CN209911433U - 具有自动温控和负载智能识别的电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种具有自动温控和负载智能识别的电能表，包括主控单元以及与主控单元连接的通信单元、电能计量单元、数据存储单元、继电器控制单元、显示指示单元、温度检测单元等，通过读取的电流值，可以做过载保护，超过设定值进行自动关断；实时的监控电能表温度，在温度超过设定的值，可以立即断开继电器，对电表进行保护。本实用新型解决了电能表内部接线端子发热的时候，无法进行有效的控制和保护设备及线路的问题；解决了难以集中监控设备温度，不利于远程实时管理控制的问题；降低了因线路故障发热引起的火灾的概率，给用户使用电能表的时候，带来最安全的保护。

Description

具有自动温控和负载智能识别的电能表

技术领域

本实用新型涉及电能表技术领域，尤其是一种具有自动温控和负载智能识别的电能表。

背景技术

电能表，是现在行业里非常大的一个产业，是一种能够计算累计电能，并用于抄表结算的计量器具，也是用来接通和断开电路使用的电气设备。早期所使用的电能表，是最普通的电表，只具有计量功能，从原来的机械感应式，到现在的电子式电能表，采用计度器，或者计数器之类的东西进行显示，功能单一，到最近10多年已经出现了智能表，具有通信接口，部分表内置了继电器，可以远程拉闸，还有些电能表，采用IC卡的方式进行结算，也就是IC卡电表，这类表，只需要获取电能，根据电量进行自动控制。

但是，在一些校园的应用领域，出于安全的考虑，需要一些特殊的功能，如超负荷自动切断电源，对于阻性发热电器，需要自动切断电源，对于温度超限的电表，需要能够自切断电源。而目前的普通电能表，或者国家电网专用的智能电能表会有功能上的缺失，不能满足这些特殊的需求，例如：

1)不具有温度传感器。电能表不具有温度传感器，有些虽然有温度监测，但是无法根据温度，做自动判断，用于保护设备和线路；

2)无负载类型识别功能。在软件的算法处理上，没有一套合适的算法，可以做到对负载类型的有效识别，或者识别精度低。

3)无超负荷保护。电能表无过载保护功能，当电能表超载运行，无法自动关断保护。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种具有自动温控和负载智能识别的电能表，主要解决电能表内部接线端子发热的时候，无法进行有效的控制和保护设备及线路的问题；解决难以集中监控设备温度，不利于远程实时管理控制的问题；降低线路故障发热引起的火灾，给用户使用电能表的时候，带来最安全的保护。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有自动温控和负载智能识别的电能表，包括，

主控单元：作为中央处理单元，连接外围的各个模块单元，协调各模块单元间的工作；

通信单元：与主控单元连接，读取主控单元以及数据存储单元内的数据，并远程发送控制命令；通过通信单元将电能表进行联网，便于管理员通过服务端查询出电能表的状态信息，用以进一步对电能表集中控制和管理；

电能计量单元：具有计量测控模块，分别与电压传感器、电流传感器以及主控单元连接；分别通过电压传感器和电流传感器采集对应的电压、电流的模拟信号；通过主控单元进行通信，对当前线路的状态参数进行实时计算，并判断负载的类型；

数据存储单元：和主控单元相连，主控单元实时存储电能表的运行参数；

继电器控制单元：控制保持继电器，并锁定继电器的开合状态；

显示指示单元：和主控单元相连，显示当前的计量数据以及指示工作状态；

温度检测单元：一端与主控单元相连，另一端和温度传感器相连，实时采集和计算温度数据，由主控单元根据设定的策论进行有效控制。

进一步的说，本实用新型所述的温度传感器设置在电能表的接下端子上或电能表内部发热温度最高的部位。

再进一步的说，本实用新型所述的电能计量单元与主控模块连接，对当前线路的电压、电流、功率、功率因数以及相位角状态参数进行实时计算。

本实用新型的有益效果：

1)可以做到自动温控，当检测到温度超过设定值，会自动断电；

2)可以做到负载识别，识别出当前使用的是什么负载类型，并根据负载类型进行自动控制，满足公寓对使用负载限定的要求；

3)满足客户可以进行电量精准计量，能耗分析，计量预付费的需求；

4)可以做到过载保护，防止超载带来不必要的破坏等问题；

5)用户随时通过客户端应用软件(如手机app，电能表管理系统)查询和控制在其使用权限内各路设备的温度，是否拉闸状态以及拉闸原因；

6)可搭载在物联网应用端，通过物联网通讯技术，进行远程监控，把电能表的运行温度管理起来。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是本实用新型的应用框图。

具体实施方式

现在结合附图和优选实施例对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

如图1所示的一种具有自动温控和负载智能识别的电能表，包括以下组成部分：

1)主控单元：最为设备的核心，连接外围的规格模块单元，基于优化的通信协议和模块化设计方案，协调各模块单元间的工作，已达到高精准度、低延迟操作。

2)通信单元：通信单元和主控单元连接，可以读取主控单元，以及数据存储单元内的数据，并可以远程发送控制命令。通过此单元可以有效的将电能表进行联网，便于管理员通过服务端查询出电能表的状态信息，用以进一步对电能表集中控制和管理。

