CN206876762U - 一种用于自动识别错误接线的智能电能表 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种用于自动识别错误接线的智能电能表，包括三相电压采集单元、三相电流采集单元、三相电计量单元和MCU主控单元，所述三相电计量单元包括三相电参量计量单元和三相相位差计量单元，所述三相电参量计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电参量；所述三相相位差计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电压相位差、三相电流相位差以及三相电压与三相电流相位差；所述MCU主控单元，根据所述三相电参量、所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差判断所述智能电能表的接线是否正确。
Description
技术领域
本实用新型涉及电能表检查领域，具体的说，涉及了一种用于自动识别错误接线的智能电能表。
背景技术
无论是三相三相电能表还是三相四线电能表，在生活与生产中的用量都是非常大的，而且极易出现错误接线，造成实际用电与计量用电不一致；而且人为错误接线窃电时，如有检查人员检查时，将线路调整正常，人走即改，造成不能解决真正的窃电与线损问题；同时传统的接线检查方法，采用相位伏安表或相序表，来检查电能表的接线是否正确，这样需要操作人员具有相当高的理论知识与现场经验，才能正确判断电能表的接线情况。
现有的三相电能表现场校验仪和接线检查仪，虽然可以快速的对电能表做接线检查工作，甚至可以实现追补电量，但时，接线检查也只是本次的接线检查；如果再有更改还要再到现场检查。
另外其电量的追补也只是用的某一个时间点的追补系数，算出的追补电量也只是一个大概数据，不能算是一个真正的追补电量值。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强的用于自动识别错误接线的智能电能表。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于自动识别错误接线的智能电能表，包括三相电压采集单元、三相电流采集单元、三相电计量单元和MCU主控单元，
所述三相电计量单元包括三相电参量计量单元和三相相位差计量单元，所述三相电参量计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电参量；
所述三相相位差计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电压相位差、三相电流相位差以及三相电压与三相电流相位差；
所述MCU主控单元，根据所述三相电参量、所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差判断所述智能电能表的接线是否正确，并记录下接线更改时间和错误接线状态。
基于上述，所述三相电参量包括三相相电压有效值、三相线电流有效值和三相有功功率。
基于上述，所述三相相位差计量单位包括波形转换电路、光电隔离芯片和微控制器，所述波形转换电路分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于将三相电压信号和三相电流信号转换为方波信号；所述微控制器通过所述光电隔离芯片连接所述波形转换电路，根据所述方波信号计算所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差。
基于上述，所述三相相位差计量单元为三相电能计量芯片。
基于上述，还包括电量追补模块，所述电量追补模块与所述MCU主控单元，根据所述MCU主控单元记录的接线更改时间和错误接线状态计算追补电量。
基于上述，还包括通信模块，所述MCU主控单元通过所述通信模块与外界电力中心连接，用于将所述MCU主控单元记录下的接线更改时间和错误接线状态反馈给外界电力中心。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型在所述智能电能表中增加了三相电压相位差、三相电流相位差以及三相电压与三相电流相位差的测量功能，通过具体的相位角判断智能电能表的接线是否错误，若错误，则智能电能表立即记录，并开始进行电量追补，从而降低了窃电损失；本实用新型具有设计科学、实用性强以及方法简单的优点。
附图说明
图1是本实用新型的原理框图。
图2是实施例1中各相电压或各相电流的相位差图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种用于自动识别错误接线的智能电能表，包括三相电压采集单元、三相电流采集单元、三相电计量单元和MCU主控单元，
所述三相电计量单元包括三相电参量计量单元和三相相位差计量单元，所述三相电参量计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电参量；
所述三相相位差计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电压相位差、三相电流相位差以及三相电压与三相电流相位差；
所述MCU主控单元，根据所述三相电参量、所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差判断所述智能电能表的接线是否正确，并记录下接线更改时间和错误接线状态。
优选的，所述三相电参量计量单元为三相电能计量芯片，如AT70XX系列；所述三相电参量包括三相相电压有效值、三相线电流有效值和三相有功功率。
实际应用中，将所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元分别按照表1所示的方法对应连接所述AT70XX系列芯片的引脚，所述AT70XX系列芯片分别测量三相相电压有效值、三相线电流有效值和三相有功功率。
表1
