CN216870639U - 一种实现三相三线和三相四线切换功能的电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种实现三相三线和三相四线切换功能的电能表，包括外部接线接口、三相三线/三相四线切换电路、计量芯片、控制按键、主控制器和显示器；当该电能表作为三相四线电能表使用时，外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路间接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、C相进线、C相出线和N相线，主控制器控制三相三线/三相四线切换电路切换N相线的电位作为电能表内部电路零点电位；当该电能表作为三相三线电能表使用时，外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路间接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、C相进线和C相出线，主控制器控制三相三线/三相四线切换电路切换B相进线的电位作为电能表内部电路零点电位。

Description

一种实现三相三线和三相四线切换功能的电能表

技术领域

本实用新型涉及电能表技术领域，特别是涉及一种可以实现三相三线 (3P3W)和三相四线(3P4W)切换的直接接入式电能表。

背景技术

目前的直接接入式电能表，应用于不同的电力系统时，可以分为3P3W 和3P4W等多种接线方式。为了便于计量电能，3P4W电能表可以直接使用外部中性线N相电位作为电能表内部零点电压，而3P3W接线方式由于缺少外部中性线，3P3W电能表内部电路必然和3P4W电能表不一致，这就导致了电能表厂家制造时需要对两种型号的电能表做出两种生产工艺，安装人员安装时也要针对现场接线类型采用特定型号的电能表。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的实现三相三线和三相四线切换功能的电能表。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种实现三相三线和三相四线切换功能的电能表，其特点在于，其包括外部接线接口、三相三线/三相四线切换电路、计量芯片、控制按键、主控制器和显示器。

所述外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路的输入端之间用于接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、C相进线、C相出线和N相线，所述三相三线/三相四线切换电路的输出端通过A相电流正输入线与计量芯片的A相电流正输入端连接、通过A相电流负输入线与计量芯片的A 相电流负输入端连接、通过B相电流正输入线与计量芯片的B相电流正输入端连接、通过B相电流负输入线与计量芯片的B相电流负输入端连接、通过C相电流正输入线与计量芯片的C相电流正输入端连接、通过C相电流负输入线与计量芯片的C相电流负输入端连接、通过A相电压正输入线与计量芯片的A相电压正输入端连接、通过B相电压正输入线与计量芯片的B相电压正输入端连接、通过C相电压正输入线与计量芯片的C相电压正输入端连接，所述三相三线/三相四线切换电路的控制端、计量芯片的输出端、控制按键的输出端和显示器的输入端均与主控制器电连接。

当该电能表作为三相四线电能表使用时，外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路的输入端之间接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、 C相进线、C相出线和N相线，主控制器控制三相三线/三相四线切换电路切换N相线的电位作为电能表内部电路零点电位。

当该电能表作为三相三线电能表使用时，外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路的输入端之间接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、 C相进线和C相出线，主控制器控制三相三线/三相四线切换电路切换B相进线的电位作为电能表内部电路零点电位。

较佳地，所述三相三线/三相四线切换电路包括直流电源VCC、继电器 K1、二极管D1、三极管Q1、电感L1、电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21和电阻R22。

所述电流互感器CT1的初级线圈的同名端分别与A相进线和电阻R7的一端连接，所述电流互感器CT1的初级线圈的另一端与A相出线连接，所述电流互感器CT1的次级线圈的同名端分别与电阻R1的一端和计量芯片的 A相电流正输入端连接，所述电阻R1的另一端接地，所述电流互感器CT1 的次级线圈的另一端分别与电阻R2的一端和计量芯片的A相电流负输入端连接，所述电阻R2的另一端接地。

所述电流互感器CT2的初级线圈的同名端分别与B相进线、电阻R12 的一端和继电器K1的开关的一端连接，所述电流互感器CT2的初级线圈的另一端与B相出线连接，所述电流互感器CT2的次级线圈的同名端分别与电阻R3的一端和计量芯片的B相电流正输入端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电流互感器CT2的次级线圈的另一端分别与电阻R4的一端和计量芯片的B相电流负输入端连接，所述电阻R4的另一端接地。

