CN1237711A - 电度表计费监控装置 - Google Patents

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Abstract

一种电度表计费监控装置，它包括主机、分机和用户机。主机是电平变换器和分机的电力载波通讯器相接，中央控制器CPU分别与主机和用户机的电力载波通讯器连接，CPU又与三相电能计量模块和电源变换电路连接。本装置可测定电量、预计电费、显示金额数，对超费使用、线路损耗、查明窃电均能自动报警。其结构并不复杂，适用范围广。

Description

电度表计费监控装置
本发明涉及一种电度表计费监控装置，属于电度表的技术领域。
现有的机械式电度表由于结构上的缺陷，已逐步为电子电度表所淘汰。从当前经济发展的趋势来看，计量收费也将改为预付费的方式，使用抄表计量也常常出现失抄率，且工作效率较低。
现有的预付费电表采用机械或电子电度表机芯检测电量，单片机作为主控CPU，利用磁卡或电卡作为预付费数据的媒介；继电器作控制开关的缺点是只是改变收费方式，其功能单一而成本较高，性价比低且难于推广，继电器成本高，可靠性尚差。国内生产的复费率电度表都是工业用的电度表，一般是采用进口或自己研制的复费率计算机控制模板和电度表机芯组装而成，其控制线路复杂，成本过高，在电价发生变动时或峰、谷及平时段发生变动时也需由专人加以调整，比较麻烦。
现有的抄表自动装置是在电量计量模块以外增加一计算机数据采集、通讯模块，通过486微机接口或220V电力线通讯接口接入集控器，再由电话线接入PC主控中心，缺点是功能单一，性价比不高，需要租用电话线使其费用较高，另外其实时性也不好。
现有的电力网络运行采集和故障报警系统均为专用产品，价格昂贵并性能单一，难以普遍采用。
本发明的目的是要提供一种电度表计费监控装置它可以克服上述的缺点。整个装置由主机、分机和用户机组成，主机承担管理的任务，分机为独立控制模块装于10KV高压变压器二次侧，负责采集电网的运行参数，通过10KV高压输电线载波与主机通讯，同时通过低电输电线载波与用户机联系；用户机装于用户电源入口端，计量用户使用的电能，通过电力线载波经分机与主机联系。
本发明的目的是这样实现的：1．所述装置包括主机和分机1、分机2、分机3、……分机N-2、分机N-1、分机N以及用户机1、用户机2、用户机3、……用户机M-2、用户机M-1、用户机M，所述主机与所述分机相连，所述分机与所述用户机相连；主机与电平变换器和分机的电力载波通讯器相连；中央控制器CPU分别与主机和用户机通讯的电力载波通讯器连接；CPU又与三相电能计量模块和电源变换器电路相接。
2．所述主机的电原理结构是其486或586等的PC机与RS-232电平变换器和与分机通讯的电力载波通讯器相互连接，而高压耦合电容接向10KV高压供电线路，电源变换电路接向与分机通讯的电力载波通讯器。