优选的，所述三相相位差计量单位包括波形转换电路、光电隔离芯片和微控制器，所述波形转换电路分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于将三相电压信号和三相电流信号转换为方波信号；所述微控制器通过所述光电隔离芯片连接所述波形转换电路，根据所述方波信号计算所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差。
使用时，将所述三相电压采集单元输出的三相电压和所述三相电流采集单元输出的三相电流分别接入所述波形转换电路，经所述波形转换电路和所述光电隔离芯片转化后变为方波信号，并送入所述微控制器进行时钟中断，如图2所示；所述微控制器分别统计各相电压或各相电流的中断时间，并根据θ＝Ti,j*f*360°,i,j＝a,b,c公式，计算判断所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差。
需要注意的是：三相电中不同的相别作为基准相位时所对应正确接线各不相同，这使得正确接线所对应的三相电的相位角以及相位差也不相同；因此在接线检查前，必须先确认好当前智能电能表的基准相位。
同时，由于不同的功率因数状态下，正确的接线方式有多种，因此电压与电流的夹角范围也不相同；具体的，在不同的功率因数状态下，将功率因数分为0～0.5C；0.5C～1.0；0～0.5L；0.5L～1.0四个区，每个区所对应的电压与电流的相位差范围如表2所示；
| 功率因数状态 | 0～0.5C | 0.5C～1.0 | 1.0～0.5L | 0～0.5L |
| U-I夹角 | -90°～-60° | -60°～0° | 0°～60° | 60°～-90° |
表2
因此，在接线检查前，必须先通过功率计算公式：确认好当前智能电能表的功率因数状态。
优选的，所述智能电能表还包括电量追补模块，所述电量追补模块与所述MCU主控单元，根据所述MCU主控单元记录的接线更改时间和错误接线状态计算追补电量。
当所述MCU主控单元判断出接线错误时，所述电量追补模块立即记录错误接线形式，并开始计算追补电量，当错误接线形式再次发生改变，所述电量追补模块再次记录错误接线形式并追补累加电量，依次类推，到电费缴纳时，即可算出真实用电量，减少了窃电现象的可能性。
所述智能电能表还包括通信模块，所述MCU主控单元通过所述通信模块与外界电力中心连接，用于将所述MCU主控单元记录下的接线更改时间和错误接线状态反馈给外界电力中心，便于维修人员及时对智能电能表进行检查和维护。
实施例2
本实施例与实施例1的区别之处在于：所述三相相位差计量单元为三相电能计量芯片。
优选的，所述三相相位差计量单元包含三个AT70XX系列芯片。
将所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元分别按照表3所示的方法对应接入所述三相相位差计量单元的三个AT70XX系列芯片引脚，三个AT70XX系列芯片分别测量任意两相电压之间的相位差、任意两相电流之间的相位差以及每相电压与电流的相位差。
表3
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (6)
1.一种用于自动识别错误接线的智能电能表，其特征在于：包括三相电压采集单元、三相电流采集单元、三相电计量单元和MCU主控单元，
所述三相电计量单元包括三相电参量计量单元和三相相位差计量单元，所述三相电参量计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电参量；
所述三相相位差计量单元分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于测量三相电压相位差、三相电流相位差以及三相电压与三相电流相位差；
所述MCU主控单元，根据所述三相电参量、所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差判断所述智能电能表的接线是否正确，并记录下接线更改时间和错误接线状态。
2.根据权利要求1所述的用于自动识别错误接线的智能电能表，其特征在于：所述三相电参量包括三相相电压有效值、三相线电流有效值和三相有功功率。
3.根据权利要求2所述的用于自动识别错误接线的智能电能表，其特征在于：所述三相相位差计量单位包括波形转换电路、光电隔离芯片和微控制器，所述波形转换电路分别连接所述三相电压采集单元和所述三相电流采集单元，用于将三相电压信号和三相电流信号转换为方波信号；所述微控制器通过所述光电隔离芯片连接所述波形转换电路，根据所述方波信号计算所述三相电压相位差、所述三相电流相位差以及所述三相电压与三相电流相位差。
4.根据权利要求2所述的用于自动识别错误接线的智能电能表，其特征在于：所述三相相位差计量单元为三相电能计量芯片。
5.根据权利要求1-4任一项所述的用于自动识别错误接线的智能电能表，其特征在于：还包括电量追补模块，所述电量追补模块与所述MCU主控单元，根据所述MCU主控单元记录的接线更改时间和错误接线状态计算追补电量。
6.根据权利要求5所述的用于自动识别错误接线的智能电能表，其特征在于：还包括通信模块，所述MCU主控单元通过所述通信模块与外界电力中心连接，用于将所述MCU主控单元记录下的接线更改时间和错误接线状态反馈给外界电力中心。
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| CN201720543419.0U CN206876762U (zh) | 2017-05-17 | 2017-05-17 | 一种用于自动识别错误接线的智能电能表 |
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- 2017-05-17 CN CN201720543419.0U patent/CN206876762U/zh active Active
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