專(zhuān)利名稱(chēng)：預(yù)付費(fèi)電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電力測(cè)量裝置，尤其涉及一種預(yù)付費(fèi)電能表。
背景技術(shù)：
預(yù)付費(fèi)電表已得到日益廣泛的使用，其包括接觸卡式和非接觸式兩種。
接觸卡式電表有磁卡、電卡和CPU卡等各種方式，其主要特點(diǎn)是通過(guò)
各種卡與插卡機(jī)結(jié)合，相互傳遞信息來(lái)完成信息交換。接觸卡式電表大多用在民用的單相電路系統(tǒng)、便于進(jìn)行插卡操作的場(chǎng)合。然而，對(duì)于使用量大的三相電源，電表裝于密封的計(jì)量柜、配電柜中，計(jì)量柜、配電柜也可能安裝于高壓電線源近處或電線桿高處，接觸式卡表無(wú)論在操作上、安全上、電費(fèi)管理上都存在困難。
非接觸卡式電表大多采用紅外信號(hào)等傳輸手段傳遞電表信息，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄收，但是傳輸距離、傳輸可靠性都具有較大的限制。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種預(yù)付費(fèi)電能表。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型預(yù)付費(fèi)電能表包括多功能電表、預(yù)
付費(fèi)控制器和低壓斷路器；其中，
多功能電表既通過(guò)電流互感器與三相電力線路相連接，又與預(yù)付費(fèi)控制器相連接；
預(yù)付費(fèi)控制器既與多功能電表相連接，又與低壓斷路器相連接；
4低壓斷路器既與預(yù)付費(fèi)控制器相連接，又通過(guò)控制繼電器與用戶(hù)開(kāi)關(guān) 相連接，所述用戶(hù)開(kāi)關(guān)位于三相電力線路上。
上述預(yù)付費(fèi)電能表中，預(yù)付費(fèi)控制器具體又包括中央控制模塊、遠(yuǎn)程
通信模塊、充值模塊、報(bào)警模塊、箱門(mén)監(jiān)測(cè)模塊和顯示模塊；其中，
中央控制模塊與遠(yuǎn)程通信模塊、充值模塊、聲光報(bào)警模塊、箱門(mén)監(jiān)測(cè)
模塊和顯示模塊相連接；
遠(yuǎn)程通信模塊包括GSM模塊、GPRS模塊、和/或CDMA模塊； 充值模塊包括接觸式卡充值模塊、和/或遠(yuǎn)程指令式充值模塊； 顯示模塊包括指示燈、液晶顯示屏、手動(dòng)拉閘按鈕和手動(dòng)合閘按鈕。 上述預(yù)付費(fèi)電能表中，多功能電表包括脈沖輸出接口、和/或數(shù)據(jù)線連
接接口；所述預(yù)付費(fèi)控制器包括脈沖輸入接口、和/或數(shù)據(jù)線連接接口；所
述多功能電表與預(yù)付費(fèi)控制器之間通過(guò)脈沖連接、和/或數(shù)據(jù)線連接。
本實(shí)用新型設(shè)置了遠(yuǎn)程通信模塊，利用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)(如GSM、 CDMA
等)傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了電表的遠(yuǎn)程抄收；還設(shè)置了充值模塊，支持遠(yuǎn)程指
令式充值(如短消息充值等)，方便了用戶(hù)繳納電費(fèi)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型在網(wǎng)絡(luò)中的位置示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型預(yù)付費(fèi)電能表包括多功能電表、預(yù)付費(fèi)控制器 和低壓斷路器；其中，多功能電表既通過(guò)電流互感器與三相電力線路相連接，又與預(yù)付費(fèi)控 制器相連接；
預(yù)付費(fèi)控制器既與多功能電表相連接，又與低壓斷路器相連接；
低壓斷路器既與預(yù)付費(fèi)控制器相連接，又通過(guò)控制繼電器與用戶(hù)開(kāi)關(guān) 相連接，所述用戶(hù)開(kāi)關(guān)位于三相電力線路上。所述預(yù)付費(fèi)控制器向低壓斷 路器傳送拉閘信號(hào)或合閘信號(hào)。
