CN204832286U - 一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，包括电流采样电路和信号调理电路；电流采样电路用于采集三相电源的零线UN上的电流信号，电流采样电路的输出端与信号调理电路的输入端连接；信号调理电路用于将电流信号转换为电压信号，并对该电压信号进行放大、滤波和整形处理，信号调理电路的输出端与设于三相电能表内部的计量芯片的计量方式切换管脚连接。本实用新型根据三相电源的零线UN是否有电流通过来判定接入的电网的方式，并采用简单的电路达到控制电能表的计量方式目的，提高的计量的准确性，避免电压干扰对计量的影响，使电能表能够不依赖于软件进行判断和模式切换，该电路具有结构简单、延迟少、计量更加准确等特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及三相电能表领域，特别是涉及一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置。
背景技术
由于三相交流电能的计量方式分为三相三线、三相四线2种，因此以往的三相电能表也分为三相三线电能表、三相四线电能表两类，这两种类型的电能表的计量方式、电压等级接线方式等都不同，也并不兼容，使用过程中必须分别购买和安装，非常不便。
而国内现有的自适应三相电能表，基本上都是通过软件判读接入的电压值或电压夹角的方法，切换不同的计量方式。如名称为“一种三相电能表的自适应控制方法和三相电能表”的中国实用新型专利（授权公告号：CN102680779A）公开的技术方案中主要通过判别接入的三相相间电压夹角和三相电压值的范围确定三相电能表的接入方式，根据三相电能表的接入方式调用对应的处理程序和计量模式。这种根据一定范围的电压值和电压夹角来进行计量方式的判定的自适应电能表方案现在面临一个很大的问题：当电网电压波动、电网负载变化时，软件的判定结果会受到一定程度的影响，这种波动情况将会导致电能表计不计量或错误计量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，解决了现有技术依赖于软件根据一定范围的电压值和电压夹角来进行计量方式判定的方案弊端，减少电压波动、负载变化等情况对电能表计量造成的影响。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，包括电流采样电路和信号调理电路；电流采样电路用于采集三相电源的零线UN上的电流信号，电流采样电路的输出端与信号调理电路的输入端连接；信号调理电路用于将电流信号转换为电压信号，并对该电压信号进行放大、滤波和整形处理，信号调理电路的输出端与设置于三相电能表内部的计量芯片的计量方式切换管脚连接。
所述的电流采样电路包括电流互感器T，电流互感器T用于采集三相电源的零线UN的电流信号，电流互感器T的一端与信号调理电路的输入端连接，其另一端与地对接。
进一步的，所述电流互感器T为穿心电流互感器。
所述的信号调理电路包括电压取样电阻R1和放大器A，电压取样电阻R1的一端和放大器A的同相输入端均与电流采样电路的输出端连接，电压取样电阻R1的另一端和放大器A的反相输入端均与地对接，放大器A的输出端与计量芯片的计量方式切换管脚连接。
进一步的，所述的计量芯片包括ATT7022E芯片。
本实用新型还包括反相器，所述的反相器的输入端与信号调理电路的输出端连接，反相器的输出端与所述计量芯片的计量方式切换管脚连接。
本实用新型的有益效果是：根据三相电源的零线UN是否有电流通过来判定接入的电网的方式，并采用简单的电路达到控制电能表的计量方式目的，抛弃了旧有的根据电压值和电压夹角的范围来判定计量方式，提高了计量的准确性，有效避免电网电压的波动及电网负载的变化对电能表计量的影响，使电能表能够不依赖于软件进行判断和模式切换，本实用新型电路具有结构简单、延迟时间少、计量更加准确且经济实惠等特点。
附图说明
图1为本实用新型三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置的电路框图；
图2为本实用新型三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置的电路图；
图3为本实用新型中ATT7022E芯片的引脚配置图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，包括电流采样电路和信号调理电路；电流采样电路用于采集三相电源的零线UN上的电流信号，电流采样电路的输出端与信号调理电路的输入端连接；信号调理电路用于将电流信号转换为电压信号，并对该电压信号进行放大、滤波和整形处理，信号调理电路的输出端与设置于三相电能表内部的计量芯片的计量方式切换管脚连接。
三相电能表的三相电源电压端分别接入Ua、Ub、Uc和UN，本装置中利用三相三线与三相四线在零线（的零线UN）上的差别，即三相三线没有零线，也就没有零线电流，而三线四线必然有零线，也就必然有零线电流，通过检测零线电流是否为零来判断接入的电网电源是三线制还是四线制，并且由判断结果通过电路来控制计量表的计量方式，以实现三相电能表三线与四线计量方式的自动切换。
