CN101576585A - 一种计量全电流的电子式电能表及其计量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种计量全电流的电子式电能表及其计量方法，该电能表的特点是，将电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于电子式电能表电流回路的负载同一侧或串接于电表回路的负载同一侧，充分利用电流电阻器取样器件线性好，对所有流经的电流均有所反应的特点，弥补传统电流互感器对直流分量没有反应的缺陷，此外，还能避免传统三相三线电能表在外加直流和交流磁场情况下漏计大量电能的现象。本发明针对各款计量全电流电能表，给出了相应的电能计量数据比较、判断、处理的方法和步骤，这些计量方法既不违背现有的电能表计量原则，同时充分发挥本发明计量全电流电子式电能表独到的作用，从而弥补和完善了对流经电能表各回路电流的直流分量和偶次谐波分量的电能计量，并能有效遏制技术窃电。
Description
技术领域
本发明涉及一种电能计量装置，尤其是一种能对所有有功电能和无功电能进行全面计量的单、三相电能表和三相多功能电能表、三相负荷控制仪、三相配变测量仪等电力仪表。
背景技术
目前，国内的三相电子式电能表和三相电子式多功能电能表等电力仪表多数是采用电流互感器(CT)作为被测电流的取样器件，电流互感器取样器件具有取样精度高的特点，但是，电流互感器取样器件仍存在以下着难以弥补的缺陷，(一)根据法拉第电磁感应定律，电流互感器取样器件是无法检测到流经计量回路的直流分量，因而会漏计由电流中直流分量所产生的电能消耗，在我国实际用电环境中，采用半波整流的用电器的种类非常多，如：日常生活中常见的可控硅调光台灯、电吹风、电饭煲，工业生产中常用的箱式电阻炉、加热炉等设备，均采用半波整流方式实行电流与功率的控制。在国内外现行的产品标准中也明确规定在偶次谐波(直流分量)状态下不得漏计电能，如国家标准GB/T17215.321-2008(等同于IEC 62053.21-2003)中的8.2.3条规定：超过3％即判定为不合格，而现行利用电流互感器取样器件制造的三相直通式电能表误差最大可达到50％左右，漏计电能远超过规定指标，造成现有企业生产的直通式三相四线制电能表处于大批的不合格状态。(二)电流互感器取样器件采用的是金属铁芯上绕制一次与二次线圈的结构，当外加直流与交流磁场时，金属铁芯受到外加磁场的磁化会产生饱和磁场而降低感生信号的产生，漏计大量的电能，不法分子常用此方法，对三相三线制高压计量电能表与三相四线制互感式计量电能表实施偷窃电能而很难发现。
发明内容
本发明目的是针对现有电流互感器取样电能表对流经计量回路的直流分量无法计量的缺陷，辅之电流电阻器取样器件及相应的电能计量电路，以弥补传统电流互感器取样器件对直流分量不能响应的不足，同时对两种取样器件上所采集到的取样信号进行比较、判断，计量化处理判断输出，实现二种电流取样信号的误差判断与自检测，达到在偶次谐波直流分量状态下不漏计电能的目的，同时，通过二个电流取样器件的误差比较，实现自检提高了电能计量的可靠性，并有效防止各种窃电。
为实现上述发明目的，本发明给出技术方案，所述的计量全电流的电子式电能表，其组成包括有，电能表壳体、端钮、电流互感器取样器件、电流电阻器取样器件、电能计量电路、电能计量数据处理电路、电能计量显示电路，其特征在于：所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于电流回路的负载同一侧或电表回路的负载同一侧。
在本发明总体技术方案中，针对三相四线电能表，所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于三相电能表的A相回路、B相回路、C相回路各自负载同一侧。
在上述三相四线电能表技术方案中，A相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入C单相电能计量电路，A单相电能计量电路、B单相电能计量电路、C单相电能计量电路的计量数据信号送入单片机处理。此三相四线电能表的计量方法特点是，在三相四线电能表各相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，各相回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至各个单相计量电路中进行比较，选择出各相回路中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将各个单相计量电路处理后的计量化数据送入单片机，三相四线电能表各相回路计量数据在单片机中叠加处理后输出到电能计量显示电路。此三相四线电能表能检测并计量三相负载回路中流经电流的直流分量或偶次谐波分量所形成的电能消耗。
在上述三相四线电能表技术方案中，A相回路中的电流电阻器取样信号输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号输入C单相电能计量电路，而A相回路、B相回路和C相回路中的电流互感器取样信号同时输入同一个三相计量电路，A相电能计量电路、B相电能计量电路、C相电能计量电路以及三相电能计量电路的计量数据信号均送入单片机处理。此三相四线电能表的计量方法特点是，在三相四线电能表各相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，并将各相回路中的电流电阻器取样信号分别输入至各个单相计量电路中，而将各相回路中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，各相电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，各个单相计量电路的计量化数据也输出到单片机，单片机将来自各个单相计量电路的计量数据进行叠加并与来自三相计量电路的计量数据进行比较，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路。此三相四线电能表能检测并计量三相负载回路中流经电流的直流分量或偶次谐波分量所形成的电能消耗。
