CN105572471A - 一种多路计量表及其内置电路板以及集中抄表系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多路计量表，包括：电性连接电网电力线的第一电流采样回路，用于输出第一电流采样信号；电性连接电网电力线的一个电压采样回路，输出电压采样信号；电性接入所述电流采样回路和电压采样回路的多个ADC转换器，将上述电流脉冲信号和电压脉冲信号转换为数字电信号；连接上述每一ADC转换器的计量芯片，读取这些数字电信号并计算产生第一电量信号；以及连接这些计量芯片的处理器，将计量芯片产生的电量信号进行数据处理。本发明同时又设计出实现这种多路计量功能的内置电路板和集中抄表系统。

Description

一种多路计量表及其内置电路板以及集中抄表系统

技术领域

本发明多个方面主要是涉及一种具有多路计量功能的仪表及其系统，尤其是指电能表。

背景技术

电力作为一种特殊公共商品，在市场经济中处于举足轻重的地位。随着电力工业的体制改革，电网的运营和管理正逐步迈向商业化，电能量采集系统的建设也是随着电力商业化运营的开展而发展的。电能量计量系统主要任务是采集、处理、存储、统计各电厂的上网电量、联络线关口点电量和各用电关口的下网电量，为计算和分析提供基本数据，同时随着分时段电价计费的实施，电能量计量系统的重要性也就显得更加突出。

通常，电能表在各个采集回路上设置用于采集电压和电流变量的采样回路，同时设置用于计量电能量的数字化模块，当各个回路中的电能量计量模块得到电能量数据之后再传送至电表的处理器单元中做数据处理运算。

目前已经使用的电量采集方案为：仅通过计量电力线的火线的电能实现；同时通过计量火线和零线电能来实现，但仍无法实现一个电表同时计量或采集多个火线的电流。

发明内容

本发明的技术方案解决上述缺陷，设计一种能够同时采集多个电网电力线路的电能表，在一个突出方面，使用一个回路的电压采样和多个回路的电流采样，以及与之连接的计量数字化电路(芯片)组成功能性电路，该计量数字化模块将采样到的电压采样信号与多路电流采样电路中的每一路采样信号进行运算，可得到多路电能，在另一个突出方面，对于不同的电能计量回路可采用不同的计费方案。

为了实现上述目的，在本发明技术方案的一个方面，提供一种多路计量表，包括：电性连接电网电力线的电流采样回路，输出可用于ADC采样的电流信号；电性连接所述电网电力线的一个电压采样回路，输出一路用于ADC采样的电压信号；电性接入所述电流采样回路和电压采样回路的多个ADC转换器，将上述电流采样信号和电压采样信号转换为数字电信号；连接上述每一ADC转换器的计量模块，读取这些数字电信号并计算产生第一电量信号；以及连接这些计量芯片的处理器，将计量芯片产生的电量信号进行数据处理。作为本方案的一个突出效果，使用一个计量数字化电路(例如单计量芯片)可节省因每一电力线回路需要接设的多计量芯片的成本，同时又能独立计量每一电力线路上的电量信号。

在一个实施例中，上述多路计量表又包括：电性连接所述电网电力线的第二电流采样回路，用于产生第二电流采样信号，所述第二电流采样回路又电性接入上述ADC转换器，所述ADC转换器电性连接有计量模块，该计量模块又电性连接至所述处理器以传递第二电量信号。结合本实施例的突出效果是，第一电量信号和第二电量信号可采用不同的计费方案，不同负荷控制方案。

较佳的，上述第一、第二电量信号可以是从交流电力线采集的电量信号，也可以是从直流电力线采集到的电量信号。

在一个实施例中，上述多路计量表又包括连接所述处理器的：显示器，用于可视化显示第一或第二电量信号，例如采用区别显示或者以多个显示模块的方式加以显示；以及通讯端口，可根据处理器的设定而选择性发送第一或第二电量信号至远端控制主站。

在又一个实施例中，上述多路计量表又包括了：为上述每一计量芯片和处理器供电的电源。在一个较佳例子里，电源的方式可设置为从任意数量的次级绕组中接入交流电力源，例如如果使用两个以上的计量芯片实施，则可将电源设计成阻塞级联式，即存在供电优先级次序，处于远离取电侧的一级电源可具有靠后的供电次序。

在本发明技术方案的另一个方面，上述多路计量表内置的电路板可设计为集成有：多个计量模块，每一计量模块用于接收来自电网电力线的第一电流采样信号或第二电流采样信号以计算产生第一电量信号或第二电量信号；以及连接这些计量模块的处理器，将每一计量模块产生的电量信号进行数据处理。同样地，电路板可同时集成了为上述每一计量芯片和处理器供电的电源板。