所述多功能電表具有脈沖輸出接口、和/或數(shù)據(jù)線連接接口；所述預(yù)付 費(fèi)控制器包括脈沖輸入接口、和/或數(shù)據(jù)線連接接口；所述多功能電表與預(yù) 付費(fèi)控制器之間通過(guò)脈沖連接、和/或數(shù)據(jù)線(例如RS485總線)連接。三 相電力線路通過(guò)電流互感器向所述多功能電表傳遞電壓信號(hào)和電流信號(hào)， 多功能電表?yè)?jù)此測(cè)量、統(tǒng)計(jì)電力的使用信息。
所述預(yù)付費(fèi)控制器具體又包括中央控制模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、充值模 塊、報(bào)警模塊、箱門(mén)監(jiān)測(cè)模塊和顯示模塊；其中，
中央控制模塊與遠(yuǎn)程通信模塊、充值模塊、報(bào)警模塊、箱門(mén)監(jiān)測(cè)模塊 和顯示模塊相連接。
遠(yuǎn)程通信模塊包括GSM模塊、GPRS模塊、和/或CDMA模塊，可以利用 相應(yīng)的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，例如接發(fā)短消息，接收遠(yuǎn)程控制信息，發(fā) 送電量使用信息等；遠(yuǎn)程通信模塊的通信對(duì)象包括電力管理部門(mén)、電力工 作人員、用戶(hù)工作人員等。
充值模塊包括接觸式卡充值模塊、和/或遠(yuǎn)程指令式充值模塊，其中的 接觸卡式充值模塊支持接觸卡進(jìn)行電費(fèi)預(yù)付、充值；遠(yuǎn)程指令式充值模塊支持根據(jù)遠(yuǎn)程通信模塊所接收的數(shù)據(jù)信號(hào)(例如短消息)進(jìn)行電費(fèi)預(yù)付、 充值。
報(bào)警模塊支持發(fā)出報(bào)警聲音、報(bào)警亮光，也支持通過(guò)遠(yuǎn)程通信模塊向 電力局、電力管理人員、電力用戶(hù)等發(fā)送報(bào)警消息；報(bào)警模塊的啟動(dòng)條件 由中央控制模塊進(jìn)行控制，可以是根據(jù)箱門(mén)監(jiān)測(cè)模塊的信號(hào)啟動(dòng)，也可以 是根據(jù)電力使用的異常情況(由中央控制模塊判斷，例如剩余電費(fèi)低于預(yù) 設(shè)值時(shí))啟動(dòng)。
箱門(mén)監(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)電表裝置所在的箱體的箱門(mén)開(kāi)閉狀態(tài)，并將箱門(mén)開(kāi) 啟或關(guān)閉信號(hào)傳遞給中央控制模塊；當(dāng)中央控制模塊判斷箱門(mén)非正常開(kāi)啟， 一方面可以傳遞信號(hào)給報(bào)警模塊發(fā)出報(bào)警信號(hào)，另一方面也可以傳遞強(qiáng)制 拉閘信號(hào)給低壓斷路器，低壓斷路器根據(jù)該信號(hào)強(qiáng)制切斷三相電力線路上 的用戶(hù)開(kāi)關(guān)。
顯示模塊包括指示燈、液晶顯示屏、手動(dòng)拉閘按鈕和手動(dòng)合閘按鈕。 指示燈可以指示電源有無(wú)、合閘狀態(tài)還是拉閘狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)等。液晶顯 示屏可以顯示各種電量數(shù)據(jù)，例如a.當(dāng)前剩余電量；b.日期、時(shí)間；c.用 戶(hù)編號(hào)；d.脈沖常數(shù)(有功脈沖和無(wú)功脈沖)；e.互感器倍率；f.報(bào)警負(fù)荷； g.拉閘負(fù)荷；h.報(bào)警電量；i.拉閘電量；j.報(bào)警時(shí)間；k.總購(gòu)電量；1.總 購(gòu)電次數(shù)；m.有功總電量；n.無(wú)功總電量；o.有功透支電量；p.允許透支. 電量；q.當(dāng)前負(fù)荷r.有功最大負(fù)荷；s.有功最大負(fù)荷時(shí)間；t.歸零記錄； U.費(fèi)率和時(shí)間；V.斷相記錄；W.負(fù)荷開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示；等。由于設(shè)置了液晶 顯示屏，本實(shí)用新型也支持由工作人員的現(xiàn)場(chǎng)抄收。手動(dòng)拉閘按鈕向低壓斷路器傳遞手動(dòng)拉閘信號(hào)，低壓斷路器根據(jù)該信號(hào)切斷三相電力線路上的 用戶(hù)開(kāi)關(guān)。手動(dòng)合閘按鈕向低壓斷路器傳遞手動(dòng)合閘信號(hào)，低壓斷路器根 據(jù)該信號(hào)合上三相電力線路上的用戶(hù)開(kāi)關(guān)。