3)电能计量单元：依托进口的高端计量芯片构建了稳定可靠的计量测控平台，向下与电压传感器和电流传感器相连，对电流和电压的模拟信号进行采集，向上与主控单元连接，进行通信，可对当前线路的电压、电流、功率，功率因数，相位角等状态参数进行实时计算，通过负载识别算法，判断负载的类型，并精确计量电能(计量精度满足1.0级要求)，为上位系统进行精准的控制、设定提供了很好的依据。

4)数据存储单元：和主控单元相连，主控单元实时存储电能表的运行参数数据，异常掉电也不丢失。

5)继电器控制单元：控制保持继电器，具有很强的抗EMI干扰能力，可稳定控制并锁定继电器开开合状态，采用脉冲触发，功耗低，在温度超过设定值，不符合设备类型接入是，执行拉闸，控制电源输出。

6)显示指示单元：和主控单元相连，可以本地显示当前的计量数据，指示工作状态。

7)温度检测单元：一端与主控单元相连，另一端和温度传感器相连，实时采集和计算温度数据，由主控单元根据设定的策论进行有效控制，从而对电表有线路进行有效的保护。

本实施例具有通信端口，增加采集器和管理软件，管理人员可远程集中管理电能表，可查看实时开关情况，运行温度，电网电压，负载电流功率，功率因数等参数。

结合管理软件的存储功能，可以对运行数据进出保存，对运行数据进行后期分析，利用大数据的分析功能，可以更方便的用电管理等，也方便进行维护。

内置进口高端计量芯片，不仅可以满足需精确计量的用户需求。其采集到的精准的电压，电流，功率因数，以及有功功率，无功功率，相位角数据，也给负载识别的算法提供了精准可靠的数据，当增量负载用电参数在关断范围内，进行自动断电，识别准确度高，可以达到99％，降低了误识别，通过读取的电流值，可以做过载保护，超过设定值进行自动关断，电表内部存储了识别记录，管理软件可以有效的采集和保存记录，用户的使用更有说服力，满足了用户管理的需求，增强了用户体验，

电表内置的温度传感器可以在电表的接下端子上，或者电能表内部容易发热的部位，实时的监控电表温度，在温度超过设定的值，可以立即断开继电器，对电表进行保护，防止了用户使用大功率的电器，造成电表内部温度过高，引起的火灾，如果环境温度过高，影响到电表的稳定运行，也可以断开电源进行保护，管理软件，在采集到温度值超过报警值，可以通过短信，微信，软件弹窗等方式提醒用户注意。

电能表的保持继电器，其低功耗的性能，降低了电能表的体积，减少的电能表自身发热，也更加的节能。可以减少能源的浪费。

通过预付费的算法，对电能进行预付费，可以实现用多少，交多少，无费自动拉闸，降低了管理人员的使用难道，无需上面收费，在账户快要欠费的时候，可以通过语音，短信的方式提醒用户充值。

本实施例实际应用如图2所示，服务器经路由器，局域网、智能数据网关等设备与电能表实现一对一或一对多的方式通讯，电能表具有多个测量回来，可以接照明，空调，插座等相关用电回路，以实时获取并监测智能电表的状态数据(电压、电流、功率，继电器，温度状态等状态参数)，实时计算负载的增量参数，判断插入负载的特性，和设定值判断是否需要控制，以达到安全控制负载的目的，实施计算采集的温度，和设定温度对比，是否需要进行温控，保护设备和线路，达到安全用电的目的。

应用过程如下：

服务端实时读取电能表的数据，用户通过PC端，手机移动的，获取当前的用情况，并告知用户，方便用户进行用远程控制，远程复位，查询用电数据，可以形成用电记录。并可以进行异常告警，也可以进行收费结算，从而安全的进行用电。

以上说明书中描述的只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离实用新型的实质和范围。

Claims (3)

1.一种具有自动温控和负载智能识别的电能表，其特征在于：包括，

主控单元：作为中央处理单元，连接外围的各个模块单元，协调各模块单元间的工作；

通信单元：与主控单元连接，读取主控单元以及数据存储单元内的数据，并远程发送控制命令；通过通信单元将电能表进行联网，便于管理员通过服务端查询出电能表的状态信息，用以进一步对电能表集中控制和管理；

电能计量单元：具有计量测控模块，分别与电压传感器、电流传感器以及主控单元连接；分别通过电压传感器和电流传感器采集对应的电压、电流的模拟信号；通过主控单元进行通信，对当前线路的状态参数进行实时计算，并判断负载的类型；

数据存储单元：和主控单元相连，主控单元实时存储电能表的运行参数；

继电器控制单元：控制保持继电器，并锁定继电器的开合状态；

显示指示单元：和主控单元相连，显示当前的计量数据以及指示工作状态；

温度检测单元：一端与主控单元相连，另一端和温度传感器相连，实时采集和计算温度数据，由主控单元根据设定的策论进行有效控制。

2.如权利要求1所述的具有自动温控和负载智能识别的电能表，其特征在于：所述的温度传感器设置在电能表的接下端子上或电能表内部发热温度最高的部位。

3.如权利要求1所述的具有自动温控和负载智能识别的电能表，其特征在于：所述的电能计量单元与主控模块连接，对当前线路的电压、电流、功率、功率因数以及相位角状态参数进行实时计算。

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