[实用新型]静止式多用户有功电能表

说明书

本实用新型涉及G01R 22/00类，用电子式方法测量电功率的装置。

单相电子式电能表由于采用专用集成电路，其线性好、测量动态范围宽、反潜动的优点使其性能进一步提高。而多用户电子式电能表则是采用传感器取得电压、电流信号，由程控放大器放大，再经模数转换(A/D)和单片机相接，由计算机完成采样、计算、存储、显示，以完成多用户电能表的各种功能。缺点是：成本高，工艺比较复杂。电能表是一种对可靠性要求很高的产品。目前的多用户表在处理大的标定电流、小的启动电流和反潜动时是比较困难的。

本设计的目的是提供一种静止式多用户有功电能表，具备单相电子式性能并可实现多用户使用。

这种静止式多用户有功电能表，包括壳体、壳体正面表盘上有按键、显示板、用电指示灯、红外数据通讯窗口和输入、输出端子，其特征在于各相电源线上分别接1个功率-脉冲转换板7和八个电流传感器8，传感器8的另一端接用户，传感器8信号输出线端接各自对应的专用集成电路，集成电路的输出端、显示板、按键板分别接单片机U1。

本设计静止式多用户有功电能表的优点是：

(1)由于采用了电能表专用集成电路，电能表的主要电气技术指标是由专用集成电路保证的，单用户电子表的优点完全保持下来。

(2)主板采用工业级器件，电能-脉冲转换板进行了温度补偿，所以该表有更宽的温度使用范围，在-20-+45℃都有良好的测量精度。

(3)使用的电压范围宽150V-265V。

(4)功耗低，≤0.3W(户平均)

(5)防窃电；电流传感器接在用户的火线上，起到防窃电作用。

(6)采用下列可选择的数据输入，实现微机化售电和遥控抄表。

(7)低成本；取代单性能测量器具，实现一表带多终端用户，使整体设施减少，成本降低。

图1为本设计原理框图；

图2为该电能表壳内元器件布置示意图；

图3为该表中的单片机电路框图；

图4为电流传感器及其屏蔽罩结构示意图；

图5为电能表专用集成电路低温补偿电路图；

图6为电能表专用集成电路电源部分电路图；

实施例：

参见图2；在电能表的壳体1下部有三相四线电源进线端子3，底板2是固定元件的并起电磁屏蔽作用。电源-脉冲转换板7、单片机电路板6以及为板6供电的电源变压器5和电源噪声滤波器4安装在底板2正面，而流过强电流的传感器8则安装在底板的背面。可连接24户的多用户电能表将24个电流传感器分为三组，每8个安装在一块电能-脉冲转换板上，传感器8的一端接到一个电源进线端子上，另一端则经电能表的左侧、上侧、右侧的电能输出端子接到各用户去，见图1。传感器上的信号输出线接到对应相电压L1、L2或L3的功率-脉冲转换板上。传感器8信号输出线端接各自对应的专用集成电路，集成电路的输出端、显示板、按键板分别接单片机U1。这样经电流传感器8测得的电流信号和相电压经电阻分压测得的电压信号经电能表专用集成电路转换成脉冲信号，用LED二极管H1显示用电状况，再经单片机电路6中的光电耦合器U6-U11将信号送到单片机U1上。在壳体1的薄膜面板上有两个加、减符号健，通过按键选择需要查询的用户号，显示出该用户累积的电量数值。显示的内容为8位数字：1-2位是用户编号、3-6位是电能整数计数，7-8位是电能小数计数。显示器件是0.3寸LED数码管，驱动数码管的集成电路是带I2接口的SAA1064芯片。

单片机的电路，见图1、2，各相L1-L3的脉冲转换板7的输出端通过光电耦合器U6-U11接单片机U1，红外接收器U12连接到单片机U1上；单片机U1串行口输出连接与门U4，反向器U5接到与门U4上，与门U4经三极管V1接红外发射器E1；单片机U1的接口串行接存储器E²PROMU13、日历时钟和RAM芯片U14，以及LED数码管驱动器U15，单片机U1还接有地址锁存器U2和程序存储器U3。单片机U1巡回检测各脉冲输入端口，对脉冲计数。标定电流为20A的多用户表，每1600个脉冲为1KW.h。电能计量的整数位存储在串口U13E²PROM中，1/10KW.h、1/100KW.h存储在串口RAM U14中，小于1/100KW.h的脉冲计数存储在单片机U1的内部RAM中。后备电池只对U14供电。该芯片也是日历时钟芯片，所以可按用户要求修改程序，对每日不同时段电能分别计量，使其升级为复费率电能表。