專利名稱：一種三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)及電能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于電能計量領(lǐng)域，尤其涉及一種三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)及 電能控制裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中的預(yù)付費(fèi)電能計量裝置主要包括兩種， 一種是由IC卡預(yù)付費(fèi)控 制器和結(jié)算電量的電能表組成的預(yù)付費(fèi)電能計量裝置，其缺點(diǎn)是該電能計量
裝置的使用和電力法中的某些條款相抵觸；拉閘前只能報警，不能把拉閘信息 提前送達(dá)用戶；且不能主動上報該裝置本身的信息(如開箱，超差信息等) 給控制中心，當(dāng)電價變動時，無法及時調(diào)整電量。
另一種是GPRS遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能計量裝置，該裝置能遠(yuǎn)程控制開合閘；能 主動上報裝置的本身信息(如開箱，超差信息等)，能主動向用戶傳達(dá)報警、 拉閘信息，且符合電力法的規(guī)定；然而該裝置的控制模塊沒有參考電量測算功 能，也沒有IC卡接口電路，當(dāng)結(jié)算電量的電能表超差時，電力公司追討電費(fèi)會 很困難；同時，若使用該裝置的用戶所在區(qū)域出現(xiàn)通信盲點(diǎn)時，控制中心就會 失去對裝置的控制能力。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，旨在解 決現(xiàn)有技術(shù)中的電能計量裝置不能實(shí)時監(jiān)控結(jié)算用電能表的超差信息。
本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的， 一種三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，包括 計算用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量的結(jié)算電量電能表以及電能控制裝置；所述 電能控制裝置進(jìn)一步包括計算用戶實(shí)際用電的參考電量的參考電量測算模塊； 將結(jié)算電量電能表計算的用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量與所述參考電量進(jìn)行超 差判斷的微控制器；
將所述樹:控制器的判斷結(jié)果上凈艮給控制中心的無線通訊單元； 實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)卡與所述孩t控制器的物理連接的預(yù)付費(fèi)接口電路；以及 給所述微控制器以及所述參考電量測算模塊提供工作電壓的電源。
本實(shí)用新型實(shí)施例的目的還在于提供一種電能控制裝置，包括 計算用戶實(shí)際用電的參考電量的參考電量測算模塊；
將結(jié)算電量電能表計算的用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量與所述參考電量進(jìn)行超
差判斷的微控制器；
將所述微控制器的判斷結(jié)果上報給控制中心的無線通訊單元； 實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)卡與所述微控制器的物理連接的預(yù)付費(fèi)接口電路；以及 給所述微控制器以及所述參考電量測算模塊提供工作電壓的電源。 本實(shí)用新型提供的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)采用具有參考電量測算功能的
電能控制裝置對結(jié)算電量電能表的誤差進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)誤差超過設(shè)定值時，
將超差報警信息上報給控制中心進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免了因電能表超差引起的
電費(fèi)糾紛。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電能控制裝置的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖 及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體 實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)采用具有參考電量測算 功能的電能控制裝置對結(jié)算電量電能表的誤差進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)誤差超過設(shè)定 值時，將超差報警信息上報給控制中心，避免了因超差引起的電費(fèi)糾紛。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)可以應(yīng)用于用電的繳