3．主机的电路集成块U3(型号为MAX232)，其1、3、4、5端分别是C1+、C1-、C2+、C2-，而2、6端分别是U+和U-,7端(T2out)接于PC机串口的模块D1(型号为DB9)的3端(RXD-2U),U3的8端(T2LN)接于D1的2端(TXD-2U)，模块D1的5端接地；U3的9端接于集成块U4(型号为AT930)的17端(DT-LN),U3的10端接于U4的12端(DT-O),U3的12端(R1out)接于U4的5端(T/R),U3的13端RT5、15端接地，16端接VCC；U4的16端(LF)接电容C4后接地；13端(MS2)接电容C7后又接地；8端(BCT1)和9端(BCT2)相互连接，10端(CA)接电阻R13,R13另一端接于模块L2(型号ZH2)的2端；其1端和3端接于C9的两端再接于S1+,6端接电容C53,4端接电容C52；该两电容又分别接于电感L2的一端，同时又接于电容C8和10KV高压输电线。
U1的10端(RXD)接于U5(型号4852)的13端，11端(TXD)接U5的3端，U1的7端接U5的10端，U1的8端(P17)接于U5的9端，U5的6端、7端共同接地；U1的12端接于PIN1的4端与主机载波通讯器的接口相接，PIN3的2端接VCC1端并接地。
6．所述用户机电原理结构是中央控制器CPU和与电力载波通讯器相互连接，电能计量模块则分别接向负载、电力载波通讯器和电源变换电路，而电源变换电路分别接向中央控制器CPU和电力载波通讯器。
7．用户机的电路U1(型号X25045)3端接VCC,1、2、5、6、端分别接于U3(型号AT89C51)的23、24、25、26端，U1的7端接于U3的9端(RESET)，同时又接于电阻R15和VCC,U3的19端接于电容CM2和晶体振荡器Y1一端，U3的18端也接于电容CM1和晶体振荡器Y1的另一端，电容CM1和CM2的另一端共同接地；U3的5、6、7、8端分别接于4PIN的1、2、3、4端，U3的2、3、4端分别接于6PIN的4、5、6端，4PIN和6PIN是数据显示接口，6PIN的1端接地，2端接于VCC。电能计量模块接口2PIN(型号DP)的2端接地，1端(PLUSE)接于U3的14端。
图1．电度表计费监控装置的原理框图
图2．电度表主机原理示意图
图3．电度表分机原理示意图
图4．电度表用户机机原理示意图
图5．电度表主机电路图
图6．电度表分机电路图
图7．电度表用户机机电路图
兹结合附图对电度表计费监控装置的结构详细叙述：
由图5，集成块U3(型号为MAX232)，其1、3、4、5端分别是C1+、C1-、C2+、C2-，而2、6端分别是U+和U-,7端(T2out)接于PC机串口的模块D1(型号为DB9)的3端(RXD-2U),U3的8端(T2LN)接于D1的2端(TXD-2U)，模块D1的5端接地；U3的9端接于集成块U4(型号为AT930)的17端(DT-LN),U3的10端接于U4的12端(DT-O),U3的12端(R1out)接于U4的5端(T/R),U3的13端RT5、15端接地，16端接VCC；U4的16端(LF)接电容C4后接地；13端(MS2)接电容C7后又接地；8端(BCT1)和9端(BCT2)相互连接，10端(CA)接电阻R13,R13另一端接于模块L2(型号ZH2)的2端；其1端和3端接于C9的两端再接于S1+,6端接电容C53,4端接电容C52；该两电容又分别接于电感L2的一端，同时又接于电容C8和10KV高压输电线。
U4的1、2两端分别接于电容C2的两端，18端接电阻R2后再接于可变电阻R3，然后接地。U4的4端接电阻R4后再与3端分别接于电容C5的两端，U4的6端接电容C6后再接地，7端接电阻R3后再接地，14端接地，15端接+15。