进一步地，多路计量表的内置电路板又集成有一层通讯板，所述通讯板上集成有多个通讯端口，这些通讯端口包括下列中至少一种：用于适配于远端控制主站以与之直接通讯的通讯端口；用于适配于手持自动抄表(AMR)计算设备以与之通讯的通讯端口；或用于选择性发送所述处理器根据第一或第二电量信号产生的电量数据给所述远端控制主站的通讯端口。

例如，作为接受这个通讯端口所传输数据的AMR计算设备可包括用于存储数据的一个或多个大容量存储设备，例如，磁盘、磁光盘或光盘，或可操作地与它们连接，以接收数据或向它们传输数据。计算设备也可以嵌入在另一个交换机设备中，例如，移动电话、个人数字助理(PDA)、全球定位系统(GPS)接收器，或便携式存储设备(例如，通用串行总线(USB)闪存驱动)。

在一个较佳实施例中，电路板上也可以设计连接所述处理器的存储器，在上述这些存储器中，用于存储来自处理器的计算机程序指令和数据的设备包括所有形式的非易失性存储器、介质和存储器设备，作为示例包括半导体存储器设备，例如EPROM、EEPROM、以及FLASH存储器设备；CD-ROM和DVD-ROM光盘。服务器和存储器可以通过特殊用途逻辑电路来补充，或集成在交换机的逻辑电路中。

较佳的，所述的PCB电路板可以是单层布置，或者两层、三层，但是作为最佳选取方式则是可以采用单层板的形式，单层板能够更好地被表壳封装固定，而两层板则可以通过使用边缘排线的方式加以连接，为了将不同电压水平的元器件之间的干扰做到最小，在所述单层板上需要设计必要的电气隔离。

在本发明技术方案的又一个方面，集中抄表系统包括：集中采集设备，包括上述方面实现的多路计量表内置电路板；级联所述集中采集设备的电力采集端，该电力采集端包括：电性耦合所述电网电力线的第一电流采样回路，所述第一电流采样回路用于输出第一电流采样信号；以及电性耦合所述电网电力线的一个电压采样回路，输出电压采样信号。

在一个实施例中，所述电力采集端又包括：电性连接所述电网电力线的第二电流采样回路，用于产生第二电流采样信号。作为本实施例的一个优势，上述方案的集中抄表系统可以通过专用的通讯端口直接与远端控制主站进行通讯，从而避免了采集器、集中器的使用，电表内的数据处理设备可以根据计算需要进行相应组合或集成，从而使本实施例的表的功能最优化。

对表内处理器的计量方式可被设置成：通过时钟的时序设定，对第一电量信号和第二电量信号采用不同的计费方式(比如不同的计费价格)，以及不同的负荷控制方式。

附图说明

图1为本发明较佳实施例多路计量表的结构功能框图。

具体实施方式

以下，本发明的多个实施例可参照附图的方式加以详尽体现，其中相同或相似符号在不特指的情况下可表示相似或相同元件。

实施例1：

根据图1，本发明提供了可实现多回路计量的多路计量表，包括：电性连接电网电力线L的第一电流采样回路10，用于输出第一电流采样信号。电能表又包括了电性连接所述电网电力线L的一个电压采样回路20，输出电压采样信号；电性接入所述电流采样回路和电压采样回路的多个ADC转换器301、302、303、304(多个相同结构以省略号表示)，将上述电流采样信号和电压采样信号转换为数字电信号；连接上述每一ADC转换器的计量模块40，读取这些数字电信号并计算产生第一电量信号；以及连接计量模块40的处理器60，将计量模块40产生的电量信号进行数据处理。

在一个较佳例子中，上述多路计量表又包括：电性连接所述电网电力线L的第二电流采样回路11，用于产生第二电流采样信号，所述第二电流采样回路11又电性接入一个新的ADC转换器305，所述ADC转换器305又级联于前述采样回路，并电性连接有一个计量模块41，该计量模块41又电性连接至所述处理器60以传递第二电量信号。

基于此，在一个较佳例子中，上述多路计量表又包括连接所述处理器60的：显示器80，用于可视化显示第一或第二电量信号或者与这些电量信号相关联的参数，例如相位角或相移变化；以及通讯端口71、72、73，选择性发送第一或第二电量信号至远端控制主站。

在又一个较佳例子中，上述多路计量表又包括了：为上述每一计量芯片40、41和处理器60供电的电源。

实施例2：

设计一种计量表内置电路板，能够实现多个电力线回路的独立计量计费，其上集成有：多个计量模块(例如，计量模块40/41，或者多个同类型的计量模块40)，每一计量模块40用于接收来自电网电力线L的第一电流采样信号或第二电流采样信号以计算产生第一电量信号或第二电量信号；以及连接这些计量芯片的处理器60，将每一计量芯片产生的电量信号进行数据处理。根据图1，第一电量信号是由计量模块40积分运算产生，而第二电量信号是由计量模块41产生。