在本发明总体技术方案中，针对三相四线电能表，所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于三相四线电能表的A相回路、B相回路、C相回路各自负载同一侧，所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件还串接于该三相四线电能表N相回路中。
在上述三相四线电能表技术方案中，A相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入C单相电能计量电路，N相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入N单相电能计量电路，A单相电能计量电路、B单相电能计量电路、C单相电能计量电路和N单相计量电路的计量数据信号送入单片机处理。此三相四线电能表的计量方法特点是，在三相四线电能表各相负载同一侧和零线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，各回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至各个相线的单相计量电路和零线的单相计量电路中进行比较，选择出各相回路和零线中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将各个单相计量电路计量化数据送入单片机进行叠加处理，再输出到电能计量显示电路，当三相电路负载平衡时，零线中不会出现取样电流信号，而当三相电路负载失衡时，零线中则会出现取样电流信号，此时的零线计量电路选择出信号电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号，并对较大的取样信号进行计量化处理后也同时输出到单片机，此时，单片机会将三相四线电能表相线回路和零线的计量数据进行叠加处理后输出到电能表显示电路。此三相四线电能表能检测并计量三相用电不平衡状态时电能消耗。
在上述三相四线电能表技术方案中，A相回路中的电流电阻器取样信号输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号输入C单相电能计量电路，N相回路中的电流电阻器取样信号输入N单相计量电路，而A相回路、B相回路、C相回路和N相回路中的电流互感器取样信号同时输入同一个三相计量电路，A单相电能计量电路、B单相电能计量电路、C单相电能计量电路以及三相电能计量电路的计量数据信号均送入单片机处理。此三相四线电能表的计量方法特点是，在三相四线电能表各相负载同一侧和零线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，各回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至各个相线的单相计量电路和零线的单相计量电路中进行比较，选择出各相回路和零线中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将各个单相计量电路计量化数据送入单片机进行叠加处理，再输出到电能表显示电路，当三相电路负载平衡时，零线中不会出现取样电流信号，而当三相电路负载失衡时，零线中则会出现取样电流信号，此时的零线计量电路选择出信号电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号，并对较大的取样信号进行计量化处理后也同时输出到单片机，此时，单片机会将三相四线电能表相线回路和零线的计量数据进行叠加处理后输出到电能计量显示电路。此三相四线电能表能检测并计量三相用电不平衡状态时电能消耗。
在本发明总体技术方案中，针对三相三线电能表，所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于三相电能表的A相回路和C相回路各自负载同一侧。
在上述三相三线电能表技术方案中，A相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入A单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入C单相电能计量电路，A单相电能计量电路、C单相电能计量电路的计量数据信号送入单片机处理，B相回路电流也直接送入单片机。此三相三线电能表的计量方法特点是，在三相三线电能表A相和C相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，A相和C相回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至A单相计量电路和C单相计量电路中进行比较，选择出A相和C相回路中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将A单相计量电路和C单相计量电路处理后的计量化数据送入单片机，而B相电流直接送入单片机，三相三线电能表A相回路和C相回路的计量数据在单片机中叠加(代数和)处理后输出到电能计量显示电路，而B相电流不用于计量，只用于判断电能表的三根线电流是否平衡，可以提示漏电或某些窃电的状态。此三相三线电能表能有效避免外加直流和交变磁场，三相三线电能表漏计大量电能的现象，并对三相三线制高压计量电能表技术窃电行为及时发现并有效遏制。
