集群式数字电度表制造技术

本实用新型专利技术公开了一种集群式数字电度表，由电压传感器、电流传感器、多路模拟开关，可编程运算放大器、带采样保持的Ａ／Ｄ转换器，ＣＰＵ微处理机系统抄表器构成，还包括：测频电路和计度脉冲输出电路，电源部分包括相线缺相和保护电路等，可对三相电压同时采样，达到三相用电平衡。本实用新型专利技术集群式数字电度表可测量任意用户数量的用电量，经计算机处理后由计度脉冲输出电路显示，同时利用红外抄表器实现自动抄表，测量精度高，功耗低，可方便地与中央计算机联网，实现用电统一管理。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集群式数字电度表本技术涉及一种电力部门控制、测量用电量的计量仪表，尤其涉及一种集群式数字电度表。目前电力部门和用电户使用的测量电量的电度表大致有两类：一类是一户一表，主要有感应式电度表和电子式电度表两种，因一户设一表，成本高，抄表不易，而且无法防窃电；另一类是集中式电度表，虽然采用集中管理的方式，但仍存在以下缺点：1.例如CN93243188.7公开的一种集中式电子电度表，只采用一相电压，而目前为使三相电平衡，新建大楼基本都通入三相电，每户使用的相电压并不一样，因此不实用；2.CN92219396.7公开的一种多用户电度计量仪，除了有只采用一相电压的缺点外，其采样周期不合理，不能对电网中的三次或高次谐波精确采样，因此测量精度难以达到要求。本技术的目的就是提供一个对多用户的用电量采用多路分别计量、分别显示、集中测控，而且计量精度高、功耗少、体积小的集群式数字电度表。本技术的目的是这样实现的：一种集群式数字电度表由电源部分、包括电压信号传感电路、电流信号传感电路、电压信号放大电路和电流信号放大电路在内的采样电路、带采样保持的A/D转换电路、CPU微机处理系统、数据存贮器、自动抄表器以及输入输出接口电路组成，其特征在于：所述的电源部分包括一缺相保护和报警电路；所述的电流信号放大电路中包括一量程自动切换部分；所述的数据存贮器采用非挥发性RAM存贮器；所述的集群式数字电度表还包括：一测频电路，该测频电路设在电压信号传感电路输出端与CPU微机处理系统的一个输入接口之间；一计度脉冲输出电路，设-->在CPU微处理机的输出端；电源缺相保护和报警电路接在三相电源线和电源输入变压器之间，由三个继电器Ja、Jb、Jc和一个报警灯L组成，所述三个继电器Ja、Jb、Jc分别与一相电源连接，并各有一常闭点相互并联，与报警灯L串接；所述的电压信号传感器为三个，分别测量三相电源线上的相电压；所述的电流信号传感器为n个，分别测量各被控制用户电线上的电流；测频电路由IC4构成，输出一与电网电压频率相同的方波；所述电流信号放大电路为可变量程的电流信号放大电路，由IC2、IC3以及与IC3的输出端连接的串连电阻组成；计度脉冲输出电路由光电隔离器、3-8译码器、驱动器和脉冲计度器构成；采样放大后输出的电压信号和电流信号以及测频电路输出的信号由CPU微处理机进行数据处理，抄表器为红外抄表器，信号经计算机处理后由脉冲计度器分户显示，同时由红外抄表器实行自动分户抄表计量。按照本技术的结构制成的集群式数字电度表，由于采用三相电压测量，使被控制范围内用户用电达到三相平衡；采用测频电路与CPU组成的频率自适应系统，能在电网频率波动时仍能保持应用的精度，同时在采样时采用可采样3次谐波的采样方式，以实现很高的精度及灵敏度，其精度可达1级甚至更高，起动电流亦可达0.002Ib；可测量被控制范围内任意用户数量的用电量，经计算机处理后由计度脉冲输出电路显示，再利用红外抄表器实现自动抄表。同时该表还具有扩充功能，附加复费率计度、限流限量、预付费供电等功能。如与中央计算机联网，可对一个地区用电负荷进行实时管理，为供电管理部门提供自动抄表计量、准确分析与寻找电路线损原因，准确掌握用电负荷和增容需求的功能。本技术的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。附图1是本技术实施例的电路原理框图，附图2是上述实施例的测频电路原理图；-->附图3是上述实施例的电压信号放大电路原理图；附图4是上述实施例的可变量程信号放大电路原理图；附图5是上述实施例的电源缺相保护及报警电路原理图。请参阅图一：本技术实施例包括：采样电路1，带采样保持的A/D转换电路21、22，测频电路3，CPU微处理系统4，数据存贮器5，计度脉冲输出电路6，自动抄表器7。采样电路1包括电压传感器11，电流传感器12，多路模拟开关13、14，电压放大电路15和电流放大电路16。电压传感器11由三个电压互感器Va、Vb和Vc组成，分别将三相电的相电感转换成低压信号；电流传感器12由n个电流互感器阵列构成，用于将各用户线上的电流转换成低电压信号。