CN103150827A

CN103150827A - 本地单相费控智能电能表

Info

Publication number: CN103150827A
Application number: CN 201110399699
Authority: CN
Inventors: 丁乔乐; 吴军; 林江涛; 徐翔
Original assignee: JIANGSU SHENGDE ELECTRIC METER CO Ltd
Current assignee: JIANGSU SHENGDE ELECTRIC METER CO Ltd
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2013-06-12

Abstract

一种本地单相费控智能电能表，包括微处理器、电能表计量单元、电压采样单元、电流采样单元和电源电路；所述电压采样单元和电流采样单元的信号输出端连接电能表计量单元的信号输入端；电能表计量单元的数据输出端连接微处理器的数据输入端；所述微处理器的输出端连接有LCD显示模块、继电器控制输出接口、秒信号输出接口、电能脉冲输出接口；微处理器的控制输入端连接有按键；微处理器还连接有时钟电路、存储器、红外通讯电路、IC卡接口电路和串行通信电路；所述电源电路的电源输入端连接有蓄电池，电源电路的电源输出端分别连接电能表计量单元的电源输入端、微处理器的电源输入端和串行通信电路的电源输入端。本技术方案具有独立的IC卡、红外和RS485通讯接口，支持本地和远程费控功能。

Description

本地单相费控智能电能表

技术领域

本技术方案属于电力计量装置，具体是一种本地单相费控智能电能表。

背景技术

现有技术中，由于使用场合的局限，例如城市、农村或工厂企业等，抄表人员的工作量很大，而且，也不便于管理。另外由于应用场合的情况不同，对电能表的稳定、可靠性有比较高的要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术方案提出一种新的单相本地费控智能电能表，具体如下：

一种本地单相费控智能电能表，包括微处理器、电能表计量单元、电压采样单元、电流采样单元和电源电路；所述电压采样单元和电流采样单元的信号输出端连接电能表计量单元的信号输入端；电能表计量单元的数据输出端连接微处理器的数据输入端；所述微处理器的输出端连接有LCD显示模块、继电器控制输出接口、秒信号输出接口、电能脉冲输出接口；微处理器的控制输入端连接有按键；微处理器还连接有时钟电路、存储器、红外通讯电路、IC卡接口电路和串行通信电路；所述电源电路的电源输入端连接有蓄电池，电源电路的电源输出端分别连接电能表计量单元的电源输入端、微处理器的电源输入端和串行通信电路的电源输入端。

IC卡接口电路用于支持CPU卡。现有技术中，CPU卡主要为金融级IC卡。以CPU卡(CPU卡和SAM模块为加密介质)为主CPU卡内嵌芯片相当于一个特殊类型的单片机，内部除了带有控制器，存储器，时序控制逻辑等外，还带有算法单元和操作***，存储容量大，处理能力强，信息存储安全等特性。

所述电能表计量单元是电能表计量芯片ADE7755。

所述电压采样单元是分压电阻网络。

所述电流采样单元采用锰铜电阻作为采样电阻。

本电能表的原理是，被测交流电压和电流经过高精度采样后送到专用电能计量芯片经过一系列数字处理后，转换成与有功功率成正比的脉冲频率信号送给微处理器，微处理器将脉冲信号依据时段费率进行分时累加，得到总电量和各费率电量，结果保存到数据存贮器中。微处理器同时完成显示和与外部(IC卡接口通信、红外通讯、485通讯、电能脉冲输出、秒信号输出、继电器控制和按键输入)进行信息交换的功能。

本技术方案多种通讯接口电路，支持本地、远程费控功能；该表具有高可靠、高精度、长寿命等优点。它适应电压范围宽，且整机出厂后无须调整。

附图说明

图1是本技术方案的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本技术方案进一步说明如下：

参考图1，一种本地单相费控智能电能表，包括微处理器、电能表计量单元、电压采样单元、电流采样单元和电源电路；所述电压采样单元和电流采样单元的信号输出端连接电能表计量单元的信号输入端；电能表计量单元的数据输出端连接微处理器的数据输入端；所述微处理器的输出端连接有LCD显示模块、继电器控制输出接口、秒信号输出接口、电能脉冲输出接口；微处理器的控制输入端连接有按键；微处理器还连接有时钟电路、存储器、红外通讯电路、IC卡接口电路和串行通信电路；所述电源电路的电源输入端连接有蓄电池，电源电路的电源输出端分别连接电能表计量单元的电源输入端、微处理器的电源输入端和串行通信电路的电源输入端。

本例中，所述电能表计量单元是电能表计量芯片ADE7755。所述电压采样单元是分压电阻网络。所述电流采样单元采用锰铜电阻作为采样电阻。本例中，所述IC卡接口电路采用SLE4442IC卡读写模块.

本电能表借助现有成熟的电路模块电路和微处理器的控制/运算功能可以满足本地电能表的功能和性能要求。通过对微处理器的编程，本例的电能表的主要功能如下：

1计量功能

a)具有正向有功电能、反向有功电能计量功能，能存储其数据，并可以据此设置组合有功。

b)具有分时计量功能，有功电能量按相应的时段分别累计、存储总、尖、峰、平、谷电能量。

c)可存储上12个月的总电能和各费率电能量；数据存储分界时刻为月末24时，或在每月1号至28号内的整点时刻。

2、费控功能

本地方式通过CPU卡、射频卡等固态介质实现。

2.1本地费控电能表

在电能表内进行电费实时计算，其主要功能包括：

a)当剩余金额小于或等于设定的报警金额时，电能表能以声、光或其他方式提醒用户；透支金额应实时记录，当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表发出断电信号，控制负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，首先扣除透支金额，当剩余金额大于设定值(默认为零)时，方可通过远程或本地方式使电能表处于允许合闸状态，由人工本地恢复供电。

b)剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；最大储值金额由电能表显示位数决定。

c)电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加，并能将剩余金额、电能表用电参数等信息返写至固态介质。

d)电能表不接受非指定介质输入的任何信息。当使用非指定介质或进行非法操作时，电能表能进行有效防护；在非指定介质或非法操作撤销后，电能表能正常工作且数据不丢失。

g)通过固态介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写、ESAM数据抄读和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证及安全认证，除用户购电信息外的其他用电参数设置还应通过编程键和编程密码验证使电能表处于编程允许状态下方可进行。

