全电子多功能预付费电能表制造技术

一种全电子多功能预付费电能表，包括壳体和控制电路，其特征在于所说的电路中至少包括电能计量单元和数据处理显示单元；所说的电能计量单元连接用户的三相用电对电流和电压进行采样，采样信号分两路输入电能计量电路进行处理和运算，输出正比与有功、无功电能量的两路脉冲信号，该脉冲信号驱动计度器显示有功、无功电能累计值，同时输入给数据处理显示单元进行数据处理；所说的数据处理显示单元的ＣＰＵ用以处理计量单元提供的脉冲信号，完成预付费控制、最大需量计算、数据定时存储的数据处理，与ＣＰＵ连接的实时时钟输出所需时间数据，ＬＥＤ用于显示剩余电量，ＩＣ卡接口实现ＣＰＵ与ＩＣ卡的物理连接，存储器用于存储电能数据和电表参数。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电能表领域，特别是涉及一种电能计量和用电结算的全电子多功能预付费电能表。
技术介绍
现有技术中已有预付费电能表，但目前的预付费电能表只能按照有功电能的计量数值和预购数值进行付费控制，存在以下不足一是电费费率固定，遇到电费调整时无法对表计的剩余电量增收或退补差价；二是无法实行阶梯电价等用电优惠政策；三是无法对用户的无功电能消耗和功率因数进行考核，部分有最大需量功能的也仅仅有有功最大需量。
技术实现思路
本技术的目的是为了避免
技术介绍
中的不足，而设计一种可以同时计量有功、无功电能，记录有功、无功、视在功率需量并按照时标记录数据的预付费电能表。本技术为实现上述目的采用的技术方案为全电子多功能预付费电能表它包括壳体和控制电路。其特征在于所说的电路中至少包括电能计量单元和数据处理显示单元。所说的电能计量单元连接用户的三相用电对电流和电压进行电流、电压采样，采样信号分两路输入电能计量电路进行处理和运算，即分别进行有功和无功电能计量和对采样信号进行处理，输出正比与有功、无功电能量的两路脉冲信号，该脉冲信号驱动计度器显示有功、无功电能累计值，同时输入给数据处理显示单元进行数据处理。所说的数据处理显示单元的CPU用以处理计量单元提供的脉冲信号，完成预付费控制、最大需量计算、数据定时存储的数据处理，与CPU连接的实时时钟输出所需时间数据，LED用于显示剩余电量，IC卡接口实现与CPU与IC卡的物理连接，存储器用于存储电能数据和电表参数。本技术的优点是，在按照有功电能量进行预付费控制，解决电费收缴问题和免抄表外，同时计量无功用电量和有功、无功、视在功率最大需量，并使用内置时钟安设定的抄表日结存当月用电数据。这样一方面使用电管理部门在预收费、免抄表的同时能够掌握用户用电情况；另一方面可以按照无功用电量或最大需量数据根据规定进行电费奖罚，也可以按照月有功用电量大小进行电费优惠，增加了用电营销的技术手段。此外，本技术是全电子电能表，但设计的整机外形和安装尺寸与现有三相感应式电能表完全相同，可以在原有计量箱(柜)中直接替换感应电能表。并且实施本技术可以替代原先需要分别安装的有功电能表和无功电能表。以下将结合本技术的实施例参照附图进行详细叙述。附图说明图1全电子多功能预付费电能表原理框图；图2全电子多功能预付费电能表外观示意图；图3电能表结构装配图；图4电能计量单元电路原理图；图5数据处理显示单元的原理图。具体实施方式本实施例给出一种三相四线多功能预付费电能表。该表内部结构如附图3所示，其中1是底壳，2是支撑架，3是电能计量单元，4是数据处理显示单元，5是上盖，6是无功电能计度器，7是有功电能计度器，8是LED显示器，9是IC卡接口。整机外形和安装尺寸与241系列三相感应式电能表相同。图1所示为本技术的原理框图。A、B、C三相电和零线N经过电流互感器、电压互感器进行电流、电压采样，采样信号分两路分别进行有功和无功电能计量。计量单元对采样信号进行处理输出正比与有功、无功电能量的脉冲信号。该脉冲信号一方面驱动计度器显示有功、无功电能累计值，同时提供给CPU进行数据处理。CPU处理计量单元提供的脉冲信号，实现预付费控制、最大需量计算、数据定时存储等多种功能。