其中，所述的计量表内置电路板又集成有一层通讯板，所述通讯板上集成有多个通讯端口，这些通讯端口包括：用于适配于远端控制主站以与之直接通讯的通讯端口71；用于适配于手持AMR计算设备以与之通讯的通讯端口72；或用于选择性发送所述处理器60根据第一或第二电量信号产生的电量数据给所述远端控制主站的通讯端口73。

额外地，可进一步包括电源板，电源的方式可设置为任意数量接入交流电力源，例如如果使用5个的计量芯片40和两个计量芯片41实施，则可将电源设计成阻塞级联式，即存在供电优先级次序，处于远离取电侧的一级电源可具有靠后的供电次序。

实施例3：

利用本发明的多路计量表可单独作为一个集中抄表系统，它包括：集中采集设备，包括前述实施例2的计量表内置电路板；级联所述集中采集设备的电力采集端，该电力采集端包括：电性耦合所述电网电力线的第一电流采样回路10，用于输出第一电流采样信号；以及电性耦合所述电网电力线的一个电压采样回路20，输出电压采样信号。较佳的，电力采集端可独立地封装和固定在电力线上。

同时基于前述技术精神，可对不同的用户电力线回路，利用处理器60设置不同的计费方式，同时通过计量模块40/41的相互独立运算，可在一定电力区域内节省若干数量的电表安装，例如常规的一户一表的方式，处理器(MCU)60的设计可替代常规的采集器和集中器架构设置，直接使用本发明电能表就可替代。

同样地，在一个较佳例子中，所述电力采集端又包括：电性连接所述电网电力线的第二电流采样回路11，用于产生第二电流采样信号给计量模块41。

虽然已参考许多特定细节描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到，可在不脱离本发明的实质的情况下以其它特定形式来体现本发明。因此，本领域的普通技术人员将理解，本发明不受前述示例性细节限制，而是由所附的权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种多路计量表，其特征在于包括：

电性连接电网电力线的第一电流采样回路，用于输出第一电流采样信号；

电性连接所述电网电力线的一个电压采样回路，用于输出电压采样信号；

电性接入所述电流采样回路和电压采样回路的多个ADC转换器，将上述电流信号和电压信号转换为数字电信号；

连接上述每一ADC转换器的计量模块，读取这些数字电信号并计算产生第一电量信号；以及连接所述计量模块的处理器，将所述计量模块产生的第一电量信号进行数据处理。

2.根据权利要求1所述的一种多路计量表，其特征在于又包括：电性连接所述电网电力线的第二电流采样回路，用于产生第二电流采样信号，所述第二电流采样回路又电性接入上述ADC转换器，所述ADC转换器电性连接所述计量模块，该计量模块又电性连接至所述处理器以传递第二电量信号。

3.根据权利要求2所述的一种多路计量表，其特征在于又包括：电性连接在上述计量模块与处理器间的比较器，用于接收所述第一、第二电量信号均传给所述处理器。

4.根据权利要求1或2所述的一种多路计量表，其特征在于又包括连接所述处理器的：

显示器，用于可视化显示第一和第二电量信号；

通讯端口，发送第一和第二电量信号至远端控制主站；以及

对第一和第二电量信号，采用不同计费方案和负荷控制方案。

5.根据权利要求1或2所述的一种多路计量表，其特征在于又包括：为上述计量模块和处理器供电的电源。

6.一种计量表内置电路板，其特征在于集成有：

多个计量模块，每一计量模块用于接收来自电网电力线的第一电流采样信号和第二电流采样信号以计算产生第一电量信号和第二电量信号；以及

连接这些计量模块的处理器，将每一计量模块产生的电量信号进行数据处理。

7.根据权利要求6所述的一种计量表内置电路板，其特征在于又集成有一层通讯板，所述通讯板上集成有多个通讯端口，这些通讯端口包括下列中至少一种：

用于适配于远端控制主站以与之直接通讯的通讯端口；

用于适配于手持自动抄表(AMR)计算设备以与之通讯的通讯端口；或

用于发送所述处理器根据第一和第二电量信号产生的电量数据给所述远端控制主站的通讯端口。

8.根据权利要求6所述的一种计量表内置电路板，其特征在于又集成多路负荷控制开关，用于实现下列中至少一种功能：

用于对第一和第二路电量，分别进行预付费的控制；用于对第一和第二路电量，分别进行负荷控制。

9.一种集中抄表系统，其特征在于包括：

集中采集设备，包括按照权利要求6实现的计量表内置电路板；

级联所述集中采集设备的电力采集端，该电力采集端包括：

电性耦合所述电网电力线的第一电流采样回路，用于输出第一电流脉冲信号；

电性耦合所述电网电力线的一个电压采样回路，输出电压采样信号；

以及使用上述电压，电流信号，计算产生第一电量信号。

10.根据权利要求9所述的集中抄表系统，其特征在于，所述电力采集端又包括：电性连接所述电网电力线的第二电流采样回路，用于产生第二电流采样信号。以及使用权利要求9中的电压信号和第二电流采样信号，计算产生第二电量信号。