由图6，分机的集成块U1(型号MCS51)，其19端(X1)接电容CM2和晶体振荡器Y1,18端(X2)接晶体振荡器Y1另一端和电容CM2，电容CM1和CM2的另一端相接后再接地；U1的9端(RESET)接电阻R1一端再接于U4的7端，R1另一端接VCC后又接于U4(型号X25045)的3端(UP)；U4的2端、6端、5端、1端分别依次接于U1的3端(P12)、5端(P14)、4端(P13)和2端(P11)。U1的39(D0)、38(D1)、37(D2)、36(D3)、35(D4)、34(D5)、33(D6)和32(D7)诸端相应地分别接于U3(型号74L8373)的3、4、7、8、13、14、17、18诸端，同时又接于U2(型号62256)的11、12、13、15、16、17、18、19端；U3的2端(A8)、5端(A1)、6端(A2)、8端(A3)、12端(A4)、15端(A5)、16端(A6)、19端(A7)；诸端也接于U2的3、4、5、6、7、8、9、10诸端。
U1的30端(ALE)接于U3的11端，U1的21、22、23、24、25、26、27、28、(B9、A8、A9、A10、A11、A12、A13、A14、A15)相应地接于U2的20、1、26、2、23、21、24、26、诸端。
U1的10端(RXD)接于U5(型号4852)的13端，11端(TXD)接U5的3端，U1的7端接U5的10端，U1的8端(P17)接于U5的9端，U5的6端、7端共同接地；U1的12端接于PIN1的4端与主机载波通讯器的接口相接，PIN3的2端接VCC1端并接地。
由图7，用户机的电路U1(型号X25045)3端接VCC,1、2、5、6、端分别接于U3(型号AT89C51)的23、24、25、26端，U1的7端接于U3的9端(RESET)，同时又接于电阻R15和VCC,U3的19端接于电容CM2和晶体振荡器Y1一端，U3的18端也接于电容CM1和晶体振荡器Y1的另一端，电容CM1和CM2的另一端共同接地；U3的5、6、7、8端分别接于4PIN的1、2、3、4端，U3的2、3、4端分别接于6PIN的4、5、6端，4PIN和6PIN是数据显示接口，6PIN的1端接地，2端接于VCC。电能计量模块接口2PIN(型号DP)的2端接地，1端(PLUSE)接于U3的14端。
电度表计费监控装置主要由主机，数据采集系统(分机)、用户机(用户终端)三部分组成一可在每一个二次变电所(10千伏配电变压器)占区范围内有一个独立的系统运行。
与现有技术相比，电度表计费监控装置具有下列优点：
1．可以测定用电数量。
2．用户终端具有预付电费的功能，用户机可将剩余电费数据传输给主
   机，主机可自动制定欠费用户。
3．具有复费率的功能，不采用实时时钟的复杂控制方式使结构简化，
   因而也降低了成本，当电价变化时可直接传输给用户终端。
4．可实时检测线损，当线路损耗超过经验数值时，主机会报警。
5．主机可根据用户终端每一固定段的用电量数据传输给主机，在线损
   过高时，主机可查找用量为零的用户，由此可查明窃电情况。
6．可监测配电变压器运行情况，又可防止用户超量用电，均能自动报
   警。