所述电流互感器CT3的初级线圈的同名端分别与C相进线和电阻R17 的一端连接，所述电流互感器CT3的初级线圈的另一端与C相出线连接，所述电流互感器CT3的次级线圈的同名端分别与电阻R5的一端和计量芯片的C相电流正输入端连接，所述电阻R5的另一端接地，所述电流互感器CT3 的次级线圈的另一端分别与电阻R6的一端和计量芯片的C相电流负输入端连接，所述电阻R6的另一端接地。

所述电阻R7的另一端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端分别与电阻R11的一端和计量芯片的A相电压正输入端连接，所述电阻R11的另一端接地。

所述电阻R12的另一端与电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端与电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端分别与电阻R16的一端和计量芯片的B相电压正输入端连接，所述电阻R16的另一端接地。

所述电阻R17的另一端与电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端与电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端与电阻R20的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与电阻R21的一端和计量芯片的C相电压正输入端连接，所述电阻R21的另一端接地。

所述继电器K1的开关的另一端分别与N相线和电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端接地，所述继电器K1的线圈的一端分别和二极管D1 的负极和直流电源VCC的供电端连接，所述继电器K1的线圈的另一端分别与二极管D1的正极和三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端作为控制端与主控制器连接以接收主控制器发送的控制信号。

较佳地，所述继电器K1为单刀单掷常开型继电器。

较佳地，所述三极管Q1为NPN型三极管。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型的积极进步效果在于：采用了本实用新型的电路后，3P3W 直接接入式电能表和3P4W直接接入式电能表能合并为一个电能表，简化生产工艺，降低成本，便于现场安装和后续升级。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的直接接入式电能表的结构框图。

图2为本发明较佳实施例的3P3W和3P4W切换电路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-2所示，本实施例提供一种实现三相三线和三相四线切换功能的电能表，其包括外部接线接口1、三相三线/三相四线切换电路2、计量芯片 3、控制按键4、主控制器5和显示器6。

所述外部接线接口1与三相三线/三相四线切换电路2的输入端之间用于接入A相进线101、A相出线102、B相进线103、B相出线104、C相进线 105、C相出线106和N相线106，所述三相三线/三相四线切换电路2的输出端通过A相电流正输入线201与计量芯片3的A相电流正输入端连接、通过A相电流负输入线202与计量芯片3的A相电流负输入端连接、通过B相电流正输入线203与计量芯片3的B相电流正输入端连接、通过B相电流负输入线204与计量芯片3的B相电流负输入端连接、通过C相电流正输入线205与计量芯片3的C相电流正输入端连接、通过C相电流负输入线206与计量芯片3的C相电流负输入端连接、通过A相电压正输入线207 与计量芯片3的A相电压正输入端连接、通过B相电压正输入线208与计量芯片3的B相电压正输入端连接、通过C相电压正输入线209与计量芯片3的C相电压正输入端连接，所述三相三线/三相四线切换电路2的控制端、计量芯片3的输出端、控制按键4的输出端和显示器6的输入端均与主控制器5电连接。

其中，所述三相三线/三相四线切换电路2包括直流电源VCC、继电器K1、二极管D1、三极管Q1、电感L1、电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻 R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21和电阻R22。

所述电流互感器CT1的初级线圈的同名端分别与外部接线的A相进线 101和电阻R7的一端连接，所述电流互感器CT1的初级线圈的另一端与外部接线的A相出线102连接，所述电流互感器CT1的次级线圈的同名端分别与电阻R1的一端和计量芯片3的A相电流正输入端连接，所述电阻R1 的另一端接地，所述电流互感器CT1的次级线圈的另一端分别与电阻R2的一端和计量芯片3的A相电流负输入端连接，所述电阻R2的另一端接地。