費(fèi)、遠(yuǎn)程監(jiān)控、負(fù)荷控制、配電監(jiān)控、竊電監(jiān)控、電能表的數(shù)據(jù)采集等；其模 塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，為了便于說明，僅示出了與本實(shí)用新型實(shí)施例相關(guān)的部分， 詳述如下。
三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)包括結(jié)算電量電能表1以及電能控制裝置2， 結(jié)算電量電能表l用于計算用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量，電能控制裝置2用于計 算用戶實(shí)際用電的參考電量，根據(jù)參考電量對結(jié)算電量電能表1的誤差進(jìn)行實(shí) 時監(jiān)控，當(dāng)結(jié)算電量電能表1的誤差超過設(shè)定值時，將超差報警信息上報給控 制中心，這樣電力公司就可以實(shí)時掌握用戶用電情況，及時追繳電費(fèi)，避免了 電費(fèi)糾紛。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)還包括電動開關(guān) 3，與電能控制裝置2連接，在電能控制裝置2的驅(qū)動下利用電機(jī)操作開關(guān)實(shí)現(xiàn) 拉合閘控制，提高了使用的安全性。同時，電能計量裝置還包括用戶接線區(qū)4， 由四個預(yù)留的接線端子構(gòu)成，用戶可以根據(jù)需要自己接線，不需要專業(yè)人員的 參與。
其中，結(jié)算電量電能表1為具有電能計量功能的電能表，可以由客戶自由 配置，可以配置三相多功能表、三相有無功電子表、1只三相機(jī)械有功表和1 只三相機(jī)械無功表，也可以為任何公司、任何型號的電能表，主要用于計算用 戶實(shí)際用電電量。
電能控制裝置2的模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示，為了便于說明，僅示出了本實(shí)用 新型實(shí)施例相關(guān)的部分，詳述如下。
電能控制裝置2主要包括微控制器20、參考電量測算模塊21、無線通訊 單元22、預(yù)付費(fèi)接口電路23以及電源24;參考電量測算^t莫塊21與結(jié)算電量電能表l一樣，均具有電能計量功能，用于計算用戶實(shí)際用電電量；微控制器20 將結(jié)算電量電能表1計算的結(jié)算電量與參考電量測算模塊21計算的參考電量進(jìn) 行超差判斷；無線通訊單元22將孩t控制器20的判斷結(jié)果上才艮給控制中心；預(yù) 付費(fèi)接口電路23用于實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)卡與微控制器20的物理連接，當(dāng)用戶用電時， 微控制器20實(shí)時扣減剩余電費(fèi)；電源24給微控制器20以及參考電量測算模塊 21提供工作電壓。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，結(jié)算電量電能表1與參考電量測算^f莫塊21都有實(shí) 時時鐘，可以凍結(jié)電量，在凍結(jié)周期內(nèi)，微控制器20根據(jù)凍結(jié)電量進(jìn)行誤差判 斷，具體的判斷過程如下，為了便于說明，令在凍結(jié)周期內(nèi)結(jié)算電量電能表1 的凍結(jié)電量為a (即為結(jié)算電量)，參考電量測算模塊21的凍結(jié)電量為b (即 為參考電量)，結(jié)算電量電能表l的電量誤差為Xa,參考電量測算模塊21的 電量誤差為Xb;則先計算Xa-(a-b) x ioo/a;Xb= (a-b) x ioo/b;然后判斷 Xa、 Xb是否超過電能表精度的150%，具體判斷結(jié)果分三種情況
(1) 當(dāng)Xa超過結(jié)算電量電能表1的精度的150%, Xb不超過參考電量測 算模塊21的精度的150%時，則結(jié)算電量電能表1超差，參考電量測算模塊21 不超差，則以參考電量測算模塊21的凍結(jié)電量b為結(jié)算依據(jù)；
(2) 當(dāng)Xa不超過結(jié)算電量電能表l的精度的150%， Xb超過參考電量測 算模塊21的精度150%時，則結(jié)算電量電能表l不超差，參考電量測算模塊21 超差，則以結(jié)算電量電能表l的凍結(jié)電量a為結(jié)算依據(jù)；
(3) 當(dāng)Xa超過結(jié)算電量電能表1的精度的150%, Xb超過參考電量測算 模塊21的精度的150%時，則對結(jié)算電量電能表1進(jìn)行重新檢定，并按照檢定 誤差退補(bǔ)電量。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，參考電量測算模塊21進(jìn)一步包括采樣電路211、 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路212以及數(shù)據(jù)處理電路213,采樣電路211對用戶三相電壓電流 進(jìn)行采樣，輸出電壓采樣信號和電流采樣信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路212將電壓采樣 信號與所述電流采樣信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號；數(shù)據(jù)處理電路213檢測所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路212輸出的脈沖信號，通過預(yù)先設(shè)定的脈沖常數(shù)計算用戶實(shí)際用電的參 考電量。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，采樣電路2U進(jìn)一步包括微型電壓 互感器和微型電流互感器，分別用于電壓信號的釆樣以及電流信號的采樣。