Claims (7)

  1. 一种电度表计费监控装置，其特征在于：1．所述装置包括主机和分机1、分机2、分机3、……分机N-2、分机N-1、分机N以及用户机1、用户机2、用户机3、……用户机M-2、用户机M-1、用户机M，所述主机与所述分机相连，所述分机与所述用户机相连；主机与电平变换器和分机的电力载波通讯器相连；中央控制器CPU分别与主机和用户机通讯的电力载波通讯器连接；CPU又与三相电能计量模块和电源变换器电路相接。
  2. 2．所述主机的电原理结构是其486或586等的PC机与RS-232电平变换器和与分机通讯的电力载波通讯器相互连接，而高压耦合电容接向10KV高压供电线路，电源变换电路接向与分机通讯的电力载波通讯器。
  3. 3．主机的电路集成块U3(型号为MAX232)，其1、3、4、5端分别是C1+、C1-、C2+、C2-，而2、6端分别是U+和U-,7端(T2out)接于PC机串口的模块D1(型号为DB9)的3端(RXD-2U),U3的8端(T2LN)接于D1的2端(TXD-2U)，模块D1的5端接地；U3的9端接于集成块U4(型号为AT930)的17端(DT-LN),U3的10端接于U4的12端(DT-O),U3的12端(R1out)接于U4的5端(T/R),U3的13端RT5、15端接地，16端接VCC；U4的16端(LF)接电容C4后接地；13端(MS2)接电容C7后又接地；8端(BCT1)和9端(BCT2)相互连接，10端(CA)接电阻R13,R13另一端接于模块L2(型号ZH2)的2端；其1端和3端接于C9的两端再接于S1+,6端接电容C53,4端接电容C52；该两电容又分别接于电感L2的一端，同时又接于电容C8和10KV高压输电线。
    U4的1、2两端分别接于电容C2的两端，18端接电阻R2后再接于可变电阻R3，然后接地。U4的4端接电阻R4后再与3端分别接于电容C5的两端，U4的6端接电容C6后再接地，7端接电阻R3后再接地，14端接地，15端接+15。
  4. 4．分机电原理结构是中央控制器CPU分别和主机通讯的电力载波通讯器与用户通讯的电力载波通讯器相互连接，而10KV供电线路则分别接向高压耦合电容和10KV/400V变压器，而10KV/400V变压器分别接向电源变换电路，与用户通讯的电力载波通讯器、三相电能计量模块、电源变换电路接向与主机通讯的电力载波通讯器、中央控制器CPU和与用户通讯的电力载波通讯器，而三相电能计量模块则分别接向中央控制器CPU和负载。
  5. 5．分机的电路为分机的集成块U1(型号MCS51)，其19端(X1)接电容CM2和晶体振荡器Y1,18端(X2)接晶体振荡器Y1另一端和电容CM2，电容CM1和CM2的另一端相接后再接地；U1的9端(RESET)接电阻R1一端再接于U4的7端，R1另一端接VCC后又接于U4(型号X25045)的3端(UP)；U4的2端、6端、5端、1端分别依次接于U1的3端(P12)、5端(P14)、4端(P13)和2端(P11)。U1的39(D0)、38(D1)、37(D2)、36(D3)、35(D4)、34(D5)、33(D6)和32(D7)诸端相应地分别接于U3(型号74L8373)的3、4、7、8、13、14、17、18诸端，同时又接于U2(型号62256)的11、12、13、15、16、17、18、19端；U3的2端(A8)、5端(A1)、6端(A2)、8端(A3)、12端(A4)、15端(A5)、16端(A6)、19端(A7)；诸端也接于U2的3、4、5、6、7、8、9、10诸端。
    U1的30端(ALE)接于U3的11端，U1的21、22、23、24、25、26、27、28、(B9、A8、a9、A10、A11、A12、A13、A14、A15)相应地接于U2的20、1、26、2、23、21、24、26、诸端。
    U1的10端(RXD)接于U5(型号4852)的13端，11端(TXD)接U5的3端，U1的7端接U5的10端，U1的8端(P17)接于U5的9端，U5的6端、7端共同接地；U1的12端接于PIN1的4端与主机载波通讯器的接口相接，PIN3的2端接VCC1端并接地。
  6. 6．所述用户机电原理结构是中央控制器CPU和与电力载波通讯器相互连接，电能计量模块则分别接向负载、电力载波通讯器和电源变换电路，而电源变换电路分别接向中央控制器CPU和电力载波通讯器。
  7. 7．用户机的电路U1(型号X25045)3端接VCC,1、2、5、6、端分别接于U3(型号AT89C51)的23、24、25、26端，U1的7端接于U3的9端(RESET)，同时又接于电阻R15和VCC,U3的19端接于电容CM2和晶体振荡器Y1一端，U3的18端也接于电容CM1和晶体振荡器Y1的另一端，电容CM1和CM2的另一端共同接地；U3的5、6、7、8端分别接于4PIN的1、2、3、4端，U3的2、3、4端分别接于6PIN的4、5、6端，4PIN和6PIN是数据显示接口，6PIN的1端接地，2端接于VCC。电能计量模块接口2PIN(型号DP)的2端接地，1端(PLUSE)接于U3的14端。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105096465A (zh) * 2014-11-24 2015-11-25 芜湖蓝宙电子科技有限公司 带恶意负载识别的电能计量装置设计方法
CN106066415A (zh) * 2015-04-14 2016-11-02 萨格姆康姆能源和电信公司 用于检测供电网络中的欺诈的方法
CN107966627A (zh) * 2017-12-04 2018-04-27 国网山东省电力公司枣庄供电公司 一种量价费监测系统

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