CN111308192A - 基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置，包括电压采样电路、电流采样电路、电压通道ADC采样管脚、电流通道ADC采样管脚、掉电检测管脚、模拟比较器管脚、模拟比较器电路、掉电检测电路、AC‑DC电路、DC‑DC电路、电压互感器电路、计量微控制器，本发明电路中增加模拟比较器功能，系统运行时，开启模拟比较器的输出状态开关，模拟电路状态寄存器中读取比较器正输入端信号与芯片REF端信号进行比较的输出状态，区分系统进行窃电计量还是休眠计量。解决电压互感器PT耦合出来的电压处在临界点状态时，导致整个系统因功耗不足而使系统不断复位重启的问题，保证系统在各个状态下都能正常计量。

Description

基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置。
背景技术
单相电能表常用于家庭用户用电量的计量仪表，有些不法分子将电表的火线或者零线进行移除，从而电表就没有电源，电表就无法正常计量。为了防止窃电，现有的技术采取掉零线防窃电计量，就是窃电者将电能表上的零线(N)移除，电能表就没有电源了，这时候利用电压互感器PT从电流回路耦合电压获取电源，且利用SOC读取电流有效值进行计量的一种防窃电手段。
目前的防窃电计量领域，发生窃电时，增加电压互感器PT来进行掉零线计量。这种方法虽然能够在窃电发生时能进行计量，但是当电流在1A左右时，电压互感器PT的耦合电压会随着系统功耗增加引起供电不足，使系统进入休眠计量，而休眠计量会降低系统的功耗，电压互感器PT的耦合电压重新使系统从休眠状态下唤醒，进行掉零线计量，从而导致防窃电系统装置不断复位重启。这种情况会导致整个电表在复位重启这段时间内不做电量累加，或电量累加减少。根据上述的情况，对应地，需要新的技术方案可以解决这个问题。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
本发明一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置，包括电压采样电路、电流采样电路、电压通道ADC采样管脚、电流通道ADC采样管脚、掉电检测管脚、模拟比较器管脚、模拟比较器电路、掉电检测电路、AC-DC电路、DC-DC电路、电压互感器电路、计量微控制器，所述电压采样电路与交流电源的两端连接，所述电流采样电路与交流电源的火线连接，所述电压采样电路的信号输出端与电压通道ADC采样管脚连接，所述电流采样电路与电流通道ADC采样管脚连接，所述电压通道ADC采样管脚、电流通道ADC采样管脚、掉电检测管脚、模拟比较器管脚均设置于所述计量微控制器上，所述掉电检测管脚与所述掉电检测电路的输入端连接，所述掉电检测电路的输出端与所述DC-DC电路连接，所述DC-DC电路的输出端与所述AC-DC电路连接，所述AC-DC电路与交流电源的两端连接，所述模拟比较器管脚与模拟比较器电路连接，所述模拟比较器电路与所述电压互感器电路连接，所述电压互感器电路与交流电源的火线连接。
本发明一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置的计量方法，系统进入窃电计量操作的主要实现流程；系统在检测到掉电检测电路产生的反馈后，若中间系统检测掉电检测管脚逻辑高，则系统退出窃电计量模式，响应正常计量模式，若系统检测掉电监测信号逻辑低，判断模拟比较器检测电路，模拟比较器检测电路响应信号输出逻辑低，则进入休眠计量模式；若比较器检测电路响应输出逻辑高，则进入窃电计量模式。
本发明的有益效果在于：
本发明是一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置，与现有技术相比，本发明针对窃电系统无法记录窃电时所窃取的电量问题，本专利中提出防复位装置的掉零线防窃电计量方式。电路中增加模拟比较器功能，系统运行时，开启模拟比较器的输出状态开关，模拟电路状态寄存器中读取比较器正输入端信号与芯片REF端信号进行比较的输出状态，区分系统进行窃电计量还是休眠计量。解决电压互感器PT耦合出来的电压处在临界点状态时，导致整个系统因功耗不足而使系统不断复位重启的问题，保证系统在各个状态下都能正常计量。
附图说明
图1是模拟比较器结构图；
图2是模拟比较器电路图；
图3是本发明的总体结构原理框图；
图4是本发明的窃电计量操作流程图。
图中：1、电压采样电路；2、电流采样电路；3、电压通道ADC采样管脚；4、电流通道ADC采样管脚；5、掉电检测管脚；6、模拟比较器管脚；7、模拟比较器电路；8、掉电检测电路；9、AC-DC电路；10、DC-DC电路；11、电压互感器电路；12、计量微控制器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
