CN103490380A

CN103490380A - 一种电流限流控制方法

Info

Publication number: CN103490380A
Application number: CN201210225160.7A
Authority: CN
Inventors: 姚普粮; 韦甘铭; 夏利平; 莫先怡; 姚华金; 艾凯文; 黄镜彬; 林朝光; 龙光成; 欧世文; 童刘伟
Original assignee: BEIHAI SHENLAN SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: BEIHAI SHENLAN SCIENCE AND TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-06-13
Filing date: 2012-06-13
Publication date: 2014-01-01

Abstract

一种电流限流控制方法，其特征在于：包括微型控制器、继电器电路、通讯信号接收发送电路、负载电流检测电路、报警电路、装置用电源电路。本发明设计合理，造价低，可以人性化的处理用户由于欠费，既不能对其立即断电也不能任其一直拖欠电费的问题，保证了电网的正常运营。

Description

一种电流限流控制方法

一.技术领域

本发明属于电子技术领域，涉及商业用电管理中用户欠电费时对用户的负载进行限流的控制技术，具体是涉及一种电流限流控制方法。

二.背景技术

在商业用电管理中，电网的安全稳定运行离不了日常的维护工作，维护工作的顺利进行需要有大量资金的投入。目前部分用电户欠电费不还，又不方便对其采取断电处理，这就造成了电网的资金投入障碍，给电网的正常运营带来了很大困难。因此在商业用电管理中为了得到投入产出的合理性，很注意用电户的用电信息采集，进而进行用电管理。如申请号为201110100116.9，名称为“一种新型用电信息采集系统”的发明专利申请，该发明包括带以太网接口的智能电表、以太网电表集中器、以太无源光网络(EPON)以及用电信息采集主站，其中，智能电表的以太网接口与以太网电表集中器的第一以太网接口连接，以太网电表集中器的第二以太网接口连接以太无源光网络中光网络单元(ONU)的以太网接口，以太无源光网络中的光线路单元(OLT)通过光纤连接用电信息采集主站。该发明虽然可解决了现有的用电信息采集方式不能满足智能电网对用电环节互动化业务开展要求的问题，信号采集速度快、采集周期短、稳定性高，但不能妥善处理用户欠费问题。

因此，如果有一种能够人性化地处理用户欠费的方法，即是既不能对其立即断电，也不能任其一直拖欠电费的电流限流控制方法用于商业用电管理中，使供电管理者的投入产出得到保证，能够使用户和供电管理者双方都和谐地解决拖欠电费的问题，那么这种电流限流控制方法一定会得到供电管理者的欢迎。但遗憾的是直到目前为止，仍然没有这种能够人性化的处理用户欠费问题的电流限流控制方法用于商业用电管理上。

三.发明内容

本发明的目的是设计一种电流限流控制方法，以便人性化的处理用电用户由于欠费，既不能对其立即断电也不能任其一直拖欠电费的问题。

本发明的目的是这样达到的：一种电流限流控制方法，其特征在于：包括微型控制器、继电器电路、通讯信号接收发送电路、负载电流检测电路、报警电路、装置用电源电路，其中：

所述继电器电路受微型控制器的控制，用于接通或关断用户负载用电；

所述通讯信号接收发送电路，用于接收控制参数到微型控制器中并能将已接收的参数及装置运行状态送到外部设备，以便外部设备能了解本装置的运行状态；

所述负载电流检测电路用于对用户用电电流检测，供给微型控制器，以检测用户用电是否超限；

所述报警电路当用户处于欠费且电流超过设定电流值时，发出报警；

所述微型控制器用于对实现一种电流限流控制方法的装置的控制，实现用户电流的采样并根据设置参数，按控制方法，通过继电器电路实现对用户用电的管理。

装置用电源电路用于对本装置各电路的供电。

控制装置还具有与微型控制器相连的负载电压检测电路。

控制装置具有二种状态，一种为不欠费正常运行状态，此时，本装置仅是一个保护装置，如检测到用户负载电流超过设定负载最大值，则认为短路，断开用户负载，保护用户设备；一种为欠费状态，此时进入限流状态，如用户运行电流超过设定值且维持时间超过设定时间，则断开用户负载。

控制装置运行参数通过通讯信号接收发送电路接收，存贮在微型控制器中，运行时使用，外部装置也可以通过通讯信号接收发送电路接收装置运行状态参数，以便了解装置运行状态。当负载电压超过设定保护范围时，不论在可种状态，均断开负载，保护用户设备不受损害。

