篡改的方法和装置中解决了上述问题，并取得了本专利技术的优点。这种电度表包括一个用于从电压和电流信号确定电功率和产生一个代表电能确定的能量信号的第一处理器，和一个用于接收能量信号和产生代表所述能量信号的指示信号的第二处理器。电度表最好也包括一个连接到第一和第二处理器的诸如电擦除可编程只读存储器之类的非易失性存储器，用于存储处理器使用的数据和存储处理器产生的信息。该电度表测量一个网络配置中的三线星形连接中的两相之间的相位差，以决定篡改是否发生。图8示出了本专利技术的电子电度表的显示器；和图9是为确定电度表中是否发生篡改而执行的处理过程的流程图。附图的详细描述附图说明图1示出了一个用于确定电子电度表中参考电压失去(指示可能的篡改)的新的电度表，并概括地标为10。最初要注意适当地构造这个电度表，使其能够支持实现将来的更高级的测量功能。在这里详细地说明这种将来实现特征。图1是显示根据本专利技术的示例电度表的功能组件以及接口的方框图。如图1中所示，用于测量三相或单相电能的电度表最好包括一个数字LCD型显示器30，一个最好包括A/D转换器和一个可编程DSP的电度表集成电路(IC)14，和一个微控制器16。分压器12A,12B,12C和电流变换器或分路器18A,18B,18C分别感测通过电服务提供商的发电机与电能使用者之间的电能传输线路传送的模拟电压和电流信号。电阻分压器12A-12C和电流变换器18A-18C的输出，或感测的电压和电流信号，作为对电度表集成电路14的输入。电度表集成电路14中的A/D转换器把感测的电压和电流信号转换成模拟电压和电流信号的数字代表。在一个优选实施例中，A/D转换处理的执行正如转让给ABB电力T&D公司的，1996年8月6日申请的，标题为“使用多路复用模数转换器的可编程电度表”的，第5,544,089号美国专利中所述。然后，把数字电压和电流信号输入到电度表集成电路14中的可编程DSP，以产生代表各种功率测量值的脉冲信号42,44,46,48，例如，每个脉冲信号代表与瓦特、伏安(VA)或无功伏安(VAR)相关的Ke值。这些脉冲信号可以由微控制器16处理，以执行用于记账目的的收入计量功能。根据本专利技术，示例微控制器16执行大量的收入计量功能，以及仪表功能。与收入功能相反，仪表功能是要协助技术人员根据近瞬时条件对电度表评价服务。仪表测量值可以包括诸如频率，瓦特，无功伏安和伏安等系统参数，和电压，电流，相角，功率因数，电流与电压角度，千瓦，千无功伏安，千伏安之类的每相信息，和有关这些参数的谐波失真。电度表集成电路14和微控制器16中的每个最好通过一个IIC总线36与一个或多个存储器件连接。提供了一个EEPROM 35，以存储收入数据，以及各种程序和程序数据。在安装后通电时，可以把电源故障，或数据变更通信，例如存储在EEPROM 35中的选定程序和程序数据，下载到与电度表集成电路14相连的程序RAM和数据RAM，如图1中所示。在微控制器16的控制下，DSP根据存储在各程序和数据RAM中的下载的程序和数据处理数字电压和电流信号。为了执行仪表功能，微控制器16可以利用来自DSP的电压和电流，带有超前/滞后指示的真实和视在能量频率，和相对电压或电流相角信息。根据本专利技术的一个优选实施例，电度表集成电路14监视两个线循环上的数字相电压信号和相电流信号(在大约50或60Hz，两个线循环测量值在这里定义为RMS测量值，尽管它们是“近瞬时的”)，然后计算RMS电压和电流值，带有超前/滞后指示的真实和视在能量平均频率，或相对电压或电流相角信息。应当理解，线循环数量最好是可编程的，并且可以把一个不同的线循环数，例如一次线循环，用于指定测量。一次计算一相的RMS参数，并存储在IC 14的数据RAM中。微控制器16为了请求的仪表测量经过IIC总线36轮询这些寄存器中的数据。由于仪表测量值是近瞬时的，所以除了当前请求的值以外不存储任何值。电度表集成电路14中的DSP也驱动电位指示器线路41,43和45。微控制器16把线路状态反映到电位指示器27,29和31，电位指示器最好在LCD 30的指定部分。只要对应相电位存在，每相的电位指示器保持发光。相A,B，和C电位信号从电度表集成电路14输出到微控制器16，微控制器16又驱动电位指示器27,29和31，从而当对应的电位信号是高电平时，电位指示器保持发光。本专利技术最好利用LCD 30的三种显示模式，即，正常，交替和测试模式。在安装后通电时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定多相电子测量设备中缺少共同参考电压的装置，所述电能测量设备接收具有多相的电能，所述装置包括：接收所述电能的多个电压相和所述共同参考电压的电压输入电路，所述电压输入电路输出指示每个所述电压相和所述共同参考电压的多个电压信号；和 接收所述电压信号并确定有关所述多个电压相的相信息的处理系统，其中所述处理系统根据至少所述相信息确定缺少所述共同参考电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：斯科特T赫尔兹克劳，爱德华拜罗塞特，
申请(专利权)人：ABB公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]