在上述三相三线电能表技术方案中，A相回路中的电流电阻器取样信号输入A单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号输入C单相电能计量电路，而A相回路和C相回路中的电流互感器取样信号同时输入同一个三相计量电路，A相电能计量电路、C相电能计量电路以及三相电能计量电路的计量数据信号均送入单片机处理，B相回路也直接连接于单片机。此三相三线电能表的计量方法特点是，在三相三线电能表A相和C相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，并将A相回路中的电流电阻器取样信号输入至A单相计量电路中，将C相回路中的电流电阻器取样信号输入至C单相计量电路中，而将A相和C相回路中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，A相和C相电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，A单相计量电路和C单相计量电路的计量化数据也输出到单片机，B相回路电流也直接送入单片机，单片机将来自A单相计量电路的计量数据与来自三相计量电路的计量数据进行比较，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路，B相回路电流不用于计量，而用于判断三根线的电流是否平衡，可以提示漏电或某些窃电的状态。此三相三线电能表能有效避免外加直流和交变磁场，三相三线电能表漏计大量电能的现象，并对三相三线制高压计量电能表技术窃电行为及时发现并有效遏制。
在本发明总体技术方案中，针对单相电能表，所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于单相电能表L相回路中，L相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入单相电能计量电路，该单相电能计量电路的计量信号直接送入计量显示电路。此单相电能表计量方法特点是，在单相电能表火线负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经火线回路的电流进行取样，火线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至同一个单相计量电路中进行比较，选择出电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理后直接输出到单相电能表显示电路。此单相电能表能检测并计量L相回路中流经电流的直流分量或偶次谐波分量所形成的电能消耗。
在本发明总体技术方案中，针对单相防窃电电能表，所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于单相电能表L相回路和N相回路中，L相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入L单相电能计量电路，N相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入N单相电能计量电路，L单相电能计量电路和N单相电能计量电路的计量信号送入单片机处理。此单相防窃电电能表计量方法特点是，在单相电能表火线负载同一侧和地线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经火线回路的电流进行取样，火线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至火线计量电路中，地线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至地线计量电路中，火线计量电路和地线计量电路分别比较各自输入信号电流值，选择出电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理后送入到单片机，单片机将火线计量电路的计量数据和地线计量电路的计量数据进行叠加处理后再输出到电能表显示电路。此单相防窃电电能表能检测并计量火线地线反接窃电状态下实际电能消耗。
在上述所有的三相电能表和单相电能表技术方案中，所述电流电阻器取样器件为锰铜电阻或康铜电阻。
本发明的优点是，充分利用了电流电阻器取样器件线性好，对所有流经的电流均有所反应的特点，将其与电流互感器取样器件串接于所在相回路负载的同一侧，有效的弥补了传统电流互感器对流经其的直流分量没有反应的缺陷。将本发明技术方案应用于传统三相四线电能表中，通过对各相回路的互感器取样信号和电阻器取样信号进行分别处理，汇总判断，数据校正，能有效克服了现有三相四线电能表对直流分量的漏计量现象。将本发明技术方案应用于传统三相三线电能表中，能避免传统三相三线电能表在外加直流和交流磁场情况下漏计大量电能的现象，从而有效遏制技术窃电。本发明针对计量全电流电子式电能表独特结构，所给出的计量方法，不违背现有的电能表计量原则，同时充分发挥本发明给出的计量全电流电子式电能表独到的作用，从而弥补和完善了对流经电能表各回路电流的直流分量和偶次谐波分量的电能计量，并有效遏制在各类单、三相电能表上的技术窃电。
附图说明
图1是本发明能计量全电流三相电能表电路结构形式之一示意图。
图2是本发明能计量全电流三相电能表电路结构形式之二示意图。
图3是本发明能计量全电流三相电能表电路结构形式之三示意图。
图4是本发明能计量全电流三相电能表电路结构形式之四示意图。
图5是本发明能计量全电流三相电能表电路结构形式之五示意图。
图6是本发明能计量全电流三相电能表电路结构形式之六示意图。
图7是本发明能计量全电流单相电能表电路结构形式之一示意图。
图8是本发明能计量全电流单相电能表电路结构形式之二示意图。