继电器电路可使用磁保持继电器或其它继电器。从节电效果而言，使用磁保持继电器较好，因其特点是只在动作瞬间耗电，即在接通或关断时有功耗，其它时间不耗电。

采用以上措施的本发明，设计合理，造价低，可以人性化的处理用户由于欠费，既不能对其立即断电也不能任其一直拖欠电费的问题，保证了电网的正常运营。

下面再结合附图和实施例对本发明作进一步详述。

四.附图说明

附图1是本发明的原理电路方框图；

附图2是本发明的具有负载电压检测电路的原理电路方框图；

附图3是本发明实施例的电路图。

五.具体实施方式

本发明针对商业用电的用户欠费管理问题，提出的方法是在用户的入电口接入一个智能控制装置，该装置可以根据用户的欠费情况来改变其允许通过的电流。当用户不存在欠费情况时，该智能控制装置允许用户正常用电，此时该装置仅起到一个保护开关的作用。一旦用户出现欠费情况，经工作人员设置，该装置即进入限电状态，装置会发出声或光或声光同时告警信号，这时允许用户使用的电流(对应功率)将被控制在指定的范围内，一旦用户用电量超过此限定电流一定时间(可设定)，开关将自动断开，切断用户电源，直至用户缴费，由工作人员解除欠费状态后线路才能恢复正常供电。这样既可以保证用户的最低生活用电需求又能够督促用户及时交费。

本发明的电流限流控制方法由两种工作状态组成，一种是正常工作状态，一种是欠费工作状态；本发明的装置结构主要为：微型控制器、通讯信号接收发送电路、负载电流检测电路、报警电路、继电器电路等。微型控制器可以采用各种不同的单片机或DSP，它是整个装置的核心，其作用是管理装置按控制方法运行，即控制负载电流检测器检测负载电流值，检查电流是否超限，如超限，则检查用户是否在欠费状态，如不在欠费状态，则不限电，正常运行，本装置只作一个短路及过压保护开关，当用户电流超过短路设定值或电压超过电压设定最大值时，则用继电器断开用户负载，保护用户设备；如在欠费状态，则进入限流状态运行，发出光报警或声报警或声光同时报警，此时如超限值时间超过设定限流时间，则通过继电器断开用户用电装置；而当用户交了费，取消了欠费状态时，则通过继电器恢复供电。

附图1给出了本发明的原理电路方框图。参考附图1。继电器电路接用户的供电电源和用户负载。本发明主要包括：与继电器电路、通讯信号接收发送电路、负载电流检测电路、装置用电源电路和报警电路相连接的微型控制器；连接用户的供电电源、用户负载、微型控制器并与装置用电源电路相接的继电器电路；与微型控制器和装置用电源电路相连接的通讯信号接收发送电路；与微型控制器和装置用电源电路相连接的负载电流检测电路；与微型控制器和装置用电源电路相连接的报警电路；与继电器电路、通讯信号接收发送电路、负载电流检测电路、微型控制器和报警电路相连接的装置用电源电路。

继电器电路受微型控制器的控制，用于接通或关断用户负载用电。通讯信号接收发送电路，用于接收控制参数到微型控制器中并能将已接收的参数及装置运行状态送到外部设备，以便外部设备能了解装置的运行状态；负载电流检测电路用于对用户用电电流检测，供给微型控制器，以检测用户用电是否超限；报警电路用于当用户处于欠费且电流超过设定电流值时，发出报警；微型控制器用于对实现一种电流限流控制方法的装置的控制，实现用户电流的采样并根据设置参数，按控制方法，通过继电器电路实现对用户用电的管理。

微型控制器接收负载电流检测电路检测出的负载电流值是否超限，如超限，则检查用户是否在欠费状态，如不在欠费状态，则不限电，正常运行，本装置只作一个短路过压保护开关，当用户电流超过短路电流设定值，则用继电器电路断开用户负载，保护用户设备；如在欠费状态，则进入限流状态运行，发出报警信号，此时如超限值时间超过设定限流时间，则通过继电器电路断开用户用电装置，当取消用电限制时，即取消欠费状态时，则通过继电器电路恢复供电并关闭报警信号。