請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)用新型預(yù)付費(fèi)電能表在電力監(jiān)控、計(jì)量網(wǎng)絡(luò)中位于最
底層。該網(wǎng)絡(luò)由主站服務(wù)器、管理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、預(yù)付費(fèi)控制器、多功能
電表、管理人員手機(jī)和用戶(hù)手機(jī)組成。遠(yuǎn)程抄表預(yù)付費(fèi)裝置通過(guò)RS485總 線采集所掛接電能表的數(shù)據(jù)，然后通過(guò)GPRS、 CDMA、 SMS短信遠(yuǎn)傳至后臺(tái) 監(jiān)控中心。同時(shí)，終端通過(guò)GPRS通信網(wǎng)絡(luò)接受電力主管部門(mén)(主站服務(wù)器) 下發(fā)預(yù)售電量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程抄表、預(yù)付費(fèi)功能，并且將用電現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的 異常用電行為以短信的方式及時(shí)地發(fā)送通知到后臺(tái)及相關(guān)責(zé)任人手機(jī)，實(shí) 現(xiàn)主動(dòng)報(bào)警。電業(yè)鳥(niǎo)營(yíng)業(yè)廳微機(jī)可以預(yù)購(gòu)電，收費(fèi)專(zhuān)管人員可利用手機(jī)預(yù) 購(gòu)電，并能自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳輸給電業(yè)局營(yíng)業(yè)廳微機(jī)。
在本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例中，預(yù)付費(fèi)控制器通過(guò)多功能電度表 的脈沖輸出或RS485總線得到相應(yīng)的電度信息，計(jì)算出不同費(fèi)率的電量， 遞減剩余的電量。預(yù)付費(fèi)控制器具有三路脈沖、 一路RS485接口輸入，最 大可以同時(shí)抄收3塊脈沖表或16塊帶RS485接口的電能表。當(dāng)剩余電量小 于報(bào)警電量時(shí)，控制產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)。當(dāng)剩余電量為零后，電量計(jì)入透支電 量；當(dāng)透支電量或剩余電量等于拉閘電量時(shí)，可通過(guò)手動(dòng)或者遠(yuǎn)程控制產(chǎn) 生拉閘信號(hào)；通過(guò)GSM模塊或IC卡充值模塊對(duì)終端進(jìn)行充值，輸入新購(gòu)入 電量后可恢復(fù)供電。當(dāng)用電負(fù)荷超過(guò)或等于預(yù)置的報(bào)警負(fù)荷設(shè)置值時(shí)，控 制器輸出報(bào)警信號(hào)提醒用戶(hù)減小負(fù)荷；當(dāng)用電負(fù)荷超過(guò)或等于預(yù)置的拉閘負(fù)荷設(shè)置值時(shí)，產(chǎn)生拉閘控制信號(hào)。當(dāng)發(fā)生斷相時(shí)，控制器記錄斷相發(fā)生、 終止時(shí)刻和未斷相的用電量。通過(guò)遙信手段，該預(yù)付費(fèi)控制器可以監(jiān)測(cè)箱 門(mén)的開(kāi)、關(guān)狀態(tài)，當(dāng)箱門(mén)被違規(guī)打開(kāi)時(shí)，被監(jiān)測(cè)模塊感應(yīng)，命令斷路器強(qiáng) 行拉閘。歸納來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)電能表可以實(shí)現(xiàn)以下功能
1. 遠(yuǎn)程抄表功能
① 利用手機(jī)或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)定時(shí)抄表、隨時(shí)抄表，上報(bào)定點(diǎn)抄表數(shù)據(jù)。
② 分析輸入輸出線路的線損率，并考核電能表是否走字異常。及時(shí)發(fā) 現(xiàn)故障及時(shí)排除，最大限度減少因故障造成的損失。徹底解決了人工抄表 時(shí)，工作效率低、人力物力消耗量大、電量考核滯后等弊病。
2. 遠(yuǎn)程預(yù)付費(fèi)功能
① 遠(yuǎn)程預(yù)購(gòu)電管理功能