以上附图中，101是单片机，102是A单相计量芯片，103是B单相计量芯片，104是C单相计量芯片，105是A相电流电阻和电流互感取样器件，106是B相电流电阻和电流互感取样器件，107是C相电流电阻和电流互感取样器件，108是三相负载，201是单片机，202是三相计量芯片，203是A单相计量芯片，204是B单相计量芯片，205是C单相计量芯片，206是A相电流电阻和电流互感取样器件，207是B相电流电阻和电流互感取样器件，208是C相电流电阻和电流互感取样器件，209是三相负载，301是单片机，302是A单相计量芯片，303是B单相计量芯片，304是C单相计量芯片，305是N单相计量芯片，306是A相电流电阻和电流互感取样器件，307是B相电流电阻和电流互感取样器件，308是C相电流电阻和电流互感取样器件，309是N相电流电阻和电流互感取样器件，310是三相负载，401是单片机，402是三相计量芯片，403是A单相计量芯片，404是B单相计量芯片，405是C单相计量芯片，406是N单相计量芯片，407是A相电流电阻和电流互感取样器件，408是B相电流电阻和电流互感取样器件，409是C相电流电阻和电流互感取样器件，410是N相电流电阻和电流互感取样器件，411是三相负载，501是单片机，502是A单相计量芯片，503是C单相计量芯片，504是A相电流电阻和电流互感取样器件，505是C相电流电阻和电流互感取样器件，506是负载，601是单片机，502是三相计量芯片，603A单相计量芯片，604是C单相计量芯片，605是A相电流电阻和电流互感取样器件，606是C相电流电阻和电流互感取样器件，607是负载，701是单片机，702是L单相计量芯片，703是L相电流电阻和电流互感取样器件，801是单片机，802是L单相计量芯片，803是N单相计量芯片，804是L相电流电阻和电流互感取样器件，805是N相电流电阻和电流互感取样器件。
具体实施例
下面结合附图，介绍本发明的具体实施例。
实施例一：本实施例为三相四线电能表，其电路组成结构如附图1所示。其中，单相计量芯片选用AD7761，单片机选用PIC16F630。
在本实施例一中，此三相四线电能表出厂调试时，将各相电流电阻器取样信号设置成负误差，这样，当三相回路负载中均不存在直流分量的电能消耗情况下，三相电能表显示的是电流互感器取样信号经计量电路处理后的电能计量数据，当三相回路负载中有一相回路负载或多相回路负载中存在直流分量电能消耗的负载时，电流电阻器取样信号则会出现明显变化，此刻电流电阻器取样信号与同一回路中电流互感器取样信号在计量芯片里进行电流值大小的比较，选择信号电流值较大的送入单片机，单片机将各计量芯片数据进行叠加处理后，再输出给电能计量显示电路。此时，电能计量显示是流经该三相电能表全部电流，(即在偶、奇次谐波状态下的所有电流)的电能消耗计量值。
实施例二：本实施例仍为三相四线电能表，其电路组成结构如附图2所示。其中，单相计量芯片选用AD7761，三相计量芯片选用AD7752，单片机选用PIC16F630。
本实施例二中，三相四线电能表各相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，各相回路中的电流电阻器取样信号分别输入至各个单相计量电路中，而各相回路中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，各相电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，各个单相计量电路的计量化数据也输出到单片机，单片机将来自各个单相计量电路的计量数据进行叠加并与来自三相计量电路的计量数据进行比较，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路。
实施例三：本实施例为三相四线电能表，其电路组成结构如附图3所示。其中，单相计量芯片选用AD7761，单片机选用PIC16F630。
本实施例三中，三相四线电能表各相负载同一侧和零线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，各回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至各个相线的单相计量电路和零线的单相计量电路中进行比较，在产品出厂调试时，预先将各相电流电阻器取样信号设置成负误差，这样，当三相回路负载中均不存在直流分量的电能消耗情况下，三相电能表显示的是电流互感器取样信号经计量电路处理后的电能计量数据，当三相回路负载中有一相回路负载或多相回路负载中存在直流分量电能消耗的负载时，电流电阻器取样信号则会出现明显变化，此刻电流电阻器取样信号与同一回路中电流互感器取样信号在计量芯片里进行电流值大小的比较，选择出各相回路和零线中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将各个单相计量电路计量化数据送入单片机进行叠加处理，再输出到电能表显示电路，当三相电路负载平衡时，零线中不会出现取样电流信号，而当三相电路负载失衡时，零线中则会出现取样电流信号，此时的零线计量电路选择出信号电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号，并对较大的取样信号进行计量化处理后也同时输出到单片机，此时，单片机会将三相表相线回路和零线的计量数据进行叠加处理后输出到电能表显示电路。
实施例四：本实施例仍为三相四线电能表，其电路组成结构如附图4所示。其中，单相计量芯片选用AD7761，三相计量芯片选用AD7752，单片机选用PIC16F630。
本实施例四中，在三相四线电能表各相负载同一侧和零线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，并将各相回路和零线中的电流电阻器取样信号分别输入至各个单相计量电路和零线计量电路中，而将各相回路和零线中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，各相线和零线中的电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，各个单相计量电路和零线计量电路的计量化数据也输出到单片机，单片机将来自各个单相计量电路和零线计量电路的计量数据进行叠加并与来自三相计量电路的计量数据进行比较，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路。
实施例五：本实施例为三相三线电能表，其电路组成结构如图5所示，其中，单相计量芯片选用AD7761，单片机选用PIC16F630。