如图2所示，所述的电流采样电路包括电流互感器T，电流互感器T用于采集三相电源的零线UN的电流信号，电流互感器T的一端与信号调理电路的输入端连接，其另一端与地对接。
进一步的，所述电流互感器T为穿心电流互感器。
所述的信号调理电路包括电压取样电阻R1和放大器A，电压取样电阻R1的一端和放大器A的同相输入端均与电流采样电路的输出端连接，电压取样电阻R1的另一端和放大器A的反相输入端均与地对接，放大器A的输出端与计量芯片的计量方式切换管脚连接。
进一步的，所述的计量芯片包括ATT7022E芯片，当计量芯片的计量方式切换管脚SEL接入高电平时，该计量芯片以三相四线计量方式进行计量；当计量芯片的计量方式切换管脚SEL接低电平时，该计量芯片以三相三线计量方式进行计量。
本实用新型还包括反相器，所述的反相器的输入端与信号调理电路的输出端连接，反相器的输出端与所述计量芯片的计量方式切换管脚连接。
【实施例1】
所述的计量芯片采用ATT7022E芯片，当计量芯片的计量方式切换管脚SEL接入高电平时，该计量芯片以三相四线计量方式进行计量；当计量芯片的计量方式切换管脚SEL接低电平时，该计量芯片以三相三线计量方式进行计量。
当三相电源的零线UN上有电流流过时，即三相电能表应采用三相四线计量方式，电流采样电路中的穿心电流互感器T产生感应电流，该感应电流信号经电压取样电阻R1转化成电压信号，放大器A再对该电压信号进行放大、滤波和整形处理后，将电压信号传送到ATT7022E计量芯片的SEL管脚，则ATT7022E型号计量芯片将自动采用三相四线计量方式来进行计量。
若三相电源的零线UN上没有电流经过，即三相电能表应采用三相三线计量方式，电流采样电路中的穿心电流互感器T产生感应电流为0，信号调理电路后输出的电压信号为低电平，ATT7022E计量芯片将自动采用三相三线计量方式来进行计量。由此实现三相电能表的三线与四线计量方式自动切换功能。
【实施例2】
若三相电能表内部的计量芯片采用的型号计量方式为：当计量芯片的计量方式切换管脚接入低电平时，为三相四线计量方式；当计量芯片的计量方式切换管脚接高电平时，为三相三线计量方式，则在电路中引入反相器电路。
所本装置还包括用于将电位反向的反相器，可采用施密特反相器，所述的反相器的输入端与信号调理电路的输出端连接，反相器的输出端与所述计量芯片的计量方式切换管脚连接。
当三相电源的零线UN上有电流流过时，即三相电能表应采用三相四线计量方式，电流采样电路中的穿心电流互感器T产生感应电流，该感应电流信号经电压取样电阻R1转化成电压信号，放大器A再对该电压信号进行放大、滤波和整形处理后，把电压信号传送到反向器B，反向器B将该高电平电压信号转换为低电平电压信号，并发送给ATT7022E计量芯片的SEL管脚，则ATT7022E型号计量芯片将自动采用三相四线计量方式来进行计量。
若三相电源的零线UN上没有电流经过，即三相电能表应采用三相三线计量方式，电流采样电路中的穿心电流互感器T产生感应电流为0，信号调理电路后输出的电压信号为低电平，经反向器B反向后输出高电平电压信号，ATT7022E计量芯片将自动采用三相三线计量方式来进行计量。由此实现三相电能表的三线与四线计量方式自动切换功能。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，其特征在于：包括电流采样电路和信号调理电路；电流采样电路用于采集三相电源的零线UN上的电流信号，电流采样电路的输出端与信号调理电路的输入端连接；信号调理电路用于将电流信号转换为电压信号，并对该电压信号进行放大、滤波和整形处理，信号调理电路的输出端与设置于三相电能表内部的计量芯片的计量方式切换管脚连接。
2.根据权利要求1所述的一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，其特征在于：所述的电流采样电路包括电流互感器T，电流互感器T用于采集三相电源的零线UN的电流信号，电流互感器T的一端与信号调理电路的输入端连接，其另一端与地对接。
3.根据权利要求2所述的一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，其特征在于：所述电流互感器T为穿心电流互感器。
4.根据权利要求1所述的一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，其特征在于：所述的信号调理电路包括电压取样电阻R1和放大器A，电压取样电阻R1的一端和放大器A的同相输入端均与电流采样电路的输出端连接，电压取样电阻R1的另一端和放大器A的反相输入端均与地对接，放大器A的输出端与计量芯片的计量方式切换管脚连接。
5.根据权利要求1所述的一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，其特征在于：所述的计量芯片包括ATT7022E芯片。
6.根据权利要求1所述的一种三相电能表三线与四线计量方式自动切换装置，其特征在于：还包括反相器，所述的反相器的输入端与信号调理电路的输出端连接，反相器的输出端与所述计量芯片的计量方式切换管脚连接。
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