專利名稱：電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀，它用于監(jiān)測(cè)大、中電力用戶的電能計(jì)量系統(tǒng)的工作狀況，屬于電子儀器。
供電部門為了保證電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，或防止人為作弊，通常用鐵箱把所有的計(jì)費(fèi)器具(電度表、互感器等)密封加鎖。此方式簡便，但不利于發(fā)現(xiàn)隱性故障，而且難以避免非法開鎖，鑰匙管理不便。近幾年出現(xiàn)幾種防止在電度表上竊電的技術(shù)，概括講有電流、電壓取樣式和密封防護(hù)式兩種類型。它們都具有結(jié)構(gòu)簡單、投資小的優(yōu)點(diǎn)。但存在有許多缺陷1、只適用于民用電度表或直接式電度表，對(duì)大、中電力用戶無法使用。2、外接線或電度表內(nèi)需改動(dòng)，附件太多，一旦損壞影響電度表精度。3、工作原理簡單，有電學(xué)知識(shí)的人很容易識(shí)破。4、有人竊電后恢復(fù)原狀，無根據(jù)可查。鑒于上述缺點(diǎn)，電管部門很難認(rèn)可安裝使用。電力用戶的計(jì)量系統(tǒng)原理如

圖1所示，電流互感器LH中的感生電流和主線路(或電壓互感器YH產(chǎn)生的)相序電壓推動(dòng)電度表轉(zhuǎn)動(dòng)計(jì)數(shù)。如果LH回路中有短路、開路、倒相或電壓回路中有缺相、錯(cuò)相等現(xiàn)象，表的計(jì)量將失去精度，造成漏計(jì)、停計(jì)、倒計(jì)。
本實(shí)用新型的目的是提供一種用于監(jiān)測(cè)大、中電力用戶的電計(jì)量系統(tǒng)狀況的電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀，它監(jiān)測(cè)電力計(jì)量系統(tǒng)的工作是否正常。電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀的任務(wù)就是及時(shí)反映出這些故障，在這些回路中一旦發(fā)生電氣故障或人為故障，儀器將發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并同時(shí)記錄故障存在時(shí)間，直至故障清除。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，對(duì)電計(jì)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，本監(jiān)測(cè)儀需具備以下幾個(gè)特點(diǎn)1、安裝儀器不改動(dòng)原計(jì)量系統(tǒng)接線。2、不影響原系統(tǒng)精度。3、安裝調(diào)試方便，不加其它附件。4、有停電監(jiān)測(cè)功能。為了實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，首先必須對(duì)每個(gè)電流互感器LH回路的參數(shù)進(jìn)行取樣處理，其次要對(duì)電壓回路的相序進(jìn)行鑒別，這兩者是實(shí)現(xiàn)本儀器功能的關(guān)鍵部分。把故障信息轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)送往邏輯判斷電路判別后，再分別去驅(qū)動(dòng)報(bào)警指示燈和開啟計(jì)時(shí)電路。整個(gè)儀器的電路邏輯框圖如圖2所示，儀器外殼及面板如圖19所示。
本實(shí)用新型電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀包括儀器外殼和儀器殼內(nèi)工作電路部分，儀器外殼面板上設(shè)有異常計(jì)時(shí)顯示1，異常報(bào)警顯示2平衡調(diào)節(jié)選擇按鈕及平衡顯示3，儀器外殼留有用于調(diào)節(jié)電路平衡的三個(gè)圓孔4，儀器外殼留有接線孔5。本監(jiān)測(cè)儀安裝使用時(shí)，儀器A相K1、K2并接在A相電流互感器LHa有K1、K2點(diǎn)上(圖1、圖18)，其余兩相依此類推。儀器上A、B、C、N四根引線(圖1、圖15)并接到電度表的相應(yīng)電壓線圈的接點(diǎn)上。