本实施例五中，三相三线电能表A相和C相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，A相和C相回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至A单相计量电路和C单相计量电路中进行比较，选择出A相和C相回路中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将A单相计量电路和C单相计量电路处理后的计量化数据送入单片机，而B相电流直接送入单片机，三相三线电能表A相回路和C相回路的计量数据在单片机中叠加(代数和)处理后输出到电能计量显示电路，而B相电流不用于计量，只用于判断电能表的三根线电流是否平衡，可以提示漏电或某些窃电的状态。此三相三线电能表能有效避免外加直流和交变磁场，三相三线电能表漏计大量电能的现象，并对三相三线制高压计量电能表技术窃电行为及时发现并有效遏制。
实施例六：本实施例为三相三线电能表，其电路组成结构如图6所示，其中，单相计量芯片选用AD7761，三相计量芯片选用AD7752，单片机选用PIC16F630。
本实施例六中，三相三线电能表A相和C相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，并将A相回路中的电流电阻器取样信号输入至A单相计量电路中，将C相回路中的电流电阻器取样信号输入至C单相计量电路中，而将A相和C相回路中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，A相和C相电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，A单相计量电路和C单相计量电路的计量化数据也输出到单片机，B相回路电流也直接送入单片机，单片机将来自A单相计量电路的计量数据与来自三相计量电路的计量数据进行比较，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路，B相回路电流不用于计量，而用于判断三根线的电流是否平衡，可以提示漏电或某些窃电的状态。此三相三线电能表能有效避免外加直流和交变磁场，三相三线电能表漏计大量电能的现象，并对三相三线制高压计量电能表技术窃电行为及时发现并有效遏制。
实施例七：本实施例为单相普通电能表，其电路组成结构如附图7所示。其中，单相计量芯片选用AD7761。
本实施例七中，在单相电能表火线负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经火线回路的电流进行取样，火线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至同一个单相计量电路中进行比较，此单相电能表出厂调试时，将电流电阻器取样信号设置成负误差，这样，当负载回路中不存在直流分量的电能消耗情况下，单相电能表显示的是电流互感器取样信号经计量电路处理后的电能计量数据，当负载回路中存在直流分量电能消耗的负载时，电流电阻器取样信号则会出现明显变化，此刻电流电阻器取样信号与电流互感器取样信号在计量芯片里进行电流值大小的比较，并选择出电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理后直接输出到单相电能计量显示电路。
实施例八：本实施例为单相防窃电电能表，其电路组成结构如附图8所示。其中，单相计量芯片选用AD7761，单片机选用PIC16F630。
本实施例八中，在单相电能表火线负载同一侧和地线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经火线回路的电流进行取样，火线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至火线计量电路中，地线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至地线计量电路中，此单相防窃电电能表出厂调试时，将电流电阻器取样信号设置成负误差，这样，当火线负载回路和地线回路中不存在直流分量的电能消耗情况下，该单相防窃电电能表显示的是电流互感器取样信号经计量电路处理后的电能计量数据，当火线负载回路和(或)地线负载回路中存在直流分量电能消耗的负载时，电流电阻器取样信号则会出现明显变化，此刻电流电阻器取样信号与电流互感器取样信号在火线计量芯片和地线计量芯片里进行电流值大小的比较，选择出电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理后送入到单片机，单片机将火线计量电路的计量数据和地线计量电路的计量数据进行叠加处理后再输出到电能计量显示电路。
Claims (21)
1、一种计量全电流的电子式电能表，其组成包括有，电能表壳体、端钮、电流互感器取样器件、电流电阻器取样器件、电能计量电路、电能计量数据处理电路、电能计量显示电路，其特征在于：所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于电流回路的负载同一侧或电表回路的负载同一侧。
2、根据权利要求1所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于三相电能表的A相回路、B相回路、C相回路各自负载同一侧。
3、根据权利要求2所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：A相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入C单相电能计量电路，A单相电能计量电路、B单相电能计量电路、C单相电能计量电路的计量数据信号送入单片机处理。