输出的低压信号分别加到多路模拟开关电路13和14，多路开关电路13用于选通与所选电流信号对应的电压信号，由CPU微处理机输出信号控制；多路开关14用于选通多用户的电流信号，亦由CPU微处理机输出信号控制。从多路开关电路13输出的信号同时加到测频电路3和电压信号放大电路15，测频电路3的输出信号直接加到CPU的输入接口；电压信号放大电路15的输出信号加到带采样保持的A/D转换电路21，然后输入到CPU的输入接口。测频电路3的具体电原理图请见图2，由比较器电路IC4构成，本实施例中IC4采用LM311型号集成电路，其输出一与电网电压频率相同的方波，由CPU检测其正脉冲的宽度算出电网电压频率，测频电路12与CPU组成频率自适应系统，因此，该电度表能在电网电压频率波动时，仍能保持稳定的精度。电压信号放大电路15的电原理图请见图3，其具体电路由运算放大器IC1构成，本实施例采用LF356型号集成电路，其增益由电阻R1和R2来调整，具体公式为：Vo=(1+R1R2)Vio]]>电流信号放大电路16的电路图请见图4，具体电路由运放IC2-->和多路开关IC3构成，本实施例IC2采用LF356集成电路，IC3采用LF135多路开关电路，IC3的多输入端分别连接一量程转换电阻R1-8，本技术由于电流信号放大电路采用了以上结构，因此具有量程自动转换的功能，电流放大信号通过A/D转换电路22输入到CPU微计算机，CPU可根据输入信号的大小控制多路开关IC3选通不同的电路，即可获得不同的增益，实现对量程的自动调节，使本电度表即使对于较小信号，也能获得满意的精度，具体公式为：Io=(1+Σi=1nRiΣj=n+18-nRj)Ii(I≤n≤7)]]>当CPU选通So路时，放大倍数为1。A/D转换器21和22采用带采样保持器12位逐次逼近式的，它由CPU控制，在一定的时刻采样电压或电流信号再将其转换为数字信号送CPU处理。CPU在接收到A/D转换的同时刻的电压、电流瞬时值后，即可计算出用户的用电量。CPU4在算出各用户的用电量后将其存入数据存贮器5中，本技术实施例的数据存贮器5采用非挥发性的RAM存贮器，其具有RAM快速传输数据的特点，又具备EEPROM长期保存数据的优势，无需配备用电池。此外，为了保证数据存贮器内的数据准确，CPU可定时对存贮器内的数据进行管理及维护，确保其准确。其测得的各用户的用电量后，经CPU处理后由计度脉冲显示电路显示，该计度脉冲显示电路6由光电隔离器61、3-8译码器、62驱动器63、脉冲计度器64构成，脉冲计度器64显示各用户的用电量，可利用红外抄表器7实现自动抄表。本技术电度表在设计电源时，增加了缺相保护和报警电路8，请见图5，具体电路由三个继电器Ja、Jb、Jc构成，该三个继电器分别为三相电A、B、C控制电压的继电器。当A相有电时，由继电器Ja-->控制切断B、C相，电源由A相供电；当A相停电时，继电器Ja控制接通B相并切断A相；如果B相也停电，继电器Ja、Jb又可控制接通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集群式数字电度表，由电源部分，包括电压信号传感器、电流信号传感器、电压信号放大电路、电流信号放大电路在内的采样电路，带采样保持的Ａ／Ｄ转换电路，ＣＰＵ微处理机系统，数据存贮器，自动抄表器及各输入输出接口电路组成，其特征在于：所述的电 源部分包括一缺相保护和报警电路；所述的电流信号放大电路中包括一量程自动切换部分；所述的数据存贮器采用非挥发性的ＲＡＭ存贮器；所述的集群式数字电度表还包括：一测频电路，所述的测频电路设在电压信号放大电路的输出端与ＣＰＵ微处理机 的一个输入接口之间；一计度脉冲输出电路，设在ＣＰＵ微处理机的输出端。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集群式数字电度表，由电源部分，包括电压信号传感器、电流信号传感器、电压信号放大电路、电流信号放大电路在内的采样电路，带采样保持的A/D转换电路，CPU微处理机系统，数据存贮器，自动抄表器及各输入输出接口电路组成，其特征在于：所述的电源部分包括一缺相保护和报警电路；所述的电流信号放大电路中包括一量程自动切换部分；所述的数据存贮器采用非挥发性的RAM存贮器；所述的集群式数字电度表还包括：一测频电路，所述的测频电路设在电压信号放大电路的输出端与CPU微处理机的一个输入接口之间；一计度脉冲输出电路，设在CPU微处理机的输出端。2.根据权利要求1所述的集群式数字电度表，其特征在于：所述的电源缺相保护和报警电路接在三相电源线和电源输入变压器之间，由三个继电器Ja、Jb、J...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵之凡，张候国，
申请(专利权)人：新基业实业发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]