本實(shí)用新型的特征在于監(jiān)測(cè)儀的工作電路部分，電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀各單元電路的連接關(guān)系和工作原理(圖2)為電流互感器LH參數(shù)采樣電路輸出端與比較輸出電路的輸入端連接，電流互感器LH參數(shù)采樣電路在電流互感器LH每個(gè)回路中串接一個(gè)可調(diào)阻抗元件LX1、LX2、LX3并聯(lián)連接在一高頻振蕩器U1的三個(gè)高頻信號(hào)輸出端F1、F2、F3上(圖4)，高頻振蕩器U1給電流互感器LH每個(gè)回路施加一個(gè)高頻信號(hào)，將電流互感器LHa、LHb、LHc三個(gè)回路的電氣參數(shù)分別轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的毫伏電壓信號(hào)，將每個(gè)電流互感器LH感生的高頻電壓經(jīng)高通濾波器濾波送入檢波器檢波后轉(zhuǎn)換為毫伏級(jí)電壓EA、EB、EC輸出，輸出端與比較輸出電路的輸入端連接；電流互感器LH參數(shù)采樣電路把每個(gè)電流回路的電壓EA、EB、EC送入比較輸出電路的輸入端，與設(shè)定的電壓比較器比較，當(dāng)該回路為正?；虬l(fā)生短路或開路時(shí)，毫伏電壓信號(hào)呈現(xiàn)不同值，經(jīng)比較輸出電路比較后輸出一個(gè)指示電平，送到下一級(jí)邏輯判斷電路的輸入端；電流互感器LH參數(shù)采樣電路輸出端與比較輸出電路輸入端連接的同時(shí)，它還與一電流電壓IV比較電路的輸入端連接，電流互感器LH參數(shù)采樣電路將電流互感器LH每個(gè)回路LHa、LHb、LHc中感生的50HZ低頻電壓，經(jīng)低通濾波器濾波，限幅后送入電壓比較器比較后輸出電平信號(hào)，送入電流電壓IV比較電路的一輸入端，所輸出的電平信號(hào)反映了負(fù)載電流的有無；相序檢查電路將電力線A、B、C相電壓或從電壓互感器YH取出的三相電壓先轉(zhuǎn)換為低壓梯形波再送入檢測(cè)電路鑒別相序，然后輸出電壓相序錯(cuò)相故障電平信號(hào)，送入下一級(jí)電流電壓IV比較電路的另一輸入端；電流電壓IV比較電路輸入端分別與電流互感器LH參數(shù)電路的一輸出端，相序檢查電路的輸出端連接，相序檢查電路反映負(fù)載有無相電壓的電平信號(hào)同電流互感器LH參數(shù)采樣電路輸出的反映負(fù)載電流有無的電平信號(hào)共同接入條件與門的兩輸入端，與門的輸出端與下一級(jí)的邏輯判斷電路的輸入端連接，由相序檢查電路輸入的錯(cuò)相故障信號(hào)也輸出送入邏輯判斷電路的另一輸入端；邏輯判斷電路的輸入端分別與比較輸出電路輸出端和電流電壓IV比較電路的輸出端連接，由電流回路和電壓回路檢測(cè)出的短路、開路、缺相、錯(cuò)相故障信號(hào)統(tǒng)一送入到邏輯判斷電路的輸入端，為了防止電力線中的毛刺和工業(yè)干擾脈沖，各支路中分別接有干擾濾除電路；邏輯判斷電路的輸出端分別與計(jì)時(shí)器電路的輸入端和報(bào)警電路的輸入端連接，邏輯判斷電路將組合的故障電平一方面去開啟計(jì)時(shí)器的控制門，累計(jì)故障時(shí)間，另一方面去點(diǎn)亮相應(yīng)的報(bào)警指示燈；時(shí)間發(fā)生電路的輸出端與邏輯判斷電路的一輸入端連接，時(shí)間發(fā)生電路每隔一段時(shí)間(1小時(shí))就輸出一個(gè)脈沖去關(guān)閉計(jì)時(shí)器的控制門；電源及備用電源(電池)為整機(jī)電路提供穩(wěn)定直流電壓；間隔檢測(cè)控制電路的輸入端分別與時(shí)間發(fā)生電路的一輸出端和備用電源連接，間隔檢測(cè)控制電路的輸出端分別與電流互感器LH參數(shù)采樣電路和比較輸出電路連接，交流停電后，備用電源工作，間隔檢測(cè)控制電路間歇地向電流互感器LH參數(shù)采樣電路和比較輸出電路供電，實(shí)現(xiàn)間隔檢測(cè)；平衡調(diào)節(jié)電路與電流互感器LH參數(shù)采樣電路連接，分別調(diào)節(jié)電流互感器LH參數(shù)采樣電路的可調(diào)阻抗元件LX1、LX2、LX3來實(shí)現(xiàn)平衡，并通過儀器面板上的平衡顯示3顯示。