4、根据权利要求2所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：A相回路中的电流电阻器取样信号输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号输入C单相电能计量电路，而A相回路、B相回路和C相回路中的电流互感器取样信号同时输入同一个三相计量电路，A相电能计量电路、B相电能计量电路、C相电能计量电路以及三相电能计量电路的计量数据信号均送入单片机处理。
5、根据权利要求1所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于三相电能表的A相回路、B相回路、C相回路各自负载同一侧，所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件还串接于该三相电能表N相回路中。
6、根据权利要求5所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：A相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入C单相电能计量电路，N相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入N单相电能计量电路，A单相电能计量电路、B单相电能计量电路、C单相电能计量电路和N单相计量电路的计量数据信号送入单片机处理。
7、根据权利要求5所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：A相回路中的电流电阻器取样信号输入A单相电能计量电路，B相回路中的电流电阻器取样信号输入B单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号输入C单相电能计量电路，N相回路中的电流电阻器取样信号输入N单相计量电路，而A相回路、B相回路、C相回路和N相回路中的电流互感器取样信号同时输入同一个三相计量电路，A单相电能计量电路、B单相电能计量电路、C单相电能计量电路以及三相电能计量电路的计量数据信号均送入单片机处理。
8、根据权利要求1所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于三相电能表的A相回路和C相回路各自负载同一侧。
9、根据权利要求8所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：A相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入A单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入C单相电能计量电路，A单相电能计量电路、C单相电能计量电路的计量数据信号送入单片机处理，B相回路直接连接于单片机。
10、根据权利要求8所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：A相回路中的电流电阻器取样信号输入A单相电能计量电路，C相回路中的电流电阻器取样信号输入C单相电能计量电路，而A相回路和C相回路中的电流互感器取样信号同时输入同一个三相计量电路，A相电能计量电路、C相电能计量电路以及三相电能计量电路的计量数据信号均送入单片机处理，B相回路也直接连接于单片机。
11、根据权利要求1所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：所述电流电阻器取样器件与电流互感取样器件串接于单相电能表L相回路中，L相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入单相电能计量电路，该单相电能计量电路的计量信号送入单片机处理。
12、根据权利要求1所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：所述电流电阻器取样器件与电流互感器取样器件串接于单相电能表L相回路和N相回路中，L相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入L单相电能计量电路，N相回路中的电流电阻器取样信号和电流互感器取样信号同时输入N单相电能计量电路，L单相电能计量电路和N单相电能计量电路的计量信号送入单片机处理。
13、根据权利要求1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12所述的一种计量全电流的电子式电能表，其特征在于：所述电流电阻器取样器件为锰铜电阻或康铜电阻。
14、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在三相四线电能表各相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，各相回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至各个单相计量电路中进行比较，选择出各相回路中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将各个单相计量电路处理后的计量化数据送入单片机，三相表各相回路计量数据在单片机中叠加处理后输出到电能计量显示电路。
15、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在三相四线电能表各相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，并将各相回路中的电流电阻器取样信号分别输入至各个单相计量电路中，而将各相回路中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，各相电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，各个单相计量电路的计量化数据也输出到单片机，单片机将来自各个单相计量电路的计量数据进行叠加并与来自三相计量电路的计量数据进行比较，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路。