所述电流互感器CT2的初级线圈的同名端分别与外部接线的B相进线 103、电阻R12的一端和继电器K1的开关的一端连接，所述电流互感器CT2 的初级线圈的另一端与外部接线的B相出线104连接，所述电流互感器CT2 的次级线圈的同名端分别与电阻R3的一端和计量芯片3的B相电流正输入端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电流互感器CT2的次级线圈的另一端分别与电阻R4的一端和计量芯片3的B相电流负输入端连接，所述电阻R4的另一端接地。

所述电流互感器CT3的初级线圈的同名端分别与外部接线的C相进线 105和电阻R17的一端连接，所述电流互感器CT3的初级线圈的另一端与外部接线的C相出线106连接，所述电流互感器CT3的次级线圈的同名端分别与电阻R5的一端和计量芯片3的C相电流正输入端连接，所述电阻R5 的另一端接地，所述电流互感器CT3的次级线圈的另一端分别与电阻R6的一端和计量芯片3的C相电流负输入端连接，所述电阻R6的另一端接地。

所述电阻R7的另一端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端分别与电阻R11的一端和计量芯片3的A相电压正输入端连接，所述电阻R11的另一端接地。

所述电阻R12的另一端与电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端与电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端分别与电阻R16的一端和计量芯片3的B相电压正输入端连接，所述电阻R16的另一端接地。

所述电阻R17的另一端与电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端与电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端与电阻R20的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与电阻R21的一端和计量芯片3的C相电压正输入端连接，所述电阻R21的另一端接地。

所述继电器K1的开关的另一端分别与N相线107和电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端接地，所述继电器K1的线圈的一端分别和二极管D1的负极和直流电源VCC的供电端连接，所述继电器K1的线圈的另一端分别与二极管D1的正极和三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端作为控制端与主控制器5连接以接收主控制器5发送的控制信号501，所述继电器K1为单刀单掷常开型继电器，所述三极管Q1为NPN型三极管。

下面具体介绍本实用新型的工作过程：

当该电能表作为三相四线电能表使用时，外部接线接口1与三相三线/ 三相四线切换电路2的输入端之间接入A相进线101、A相出线102、B相进线103、B相出线104、C相进线105、C相出线106和N相线107，由于继电器K1为常开型继电器，所以上电后电能表默认设定为3P4W模式，主控制器5不对控制信号501进行任何控制，此时B相进线103与N相线107 断开，N相线107的电位作为电能表内部电路零点电位与电感L1相连。

当该电能表作为三相三线电能表使用时，外部接线接口1与三相三线/ 三相四线切换电路2的输入端之间接入A相进线101、A相出线102、B相进线103、B相出线104、C相进线105和C相出线106，上电后，操作员操作控制按键4，观察电能表的显示器6，使电能表设定为3P3W模式，此时主控制器5拉高控制信号501，继电器K1的开关闭合，此时B相进线103 电位作为电能表内部电路零点电位与电感L1相连。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (4)

1.一种实现三相三线和三相四线切换功能的电能表，其特征在于，其包括外部接线接口、三相三线/三相四线切换电路、计量芯片、控制按键、主控制器和显示器；

所述外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路的输入端之间用于接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、C相进线、C相出线和N相线，所述三相三线/三相四线切换电路的输出端通过A相电流正输入线与计量芯片的A相电流正输入端连接、通过A相电流负输入线与计量芯片的A相电流负输入端连接、通过B相电流正输入线与计量芯片的B相电流正输入端连接、通过B相电流负输入线与计量芯片的B相电流负输入端连接、通过C相电流正输入线与计量芯片的C相电流正输入端连接、通过C相电流负输入线与计量芯片的C相电流负输入端连接、通过A相电压正输入线与计量芯片的A相电压正输入端连接、通过B相电压正输入线与计量芯片的B相电压正输入端连接、通过C相电压正输入线与计量芯片的C相电压正输入端连接，所述三相三线/三相四线切换电路的控制端、计量芯片的输出端、控制按键的输出端和显示器的输入端均与主控制器电连接；