作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，無線通訊單元22可以為GPRS通訊模塊， 也可以為CDMA通訊模塊或GSM通訊模塊。當(dāng)電力政策變動時，微控制器20 中的程序可以通過無線通訊單元22遠(yuǎn)程升級，保證供電、用電雙方的利益；同 時，通過無線通訊單元22可以實(shí)時上報用戶的用電信息給控制中心，以便電力 公司隨時掌握用戶的用電情況，還可以通過控制中心將預(yù)警、拉閘信息主動送 達(dá)到用戶。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，預(yù)付費(fèi)接口電路23為IC卡接口，用于實(shí)現(xiàn)預(yù)付 費(fèi)卡與微控制器20的物理連接，用戶買電時，電費(fèi)存在IC卡上，當(dāng)用戶用電 時，微控制器20實(shí)時扣減剩余電費(fèi)。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，IC卡包 括IC存儲卡，IC智能卡以及IC射頻卡。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電能控制裝置2還包括分別與微控制器20連接 的顯示模塊25、時鐘電路26以及存儲電路27;其中，顯示模塊25用于顯示相 關(guān)信息和指示相關(guān)狀態(tài)，顯示累計用電電量，顯示相關(guān)電表及參數(shù)信息，顯示 斷相指示、當(dāng)前時段費(fèi)率指示，脈沖指示、斷電報警指示和通訊指示；時鐘電 路26用于實(shí)時時鐘的設(shè)置、讀取和校準(zhǔn)，給整個系統(tǒng)提供時間基準(zhǔn)；存儲電路 27用于存儲用戶用電電量以及電費(fèi)等。
采用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)預(yù)存電費(fèi)有兩種方 式，第一種是將預(yù)繳的電費(fèi)存在IC卡上，IC卡通過預(yù)付費(fèi)接口電路23與微控 制器20連接，電費(fèi)轉(zhuǎn)存于存儲電路27中；第二種方式是將用戶預(yù)存的電費(fèi)通 過無線通訊單元22存于存儲電路27中；當(dāng)用戶用電時，微控制器20實(shí)時扣減 剩余電量，計算電費(fèi)；當(dāng)剩余電量到達(dá)預(yù)警電量時，顯示模塊25會發(fā)聲光報警， 同時，通過無線通訊單元22將報警信號上傳到控制中心?？刂浦行耐ㄟ^短信提 示用戶及時購買電量。若用戶沒有及時購買電量，當(dāng)剩余電量到達(dá)O度時，會發(fā)出拉閘信號。在拉閘之前，控制中心會再次提醒用戶及時購買電量。同時， 為了方便沒有及時購買電量的用戶，控制中心可以遠(yuǎn)程設(shè)置透支電量，即使剩 余電量到達(dá)0度，仍然可以不拉閘。同樣，當(dāng)使用該裝置的用戶所在區(qū)域出現(xiàn) 通信盲點(diǎn)時，還可以設(shè)置不拉閘，進(jìn)入保電功能。
在本實(shí)用新型實(shí)施例中，電能控制裝置2還包括串口通訊電路28，其一 端與微控制器20連接，另一端用于連接其它電能表，實(shí)現(xiàn)多個電能表的組網(wǎng)使 用，適用于變電站多表共享遠(yuǎn)程無線通訊單元22;紅外通訊電路29,其一端與 微控制器20連接，另一端連接帶紅外接口的通訊設(shè)備，通過設(shè)置相關(guān)參數(shù)，讀 取數(shù)據(jù)和停電抄表。作為本實(shí)用新型的一個實(shí)施例，顯示模塊可以為LCD顯示 (點(diǎn)陣漢字液晶顯示)，也可以為語音提示，還可以為LED顯示。
本實(shí)用新型實(shí)施例提供的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)采用具有參考電量測算 功能的電能控制裝置對結(jié)算電量電能表的誤差進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)誤差超過設(shè)定 值時，將超差報警信息上報給控制中心進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免了因電能表超差 引起的電費(fèi)糾紛。