模拟器比较器检测电路，模拟比较器电路是改善窃电计量系统的关键，这里采用芯片V9911的模拟比较器CB，其结构如图1所示。模拟比较器CB的输入端M1，基准电压源(REF_LP)作为比较器的反向信号源输入，系统运行时，开启模拟比较器开关，且模拟比较器CB的输入信号源进行选择，然后通过读取ANState寄存器的值来判断模拟比较器CB的输出状态。图2是模拟比较器原理图设计，其中CMPBP或CMPBN代表模拟比较器CB的输入端M1，可通过模拟比较器CB的输入信号源选择其中之一，ZPW信号是电压互感器PT耦合出来的电压，REF是芯片的基准电压，是V9911芯片的第9管脚。
如图3所示：本发明一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置，包括电压采样电路、电流采样电路、电压通道ADC采样管脚、电流通道ADC采样管脚、掉电检测管脚、模拟比较器管脚、模拟比较器电路、掉电检测电路、AC-DC电路、DC-DC电路、电压互感器电路、计量微控制器，所述电压采样电路与交流电源的两端连接，所述电流采样电路与交流电源的火线连接，所述电压采样电路的信号输出端与电压通道ADC采样管脚连接，所述电流采样电路与电流通道ADC采样管脚连接，所述电压通道ADC采样管脚、电流通道ADC采样管脚、掉电检测管脚、模拟比较器管脚均设置于所述计量微控制器上，所述掉电检测管脚与所述掉电检测电路的输入端连接，所述掉电检测电路的输出端与所述DC-DC电路连接，所述DC-DC电路的输出端与所述AC-DC电路连接，所述AC-DC电路与交流电源的两端连接，所述模拟比较器管脚与模拟比较器电路连接，所述模拟比较器电路与所述电压互感器电路连接，所述电压互感器电路与交流电源的火线连接。
表窃电状态防复位装置实现的原理如下：当系统发生掉零线窃电状态时，AC-DC电路无法正常工作，DC-DC电路正常工作，电压互感器电路正常工作。电压采样电路采集不到信号，故电压通道ADC采样管脚检测不到电压信号；电流采样电路正常输出电流信号，电流通道ADC采样管脚能正常采集信号。当掉电检测管脚和模拟比较器管脚正常工作时，输出的掉电监测信号为低，且模拟比较器信号正输入端信号大于负输入端信号，模拟比较器电路输出逻辑高，判断系统发生窃电，系统进行窃电计量。
如图4所示描述系统进入窃电计量操作的主要实现流程。系统在检测到掉电检测电路产生的反馈后，若中间系统检测掉电检测管脚逻辑高，则系统退出窃电计量模式，响应正常计量模式。若系统检测掉电监测信号逻辑低，判断模拟比较器检测电路，模拟比较器检测电路响应信号输出逻辑低，则进入休眠计量模式。若比较器检测电路响应输出逻辑高，则进入窃电计量模式。这种检测方法有效区分系统的三种状态模式，解决了窃电发生时电压互感器供给不足时带来的系统复位问题。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置，其特征在于：包括电压采样电路、电流采样电路、电压通道ADC采样管脚、电流通道ADC采样管脚、掉电检测管脚、模拟比较器管脚、模拟比较器电路、掉电检测电路、AC-DC电路、DC-DC电路、电压互感器电路、计量微控制器，所述电压采样电路与交流电源的两端连接，所述电流采样电路与交流电源的火线连接，所述电压采样电路的信号输出端与电压通道ADC采样管脚连接，所述电流采样电路与电流通道ADC采样管脚连接，所述电压通道ADC采样管脚、电流通道ADC采样管脚、掉电检测管脚、模拟比较器管脚均设置于所述计量微控制器上，所述掉电检测管脚与所述掉电检测电路的输入端连接，所述掉电检测电路的输出端与所述DC-DC电路连接，所述DC-DC电路的输出端与所述AC-DC电路连接，所述AC-DC电路与交流电源的两端连接，所述模拟比较器管脚与模拟比较器电路连接，所述模拟比较器电路与所述电压互感器电路连接，所述电压互感器电路与交流电源的火线连接。
2.根据权利要求1所述的基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置，其特征在于：所述模拟比较器电路采用型号V9911的模拟比较器CB芯片。
3.一种基于防复位装置的掉零线防窃电计量装置的计量方法，其特征在于：系统进入窃电计量操作的主要实现流程；系统在检测到掉电检测电路产生的反馈后，若中间系统检测掉电检测管脚逻辑高，则系统退出窃电计量模式，响应正常计量模式，若系统检测掉电监测信号逻辑低，判断模拟比较器检测电路，模拟比较器检测电路响应信号输出逻辑低，则进入休眠计量模式；若比较器检测电路响应输出逻辑高，则进入窃电计量模式。
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