根據(jù)用戶(hù)與售電管理部門(mén)事先協(xié)議好的方式通過(guò)負(fù)荷開(kāi)關(guān)控制允許或 禁止用戶(hù)繼續(xù)用電。遠(yuǎn)程預(yù)購(gòu)電管理功能，電業(yè)局營(yíng)業(yè)廳微機(jī)可以預(yù)購(gòu)電、 收費(fèi)專(zhuān)管人員可利用手機(jī)預(yù)購(gòu)電，并能自動(dòng)把數(shù)據(jù)傳輸給電業(yè)局營(yíng)業(yè)廳微 機(jī)。寫(xiě)入電量可以是累加電量，若寫(xiě)錯(cuò)需更改時(shí)也可以寫(xiě)入累減電量。
② 對(duì)用戶(hù)進(jìn)行遠(yuǎn)程停送電功能當(dāng)剩余電量不為零而裝置不能自動(dòng)合閘 送電時(shí)，可用微機(jī)或手機(jī)遠(yuǎn)程合閘。當(dāng)購(gòu)電量用完，即剩余電量為零時(shí)而 裝置不能自動(dòng)分閘時(shí)，可用微機(jī)或手機(jī)遠(yuǎn)程分閘。當(dāng)發(fā)生運(yùn)行異常故障時(shí)， 可遠(yuǎn)程進(jìn)行分閘。
③ 遠(yuǎn)程正常和分時(shí)預(yù)購(gòu)電功能
能正常進(jìn)行遠(yuǎn)程預(yù)購(gòu)電管理，也可根據(jù)上級(jí)部門(mén)的分時(shí)計(jì)量的要求，按照尖峰、高峰、平時(shí)和低谷四個(gè)時(shí)段分開(kāi)進(jìn)行預(yù)購(gòu)電管理。 ④遠(yuǎn)程報(bào)警功能
根據(jù)用戶(hù)與售電管理部門(mén)事先協(xié)議好的報(bào)警電量，以聲光報(bào)警方式通
知用戶(hù)盡快再次購(gòu)電，也可以通過(guò)GSM發(fā)短信的方式通告用戶(hù)。當(dāng)剩余電 量達(dá)到報(bào)警電量設(shè)定數(shù)值時(shí)報(bào)警。當(dāng)剩余電量達(dá)到設(shè)定報(bào)警電量時(shí)，發(fā)出 第一次報(bào)警信號(hào)，并報(bào)出剩余電量數(shù)值，通知用戶(hù)準(zhǔn)備購(gòu)電。當(dāng)剩余電量 達(dá)到設(shè)定報(bào)警電量50%時(shí)發(fā)出第二次報(bào)警信號(hào)，并報(bào)出剩余電量數(shù)值，提 示用戶(hù)及早購(gòu)電。當(dāng)剩余電量達(dá)到設(shè)定報(bào)警電量20%時(shí)發(fā)出第三次報(bào)警信 號(hào)，并報(bào)出剩余電量數(shù)值，催促用戶(hù)抓緊購(gòu)電。當(dāng)剩余電量為零時(shí)發(fā)出斷 電指令使斷路器分閘，同時(shí)發(fā)送斷電信號(hào)，告知相關(guān)部門(mén)、人員己經(jīng)停電。 3、其它功能
① 結(jié)算功能
用戶(hù)購(gòu)電時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)結(jié)清未付電費(fèi)，交費(fèi)余額按雙方事先協(xié)議好的預(yù) 約電價(jià)折算成電量充入用戶(hù)IC卡或?qū)㈦娏繑?shù)據(jù)通過(guò)GPRS遠(yuǎn)程傳輸給終端。
② 追繳陳欠電費(fèi)功能
根據(jù)還款協(xié)議每次售電時(shí)按比例扣除陳欠電費(fèi)。
③ 安全防偽功能
售電控制器跟IC卡具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，拒絕非法IC卡的使用。
④ 記憶功能
供電線路停電時(shí)，剩余電量及其相關(guān)信息具備掉電保存功能，日歷時(shí) 間正常工作，重新上電工作狀態(tài)保持掉電前的狀態(tài)。無(wú)電情況下，數(shù)據(jù)可保存IO年以上。
⑤ 允許透支功能
可設(shè)置協(xié)議好的透支電量，當(dāng)新電量輸入后自動(dòng)沖減已使用的透支電
⑥ 分段控制及設(shè)置功能
設(shè)置節(jié)假日和夜晚拉閘功能，當(dāng)打開(kāi)禁止節(jié)假日或夜晚拉閘功能后， 用戶(hù)電費(fèi)欠費(fèi)拉閘時(shí)，也不會(huì)切斷電源，并記錄成透支電量，保證用戶(hù)能 正常用電，在所設(shè)時(shí)段過(guò)后，控制器立即拉閘。
⑦ 控制器自檢功能
控制器隨時(shí)監(jiān)測(cè)硬件和外部受控設(shè)備，若發(fā)現(xiàn)異常則進(jìn)行記錄，并在