本實(shí)用新型可有效地監(jiān)測(cè)大、中電力用戶電計(jì)量系統(tǒng)工作狀況，可靠地檢測(cè)出電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的各類故障，及時(shí)反映出電流互感器LH回路中短路、開路，電壓回路中缺相、錯(cuò)相等故障或人為故障，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并以小時(shí)為單位記錄故障存在時(shí)間，直至故障消除。本監(jiān)測(cè)儀可防止主線路中保險(xiǎn)絲熔斷或接觸不良引起的誤報(bào)，只有當(dāng)負(fù)載有相電流而無相電壓時(shí)，才有故障信號(hào)輸出。本機(jī)抗工業(yè)干擾能力強(qiáng)，儀器內(nèi)裝有備用電池，如遇到停電、拉閘時(shí)，仍保持檢測(cè)功能而且自動(dòng)轉(zhuǎn)換為間隔檢測(cè)，保存原有記錄數(shù)據(jù)，如果人為拉掉電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的電壓線(其中包括儀器用電源)，電力線主線路中有電流，儀器將作為故障處理。
以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的內(nèi)容。
圖1為電力用戶的計(jì)量系統(tǒng)電原理圖。
圖2為本實(shí)用新型電路邏輯框圖。
圖3為電流互感器LH參數(shù)采樣單元電路中高頻振蕩器U1的電路圖。
圖4為本實(shí)用新型電路總圖中電流互感器LH回路參數(shù)采樣單元電路圖。
圖5為比較輸出單元電路圖。
圖6為相序檢查單元電路圖。
圖7為電流電壓IV比較單元電路圖。
圖8為邏輯判斷單元電路圖。
圖9為時(shí)間發(fā)生單元電路圖。
圖10為計(jì)時(shí)器單元電路圖。
圖11為電源及備用電源單元電路圖。
圖12為間隔檢測(cè)控制單元電路圖。
圖13為平衡調(diào)節(jié)單元電路圖。
圖14為本實(shí)用新型電路總圖。
圖15為本實(shí)用新型印刷電路板中PCB—A板。
圖16為印刷電路板PCB—B板。
圖17為印刷電路板PCB—C板。
圖18為印刷電路板PCB—D板。
圖19為本實(shí)用新型儀器外殼及面板示意圖。
電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀的整機(jī)電路主要由CMOS數(shù)字電路工業(yè)級(jí)線性電路和各類器件組成。全部電原理圖參見附圖(14)現(xiàn)就各單元電路的邏輯功能和結(jié)構(gòu)作如下說明(一)電流互感器LH回路參數(shù)采樣電路(圖4)
這部分電路的作用是將LHa、LHb、LHc三個(gè)回路的電氣參數(shù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的毫伏信號(hào)，同時(shí)將每個(gè)LH回路感生電壓轉(zhuǎn)換為電平輸出。它是由高頻振蕩器、高通濾波器、低通濾波器和比較電路組成。高頻振蕩器U1的原理圖如附圖(3)所示，是一個(gè)獨(dú)立封裝的組件，其中包含三個(gè)相同的電路，以供a、b、c相分別使用。這是一種變形的“克拉潑”振蕩器，每個(gè)電路中三極管BG的基極有2個(gè)分壓電阻RB1、RB2，三極管BG的發(fā)射極連接一發(fā)射極電阻RE，電容C1和C2串接后與電感L并聯(lián)接到三級(jí)管的集電極，電容C1和C2的接點(diǎn)引出一導(dǎo)線與三極管發(fā)射極連接，電容C。一端與三級(jí)管發(fā)射極與電容C1和C2的接點(diǎn)的連接導(dǎo)線連接，另一端輸出高頻信號(hào)。高頻振蕩器U1的中心頻率f0=1/2πL(C1C2/C1+C2)]]>。高頻信號(hào)分別有F1、F2、F3輸出。高通濾波器及檢波器由C22、L1、D6、C3、R3等元件組成(對(duì)其中a相而言)，高頻信號(hào)通過上述電路在J1線上形成一個(gè)毫伏級(jí)電壓EA。LH中感生的50HZ電壓反應(yīng)了電力主線路中負(fù)載狀況，該電壓經(jīng)過低通濾波器(指a相)L4、C4和D13、D12限幅后送入比較器U2A—5腳，U2A—4設(shè)有很低的比較電壓Es，當(dāng)感生電壓ELH＞Es時(shí)，U2A—2腳上必定輸出高幅正半波脈沖，經(jīng)D9、C9積分后成為一個(gè)高電平。由于Es設(shè)得很低，所以輸出的電平原則上反映了負(fù)載電流的有無。三相電路原理相同。