当该电能表作为三相四线电能表使用时，外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路的输入端之间接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、C相进线、C相出线和N相线，主控制器控制三相三线/三相四线切换电路切换N相线的电位作为电能表内部电路零点电位；

当该电能表作为三相三线电能表使用时，外部接线接口与三相三线/三相四线切换电路的输入端之间接入A相进线、A相出线、B相进线、B相出线、C相进线和C相出线，主控制器控制三相三线/三相四线切换电路切换B相进线的电位作为电能表内部电路零点电位。

2.如权利要求1所述的实现三相三线和三相四线切换功能的电能表，其特征在于，所述三相三线/三相四线切换电路包括直流电源VCC、继电器K1、二极管D1、三极管Q1、电感L1、电流互感器CT1、电流互感器CT2、电流互感器CT3、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电阻R13、电阻R14、电阻R15、电阻R16、电阻R17、电阻R18、电阻R19、电阻R20、电阻R21和电阻R22；

所述电流互感器CT1的初级线圈的同名端分别与A相进线和电阻R7的一端连接，所述电流互感器CT1的初级线圈的另一端与A相出线连接，所述电流互感器CT1的次级线圈的同名端分别与电阻R1的一端和计量芯片的A相电流正输入端连接，所述电阻R1的另一端接地，所述电流互感器CT1的次级线圈的另一端分别与电阻R2的一端和计量芯片的A相电流负输入端连接，所述电阻R2的另一端接地；

所述电流互感器CT2的初级线圈的同名端分别与B相进线、电阻R12的一端和继电器K1的开关的一端连接，所述电流互感器CT2的初级线圈的另一端与B相出线连接，所述电流互感器CT2的次级线圈的同名端分别与电阻R3的一端和计量芯片的B相电流正输入端连接，所述电阻R3的另一端接地，所述电流互感器CT2的次级线圈的另一端分别与电阻R4的一端和计量芯片的B相电流负输入端连接，所述电阻R4的另一端接地；

所述电流互感器CT3的初级线圈的同名端分别与C相进线和电阻R17的一端连接，所述电流互感器CT3的初级线圈的另一端与C相出线连接，所述电流互感器CT3的次级线圈的同名端分别与电阻R5的一端和计量芯片的C相电流正输入端连接，所述电阻R5的另一端接地，所述电流互感器CT3的次级线圈的另一端分别与电阻R6的一端和计量芯片的C相电流负输入端连接，所述电阻R6的另一端接地；

所述电阻R7的另一端与电阻R8的一端连接，所述电阻R8的另一端与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端分别与电阻R11的一端和计量芯片的A相电压正输入端连接，所述电阻R11的另一端接地；

所述电阻R12的另一端与电阻R13的一端连接，所述电阻R13的另一端与电阻R14的一端连接，所述电阻R14的另一端与电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端分别与电阻R16的一端和计量芯片的B相电压正输入端连接，所述电阻R16的另一端接地；

所述电阻R17的另一端与电阻R18的一端连接，所述电阻R18的另一端与电阻R19的一端连接，所述电阻R19的另一端与电阻R20的一端连接，所述电阻R20的另一端分别与电阻R21的一端和计量芯片的C相电压正输入端连接，所述电阻R21的另一端接地；

所述继电器K1的开关的另一端分别与N相线和电感L1的一端连接，所述电感L1的另一端接地，所述继电器K1的线圈的一端分别和二极管D1的负极和直流电源VCC的供电端连接，所述继电器K1的线圈的另一端分别与二极管D1的正极和三极管Q1的集电极连接，所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的基极与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端作为控制端与主控制器连接以接收主控制器发送的控制信号。

3.如权利要求2所述的实现三相三线和三相四线切换功能的电能表，其特征在于，所述继电器K1为单刀单掷常开型继电器。

4.如权利要求2所述的实现三相三线和三相四线切换功能的电能表，其特征在于，所述三极管Q1为NPN型三极管。

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