实时时钟用于提供CPU所需时间信号；LED用于显示剩余电量，提醒用户及时购电；IC卡接口实现与CPU与IC卡的物理连接；存储器由于存储电能数据。电能计量单元原理图如附图4所示，U11是电能计量芯片(选用SA9105)，U7是运算放大器OP07。用三相电流互感器采集用户三相的用电电流，由ACUR、BCUR、CCUR端子输入U11，三相电压通过AVOL、BVOL、CVOL端子经过电阻网络分压后也输入U11，U11对电压电流进行采样和计算后，通过A-F 3输出正比与有功电能的脉冲信号。无功电能的计量在对电压、电流信号进行移相后通过一组与上述电路完全相同的电路实现，由U7运算放大器OP07构成45度移相电路；A-F3脉冲信号经分频后驱动计度器，显示累计有功、无功电能量。数据处理单元如附图5所示，包括CPU(D1，选用PIC单片机)、存储器D2(选用93C46)和时钟芯片D3(选用RS372A)、两组3位数码管N5N6、移位寄存器D4(74LS164)。计量单元输出的有功和无功脉冲输入到CPU，累计计算出实际用电有功电能和无功电能，CPU将保存的已预购的电量数递减使用的有功电能数，剩余电量为零时通过XT6控制外部机构断电，实现预付费功能。同时每隔5分钟记录和计算一次15分钟滑差时间内的最大视在功率脉冲数。时钟芯片D3与时钟晶振X2、补偿电容C6C10及后备电池BATTERY组成实时时钟电路，提供最大需量计算和数据按月结存所需的时标，因此本电能表可以按照预先设定的抄表日零时结存当月有功用电量、无功用电量、有功无功视在三个功率最大需量脉冲数。总共保存12个月的数据，当用户购买预购电量时，数据随购电IC卡传递给电力公司。数据处理显示单元的数据显示使用两个计度器和一个六位LED。权利要求1一种全电子多功能预付费电能表，包括壳体和控制电路，其特征在于所说的电路中至少包括电能计量单元和数据处理显示单元；所说的电能计量单元连接用户的三相用电对电流和电压进行采样，采样信号分两路输入电能计量电路进行处理和运算，输出正比与有功、无功电能量的两路脉冲信号，该脉冲信号驱动计度器显示有功、无功电能累计值，同时输入给数据处理显示单元进行数据处理；所说的数据处理显示单元的CPU用以处理计量单元提供的脉冲信号，完成预付费控制、最大需量计算、数据定时存储的数据处理，与CPU连接的实时时钟输出所需时间数据，LED用于显示剩余电量，IC卡接口实现CPU与IC卡的物理连接，存储器用于存储电能数据和电表参数。2按照权利要求1所述的全电子多功能预付费电能表，其特征在于所说的电能计量单元用三相电流互感器采集用户三相的用电电流，由ACUR、BCUR、CCUR端子输入U11电能计量芯片SA9105，三相电压通过AVOL、BVOL、CVOL端子经过电阻网络分压后也输入U11电能计量芯片SA9105，U11对电压电流进行采样和计算后，通过A-F3输出正比与有功电能的脉冲信号；无功电能的计量在对电压、电流信号进行移相后通过一组与上述电路完全相同的电路实现，由U7运算放大器OP07构成45度移相电路；A-F3脉冲信号经分频后驱动计度器，显示累计有功、无功电能量。3按照权利要求1或2所述的全电子多功能预付费电能表，其特征在于所说的数据处理显示单元中包括D1 CPU单片机，D2存储器93C46，D3时钟芯片RS372A，两组3位数码管N5N6和D4移位寄存器74LS164；计量单元输出的有功和无功脉冲输入到CPU，累计计算出实际用电有功电能和无功电能，CPU将保存的已预购的电量数递减使用的有功电能数，剩余电量为零时通过XT6端子控制外部机构断电，实现预付费功能。4按照权利要求3所述的全电子多功能预付费电能表，其特征在于所说的数据处理显示单元中，时钟芯片D3与时钟晶振X2、补偿电容C6C10及后备电池BATTERY组成实时时钟电路，提供最大需量计算和数据按月结存所需的时标，按照预先设定的抄表日零时结存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董伟，张宏伟，
申请(专利权)人：天津市申特高新技术开发公司，
类型：实用新型
国别省市：