CN202196106U - 一种防窃电数字单相电表 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种防窃电数字单相电表，包括单相电表本体和一功率测量芯片，所述功率测量芯片包含两个Δ∑模数转换器、功率计算模块、电能到频率转换器和一个串行接口；所述功率测量芯片设有三路模数转换通道，一路为用来检测单相电的L-N电压的电压检测通道，另外两路分别为检测火线的电流检测一和检测零线的电流检测二。与普通脉冲式电表相比，本新型的电表可以支持防窃电功能，可有效的检测用户盗窃用电；还可以检测无功功率，上报功率因数，因此供电局可以监测用电户的用电状况，遇有功率因数过低的用户，要求其定期改善，减少供电电路不必要的导体损耗；电计量更准确，可外接MCU，容易实现分时电费费率。

Description

一种防窃电数字单相电表
技术领域
本实用新型涉及电量计量装置，具体是适用于国家电网对单相电表的入网要求，具有防窃电功能的单相电表。
背景技术
传统的电表是机械式铝盘电表，这种电表成本高，功耗大，精度低，线性度差，表体重，有噪声，功能单一，市场已经淘汰。
曾经的取代品是使用简单集成电路设计的单相有功功率计量电表，这种电表采用数字脉冲计数头来指示电量。它解决了铝盘式电表的大部分缺点，国家电网也曾将其作为主力电表来进行推广。
随着技术的进步，这种数字脉冲式电表的缺点也显现出来：它没有数字通讯接口，上层MCU读取功率不方便；它只能计算有功功率，不能计算无功功率；硬件的原因使它不能具备防窃电功能。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种可实现防窃电检测功能，能够测量出电流电压的有效值，计量出有功功率、无功功率与视在功率的单相电表。
为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种防窃电数字单相电表，包括单相电表本体和一功率测量芯片，所述功率测量芯片包含两个Δ∑模数转换器、功率计算模块、电能到频率转换器和一个串行接口；所述功率测量芯片设有三路模数转换通道，一路为用来检测单相电的L-N电压的电压检测通道，另外两路分别为检测火线的电流检测一和检测零线的电流检测二。
作为优选，所述功率测量芯片还内置有基准电压源和温度传感器。
与普通脉冲式电表相比，本新型的电表可以支持防窃电功能，可有效的检测用户盗窃用电，上报给供电局，为国家减少大量损失；还可以检测无功功率，上报功率因数，因此供电局可以监测用电户的用电状况，遇有功率因数过低的用户，要求其定期改善，减少供电电路不必要的导体损耗；此外，电计量更准确，外接MCU，容易实现分时电费费率。
附图说明
图1为本实用新型的原理结构框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
本实用新型具体实施例的防窃电数字单相电表，包括单相电表本体和一功率测量芯片，所述功率测量芯片包含两个Δ∑模数转换器、功率计算模块、电能到频率转换器和一个串行接口；所述功率测量芯片设有三路模数转换通道，一路为用来检测单相电的L-N电压的电压检测通道，另外两路分别为检测火线的电流检测一和检测零线的电流检测二。功率测量芯片还内置有基准电压源和温度传感器，如图1所示。
最佳实施方案如下：
最佳实施例中，如图1所示，单相电表采用CirrusLogic公司的CS5464来设计的单相电表计量方案，CS5464是一个包含两个Δ∑模-数转换器(ADC)、功率计算功能、电能到频率转换器和一个串行接口的完整的功率测量芯片。它可以测量电压，电流和计算Irms、Vrms、瞬时功率、有功功率、无功功率、功率因数。
参考附图1，CS5464有三路ADC通道，一路为电压通道，用来检测单相电的L-N电压；为了实现防窃电检测，可以使用另外两路ADC分别检测火线(L)和零线(N)的电流，当两路电流通道的ADC值有不同时，取最大值计算，并上报电网有窃电发生。CS5464可以使用低成本的分流器或互感器测量电流，使用分压电阻或电压互感器测量电压。
电压通道输入引脚VIN±两端输入一电压信号波，经10倍增益放大器放大，再通过2nd Δ∑调制器来数字化。同时，电流通道输入引脚I in的正负两端输入一电压信号波，为适应不同电平的输入电压，电流通道集成有一个增益可编程放大器(PGA)，使输入电平满量程可选择为±250mVrms或±50mVrms。再通过4th Δ∑调制器来数字化。用来计算的两个电压数据来自同一个差分输入脚。
CS5464可编程输出三个引脚来分别输出有功、无功脉冲，以及有功和无功的方向。CS5464还具有方便的片上***校准功能。具有温度传感器，电压下降检测，相位补偿功能。
单相电表计量模块的功能指标：
1、电能数据线性度：在1000∶1动态范围内线性度为±0.1％
2、可以测量瞬时电压Vrms、电流Irms和功率：有功、无功、视在功率
3、具有电能-脉冲转换功能
4、电流故障和电压下跌检测功能
5、具有***校准和相位补偿
6、具有温度传感器
7、符合IEC，ANSI，JIS工业标准
8、功耗：25mW(VA＝+5V，VD＝+5V)；15mW(VA＝+5V，VD＝+3.3V)
9、集成2.5V参考电压(最大温漂25ppm/℃)
与普通脉冲式电表相比，本新型的电表可以支持防窃电功能，可有效的检测用户盗窃用电，上报给供电局，为国家减少大量损失；还可以检测无功功率，上报功率因数，因此供电局可以监测用电户的用电状况，遇有功率因数过低的用户，要求其定期改善，减少供电电路不必要的导体损耗；此外，电计量更准确，外接MCU，容易实现分时电费费率。
本实用新型的单项电表具备数字接口，便于上层MCU读取数据并上报供电局。计量芯片集成温度传感器，可补偿温度漂移，提高精度；同时它也可以直接驱动数字脉冲表头来指示有功、无功和电量方向。超越国家电网对单相电表新的规约要求。
以上所述仅为本新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种防窃电数字单相电表，包括单相电表本体和一功率测量芯片，其特征在于：所述功率测量芯片包含两个Δ∑模数转换器、功率计算模块、电能到频率转换器和一个串行接口；所述功率测量芯片设有三路模数转换通道，一路为用来检测单相电的L-N电压的电压检测通道，另外两路分别为检测火线的电流检测一和检测零线的电流检测二。
2.根据权利要求1所述的数字单相电表，其特征在于：所述功率测量芯片还内置有基准电压源和温度传感器。
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CN103389397A (zh) * 2013-07-23 2013-11-13 国家电网公司 光伏发电防作弊***
CN103513222B (zh) * 2013-10-15 2017-04-12 国网河北省电力公司邯郸供电分公司 电表快速查窃仪

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