以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型， 凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng) 包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種電能控制裝置，其特征在于，所述電能控制裝置包括計算用戶實(shí)際用電的參考電量的參考電量測算模塊；將結(jié)算電量電能表計算的用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量與所述參考電量進(jìn)行超差判斷的微控制器；將所述微控制器的判斷結(jié)果上報給控制中心的無線通訊單元；實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)卡與所述微控制器的物理連接的預(yù)付費(fèi)接口電路；以及給所述微控制器以及所述參考電量測算模塊提供工作電壓的電源。
2、 如權(quán)利要求1所述的電能控制裝置，其特征在于，所述電能控制裝置還 包括分別與所述微控制器連接的時鐘電路、顯示模塊以及存儲電路。
3、 如權(quán)利要求2所述的電能控制裝置，其特征在于，所述電能控制裝置還 包括分別與所述微控制器連接的串口通訊電路和紅外通訊電路。
4、 一種三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，其特征在于，所述三相預(yù)付費(fèi)電能計量 系統(tǒng)包括計算用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量的結(jié)算電量電能表以及電能控制裝置；所述電能控制裝置進(jìn)一步包括計算用戶實(shí)際用電的參考電量的參考電量測算模塊；將結(jié)算電量電能表計算的用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量與所述參考電量進(jìn)行超 差判斷的微控制器；將所述孩t控制器的判斷結(jié)果上才艮給控制中心的無線通訊單元；實(shí)現(xiàn)預(yù)付費(fèi)卡與所述微控制器的物理連接的預(yù)付費(fèi)接口電路；以及給所述微控制器以及所述參考電量測算模塊提供工作電壓的電源。
5、 如權(quán)利要求4所述的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，其特征在于，所述電能 控制裝置還包括分別與所述微控制器連接的時鐘電路、顯示模塊以及存儲電路。
6、 如權(quán)利要求5所述的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，其特征在于，所述電能 控制裝置還包括分別與所述微控制器連接的串口通訊電路和紅外通訊電路。
7、 如權(quán)利要求4所述的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，其特征在于，所述參考電量測算模塊進(jìn)一步包括對用戶三相電壓電流進(jìn)行采樣，輸出電壓釆樣信號和電流采樣信號的采樣電路；將所述電壓采樣信號與所述電流采樣信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；檢測所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路輸出的脈沖信號，通過預(yù)先設(shè)定的脈沖常數(shù)計算用 戶實(shí)際用電的參考電量的數(shù)據(jù)處理電路。
8、 如權(quán)利要求4所述的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，其特征在于，所述無線 通訊單元是GPRS模塊。
9、 如權(quán)利要求4所述的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)，其特征在于，所述三相 預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)還包括電動開關(guān)，與所述電能控制裝置連接，在所述電能控制裝置的驅(qū)動下利用 電機(jī)操作開關(guān)實(shí)現(xiàn)拉合閘控制。
專利摘要本實(shí)用新型適用于電能計量領(lǐng)域，提供了一種三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)及電能控制裝置，所述計量系統(tǒng)包括計算用戶實(shí)際用電的結(jié)算電量的結(jié)算電量電能表；以及計算用戶實(shí)際用電的參考電量，并根據(jù)所述參考電量對所述結(jié)算電量電能表的誤差進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)所述結(jié)算電量電能表的誤差超過設(shè)定值時，將超差報警信息上報給控制中心的電能控制裝置。本實(shí)用新型提供的三相預(yù)付費(fèi)電能計量系統(tǒng)采用具有參考電量測算功能的電能控制裝置對結(jié)算電量電能表的誤差進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，當(dāng)誤差超過設(shè)定值時，將超差報警信息上報給控制中心進(jìn)行相應(yīng)的處理，避免了因電能表超差引起的電費(fèi)糾紛。
文檔編號G07F15/06GK201352372SQ20082021289
公開日2009年11月25日 申請日期2008年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月29日
發(fā)明者劉志祥, 張宏輝, 張廣國, 王運(yùn)飛, 胡俊睿, 鄭友良 申請人:航天科工深圳(集團(tuán))有限公司