2.2安全认证加密要求

通过固态介质或虚拟介质对电能表进行参数设置、预存电费、信息返写和下发远程控制命令操作时，需通过严格的密码验证或ESAM模块等安全认证，以确保数据传输安全可靠。ESAM模块的加密算法应符合国家密码管理的有关政策，使用SM1算法。

3事件记录

a)永久记录电能表清零事件的发生时刻及清零时的电能量数据。

b)记录编程总次数，最近10次编程的时刻、操作者代码、编程项的数据标识。采用

c)记录校时总次数(不包含广播校时)，最近10次校时的时刻、操作者代码。

d)记录掉电的总次数，最近10次掉电发生及结束的时刻。

e)记录最近10次远程控制拉闸和最近10次远程控制合闸事件，记录拉、合闸事件发生时刻和电能量等数据。

f)记录开表盖总次数，最近10次开表盖事件的发生、结束时刻。

4、费率、时段及电价方案

具有两套费率时段表，可在约定的时刻自动转换；每套费率至少支持4个费率。

具有日历、时钟，全年应至少可设置2个时区，在24h内至少可以任意编程8个时段；时段的最小间隔为15min；时段可跨越零点设置。

具有两套电价方案，可在约定的时刻或达到约定的用电量水平时自动转换。

支持通过红外、RS485通信接口修改费率表、时段表及电价方案，有防止非授权人操作的安全措施。

5、显示功能

a)电能表能显示以下信息：

1)当月和上月月度累计用电量；

2)当前剩余金额；

3)当前阶梯电价；

4)各费率累计电能量示值和总累计电能量示值；

5)当前时间；

6)报警代码或提示；

7)插卡及通信状态提示；

8)电能表的表号。

b)电量显示单位为千瓦时(kWh)，显示位数为8位，含2位小数。

c)剩余金额显示单位为元，显示位数为8位，含2位小数。

d)LCD背光唤醒方式，包括按键唤醒、红外唤醒(任意红外设备均可唤醒)、等方式；在正常使用情况下，LCD寿命不小于10年。

e)停电时可通过按键唤醒显示(背光灯可不点亮)；唤醒后如无操作，LCD在自动显示一个循环后应自动关闭；按键显示操作结束30秒后自动关闭显示。

f)指示灯：-脉冲指示灯：红色，平时灭，计量有功电能时闪烁；

-报警指示灯：红色，正常时灭，报警时常亮。

-跳闸指示灯：黄色，负荷开关分断时亮，平时灭。

6、冻结功能

定时冻结：按照约定的时间及间隔冻结电能量数据；每个冻结量至少保存12次。

瞬时冻结：在非正常情况下，冻结当前的日历、时间、所有电能量和重要测量量的数据；瞬时冻结量应保存最后3次的数据。

约定冻结：在新老两套费率/时段转换、阶梯电价转换或电力公司认为有特殊需要时，冻结转换时刻的电能量以及其他重要数据，保存最后2次冻结数据。

日冻结：存储每天零点时刻的电能量，应可存储两个月的数据。

整点冻结：存储整点时刻或半点时刻的有功总电能，应可存储96个数据。

冻结内容及对应的数据标识应符合DL/T 645-2007及其备案文件要求。

7、计时功能

采用具有温度补偿功能的内置硬件时钟电路，具有日历、计时、闰年自动转换功能；内部时钟端子输出频率为1Hz。在25～+60℃温度范围内，时钟准确度≤±1s/d；在参比温度(23℃)下，时钟准确度≤±0.5s/d。

电能表可接受的广播校时范围不得大于5min；广播校时无需编程键和通讯密码配合；每日允许校时次数可根据要求进行设置(缺省为每日只允许校时一次)，且应避免在电能表执行冻结或结算数据转存操作前后5min内进行。

Claims

1.一种本地单相费控智能电能表，其特征是包括微处理器、电能表计量单元、电压采样单元、电流采样单元和电源电路；所述电压采样单元和电流采样单元的信号输出端连接电能表计量单元的信号输入端；电能表计量单元的数据输出端连接微处理器的数据输入端；所述微处理器的输出端连接有LCD显示模块、继电器控制输出接口、秒信号输出接口、电能脉冲输出接口；微处理器的控制输入端连接有按键；微处理器还连接有时钟电路、存储器、红外通讯电路、IC卡接口电路和串行通信电路；所述电源电路的电源输入端连接有蓄电池，电源电路的电源输出端分别连接电能表计量单元的电源输入端、微处理器的电源输入端和串行通信电路的电源输入端。

2.根据权利要求1所述的本地单相费控智能电能表，其特征是所述电能表计量单元是电能表计量芯片ADE7755。

3.根据权利要求1所述的本地单相费控智能电能表，其特征是所述电压采样单元是分压电阻网络。

4.根据权利要求1所述的本地单相费控智能电能表，其特征是所述电流采样单元采用锰铜电阻作为采样电阻。