插IC卡時(shí)將相關(guān)信息寫(xiě)入卡內(nèi)，以便售電管理部門(mén)進(jìn)行管理。
⑧ 斷相記錄功能
控制器可記錄A、 B、 C各相的斷相次數(shù)，斷相累計(jì)時(shí)間及斷相的起始 和結(jié)束時(shí)間，未斷相的有功總電量等信息，斷相時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種預(yù)付費(fèi)電能表，其特征是，包括多功能電表、預(yù)付費(fèi)控制器和低壓斷路器；其中，多功能電表既通過(guò)電流互感器與三相電力線路相連接，又與預(yù)付費(fèi)控制器相連接；預(yù)付費(fèi)控制器既與多功能電表相連接，又與低壓斷路器相連接；低壓斷路器既與預(yù)付費(fèi)控制器相連接，又通過(guò)控制繼電器與用戶(hù)開(kāi)關(guān)相連接，所述用戶(hù)開(kāi)關(guān)位于三相電力線路上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)電能表，其特征是，所述預(yù)付費(fèi)控制 器具體又包括中央控制模塊、遠(yuǎn)程通信模塊、充值模塊、報(bào)警模塊、箱門(mén) 監(jiān)測(cè)模塊和顯示模塊；其中，中央控制模塊與遠(yuǎn)程通信模塊、充值模塊、報(bào)警模塊、箱門(mén)監(jiān)測(cè)模塊 和顯示模塊相連接；遠(yuǎn)程通信模塊包括GSM模塊、GPRS模塊、和/或CDMA模塊；充值模塊包括接觸式卡充值模塊、和/或遠(yuǎn)程指令式充值模塊； 顯示模塊包括指示燈、液晶顯示屏、手動(dòng)拉閘按鈕和手動(dòng)合閘按鈕。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)電能表，其特征是，所述多功能電表 包括脈沖輸出接口、和/或數(shù)據(jù)線連接接口；所述預(yù)付費(fèi)控制器包括脈沖輸 入接口、和/或數(shù)據(jù)線連接接口；所述多功能電表與預(yù)付費(fèi)控制器之間通過(guò) 脈沖連接、和/或數(shù)據(jù)線連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)付費(fèi)電能表，其特征是，三相電力線路通 過(guò)電流互感器向所述多功能電表傳遞電壓信號(hào)和電流信號(hào)，所述預(yù)付費(fèi)控制器向低壓斷路器傳送拉閘信號(hào)或合閘信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)付費(fèi)電能表，其特征是，所述箱門(mén)監(jiān)測(cè)模 塊向中央控制模塊傳遞箱門(mén)開(kāi)啟信號(hào)，中央控制模塊向低壓斷路器傳遞強(qiáng) 制拉閘信號(hào)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的預(yù)付費(fèi)電能表，其特征是，所述手動(dòng)拉閘按 鈕向低壓斷路器傳遞手動(dòng)拉閘信號(hào)，所述手動(dòng)合閘按鈕向低壓斷路器傳遞 手動(dòng)合閘信號(hào)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種預(yù)付費(fèi)電能表，包括多功能電表、預(yù)付費(fèi)控制器和低壓斷路器；其中，多功能電表既通過(guò)電流互感器與三相電力線路相連接，又與預(yù)付費(fèi)控制器相連接；預(yù)付費(fèi)控制器既與多功能電表相連接，又與低壓斷路器相連接；低壓斷路器既與預(yù)付費(fèi)控制器相連接，又通過(guò)控制繼電器與用戶(hù)開(kāi)關(guān)相連接，所述用戶(hù)開(kāi)關(guān)位于三相電力線路上。本實(shí)用新型設(shè)置了遠(yuǎn)程通信模塊，利用無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了電表的遠(yuǎn)程抄收；還設(shè)置了充值模塊，支持遠(yuǎn)程指令式充值，方便了用戶(hù)繳納電費(fèi)。
文檔編號(hào)G01R11/56GK201435110SQ20092007385
公開(kāi)日2010年3月31日 申請(qǐng)日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者林 李, 陶維青 申請(qǐng)人:上?？拼篝斈芗煽萍加邢薰?br>