16、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在三相四线电能表各相负载同一侧和零线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该各回路的电流进行取样，各回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至各个相线的单相计量电路和零线的单相计量电路中进行比较，选择出各相回路和零线中电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将各个单相计量电路计量化数据送入单片机进行叠加处理，再输出到电能表显示电路，当三相电路负载平衡时，零线中不会出现取样电流信号，而当三相电路负载失衡时，零线中则会出现取样电流信号，此时的零线计量电路选择出信号电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号，并对较大的取样信号进行计量化处理后也同时输出到单片机，此时，单片机会将三相表相线回路和零线的计量数据进行叠加处理后输出到电能计量显示电路。
17、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在三相四线电能表各相负载同一侧和零线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，并将各相回路和零线中的电流电阻器取样信号分别输入至各个单相计量电路和零线计量电路中，而将各相回路和零线中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，各相线和零线中的电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，各个单相计量电路和零线计量电路的计量化数据也输出到单片机，单片机将来自各个单相计量电路和零线计量电路的计量数据进行叠加并与来自三相计量电路的计量数据进行比较，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路。
18、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在三相三线电能表A相负载和C相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经该A相回路和C相回路的电流进行取样，A相回路和C相回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号分别输入至A单相计量电路和C单相计量电路中进行比较，选择出A相回路和C相回路电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理，再将A单相计量电路和C单相计量电路的计量化数据送入单片机进行叠加处理，并与B相回路直接送入单片机的信号进行比较判断，最后单片机将计量数据信号输出到电能表显示电路。
19、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在三相三线电能表A相负载和C相负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，并将A相回路中的电流电阻器取样信号输入至A单相计量电路中，将C相回路中的电流电阻器取样信号输入至C单相计量电路中，而将A相回路和C相回路中的电流互感器取样信号输入到同一个三相计量电路中，在该三相计量电路中，A相回路和C相回路电流互感器取样信号进行叠加处理后输出到单片机中，与此同步，A单相计量电路和C单相计量电路的计量化数据也输出到单片机，单片机将A单相计量电路和C单相计量电路的计量数据进行叠加并与来自三相计量电路的计量数据进行比较，并与B相回路直接送入单片机的信号进行比较判断，取两者之间较大的计量数据输出到电能计量显示电路。
20、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在单相电能表火线负载同一侧串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经火线回路的电流进行取样，火线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至同一个单相计量电路中进行比较，选择出电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理后直接输出到单相电能计量显示电路。
21、一种计量全电流的电子式电能表的计量方法，其特征在于：在单相电能表火线负载同一侧和地线中均串接电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件，电流互感器取样器件和电流电阻器取样器件同时对流经火线回路的电流进行取样，火线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至火线计量电路中，地线回路取样获得的电流互感器取样信号和电流电阻器取样信号输入至地线计量电路中，火线计量电路和地线计量电路分别比较各自输入信号电流值，选择出电流值较大的电流互感器取样信号或电流电阻器取样信号进行数据计量化处理后送入到单片机，单片机将火线计量电路的计量数据和地线计量电路的计量数据进行叠加处理后再输出到电能计量显示电路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Open date: 20091111 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20091111 |