通讯信号接收发送电路的形式可以有多种形式，如RS-232、RS-485、网络、GPRS、CDMA、短距离无线通信、载波、红外等接口方式，功能均是实现装置与外部设备之间的通讯，外部数据可将数据通过其送入装置，作装置运行的参考，装置也可将数据送给外部装置，以便外部装置了解装置运行参数及状态。

附图2给出了本发明的具有负载电压检测电路的原理电路方框图。附图2是在附图1的基础上增加了与微型控制器相连的负载电压检测电路。微型控制器接收负载电流检测电路检测出的负载电流值及负载电压检测器检测出的负载电压值，不论在何种状态，当负载电压超过设定保护值时，微型控制器均通过继电器断开用户负载，保护用电设备，当电压低于保护值后，则自动恢复供电，进入正常控制方式。

附图3给出了本发明实施例的电路图。实施例具有负载电压检测电路。

微型控制器。包括元件：单片机U3：PIC16F1938；是整个装置的核心，控制协调其他电路的工作，此芯片内部有EEPROM，及AD转换基准电源，通过通讯电路能随时修改及设置数据。

继电器电路。本例使用磁保持继电器，包括元件：磁保持继电器K1、驱动继电器K2、集成电路ULN2003与单片机U3管脚XJFC、XJDZC管脚构成继电器电路。继电器电路实现磁保持继电器接通或断开功能，当微型控制器单片机U3驱动XJFC为低，XJDZC为高时，断开磁保持继电器，当微型控制器单片机U3驱动XJFC为高，XJDZC为高时，接通磁保持继电器，其它状态不变。

通讯信号接收发送电路。包括元件：集成电路U1：SN65LBC184(RS-485通信芯片)、电阻R1，电阻R2，作用是实现串行口数据的接收与发送。

负载电流检测电路。主要由：电流互感器T1B1、电阻R6及R7、电解电容E1、电容C5，二极管D1，与微型控制器单片机U3的IAD管脚构成。

报警电路。主要由：电阻R5及二极管L2与单片机U3的STATUSL管脚构成光报警器。

装置用电源电路。主要包括元件：变压器T1、整流器W1、开关电源LM2576，电解电容E2、电解电容E3、电解电容E4、电解电容E5，三端稳压器U5(7805)，二极管D2，电容C6、电容C7、电容C8。装置用电源电路形成供给装置用12V及5V直流电。所供电源为220V单相交流电。

负载电压检测电路。主要由：电阻R8及电阻R9、电容C9，整流器W1的输出VDC与微型控制器单片机U3的VAD管脚构成电压检测电路；

本装置安装非常简单。在交流电源与用户负载之间接入本装置，根据用户的容量设定好保护电流值、允许保护电流运行时间及短路保护值，直接通电即可让本装置按一种电流限流控制方法运行。

Claims

1.一种电流限流控制方法，其特征在于：包括微型控制器、继电器电路、通讯信号接收发送电路、负载电流检测电路、报警电路、装置用电源电路，其中：

所述通讯信号接收发送电路，用于接收控制参数到微型控制器中并能将已接收的参数及状态送到外部设备，以便外部设备能了解本装置的运行状态；

所述微型控制器用于对实现一种电流限流控制方法的装置的控制，实现用户电流的采样并根据设置参数，按控制方法，通过继电器电路实现对用户用电的管理；

所述装置用电源电路用于对本装置各电路的供电。

2.根据权利要求1所述的电流限流控制方法，其特征在于：还具有与微型控制器相连的负载电压检测电路。

3.根据权利要求1所述的电流限流控制方法，其特征在于：控制装置具有二种状态，一种为不欠费正常运行状态，此时，本装置仅是一个保护装置，如检测到用户负载电流超过设定负载最大值，则认为短路，断开用户负载，保护用户设备；一种为欠费状态，此时进入限流状态，如用户运行电流超过设定值且维持时间超过设定时间，则断开用户负载。

4.根据权利要求1所述的电流限流控制方法，其特征在于：控制装置运行参数通过通讯信号接收发送器接收，存贮在微型控制器中，运行时使用，外部装置也可以通过通讯信号接收发送电路接收装置运行状态参数，以便了解装置运行状态。

5.根据权利要求1所述的电流限流控制方法，其特征在于：当负载电压超过设定保护范围时，均断开负载，保护用户设备不受损害。

6.根据权利要求1所述的电流限流控制方法，其特征在于：继电器电路使用磁保持继电器。