(二)比較輸出電路(圖5)主要功能是將LH回路的正常、短路、斷路信號(hào)區(qū)別輸出。首先將檢出電壓EA送入線性電路的反相端U7A—4(指a相)，同時(shí)經(jīng)過隔二級(jí)管D3送入U(xiǎn)7D—11腳。U7A—5設(shè)有較低的比較電壓ED，U7D—10設(shè)有較高的比較電壓UH。當(dāng)LH回路正常時(shí)ED＜EA＜EH，U7A—2＝“0”，U7D—13＝“0”沒有故障電平輸出；當(dāng)LH回路短路時(shí)EA＜ED，U7A—2＝“1”，有短路電平輸出；當(dāng)LH回路開路時(shí)EA＞EH，U7D—13＝“1”有開路電平輸出。分別有J13、J14線送出。
(三)相序檢查部分參見附圖)，主要是檢查接入電度表的三相電壓相序是否正確。A、B、C三相電壓經(jīng)過光電耦合器U3在其U3—15—13—11腳上得到低壓梯形波，再送入U(xiǎn)5A、U5B、U5D。在每兩相波形相交時(shí)，三個(gè)與門順序出現(xiàn)“1”脈沖。后面的U9A接成R—S觸發(fā)器、U9B接成D觸發(fā)器。當(dāng)輸入的相序正確時(shí)U9A—1＝“1”→U9A—1＝“0”→U9B—13→“0”，反復(fù)循環(huán)。設(shè)有錯(cuò)相故障電平輸出。當(dāng)輸入相序顛倒時(shí)，上述循環(huán)被倒置，就一直有錯(cuò)相故障電平輸出。為了防止電力主回路有接觸不良引起誤報(bào)，設(shè)有防干擾電路，由D24、R31、C18構(gòu)成，輸出的故障高電平有J10線送出。
(四)I、V比較電路(圖7)為防止電力主線路中保險(xiǎn)絲熔斷或電線故障缺相引起混淆造成誤判，必須設(shè)有IV比較電路。例如當(dāng)其中A相工作正常時(shí)(負(fù)載有電流)。J4線上為高電平，即U10A—2＝“1”。并且U3—15有正半波脈沖輸出，經(jīng)D21，C11積分成高電平“1”，送入U(xiǎn)4C—5，U4C—6＝“0”，U10A—1＝“0”，通過U10A與運(yùn)算，結(jié)果U10A—3＝“0”沒有故障電平輸出。當(dāng)A相保險(xiǎn)絲熔斷時(shí)，LHa沒有感生電壓輸出。即U10A—2＝“0”，U4C—6＝“1”，U10A—3＝“0”，仍無故障信號(hào)輸出。只有當(dāng)A相負(fù)載有電流，而無A相電壓時(shí)，即U10A—2＝“1”，U4C—6＝“1”，U10A—3＝“1”，才有斷相電平信號(hào)輸出。三相比較結(jié)果均經(jīng)過或門U11B再由J12線送出。圖中U13A組成條件與門，當(dāng)三相電壓有缺相或失壓時(shí)，此門封閉，不再檢測(cè)相序。J11線一直保持低電平。
(五)邏輯判別電路(圖8)功能是合并分配各類故障信號(hào)，開啟計(jì)時(shí)控制門并點(diǎn)亮報(bào)警指示燈。短路信號(hào)電平由J13引入經(jīng)U11C，U12A送入U(xiǎn)15A—6；開路信號(hào)電平由J14引入經(jīng)U12A送入U(xiǎn)15A—6；缺相、倒相信號(hào)電平由J12、J11引入經(jīng)U11C，U12A也送入U(xiǎn)15A—6。上述信號(hào)均通過由D20、R25、C13組成的抗干擾濾波電路，以防干擾脈沖和開關(guān)毛刺。U15A是R—S觸發(fā)器，其1腳(Q端)輸出電平控制計(jì)時(shí)門U20A的開關(guān)。當(dāng)初上電時(shí)，Q＝“0”。J16線引入的時(shí)間脈沖不能通過U20A進(jìn)入計(jì)數(shù)器。當(dāng)故障高電平加到U15A—6(S端)時(shí)，Q＝“1”，U20A開通，脈沖進(jìn)入計(jì)時(shí)器。每計(jì)入一個(gè)小時(shí)，U20A—3輸出一個(gè)窄脈沖通過U20B，U12D送入U(xiǎn)15A—4(R端)，對(duì)觸發(fā)器清零以關(guān)閉計(jì)時(shí)控制門U20A。如果故障仍然存在(U15A—6＝“1”)，則清零無效。U16A，U16B組成另一個(gè)R—S觸發(fā)器，上電時(shí)U16A—3＝“1”(U20B—5＝“1”)，不影響U15A清零。當(dāng)發(fā)生開路故障時(shí)，U16A—3＝“0”，U20B關(guān)閉，U15A無法清零，進(jìn)而使U20A計(jì)時(shí)控制門不能關(guān)閉，(因LH開路為惡性故障)。計(jì)數(shù)器將一直累計(jì)時(shí)間。三類故障信號(hào)還通過U20D，U20C，U16D，開通相應(yīng)的報(bào)警通路經(jīng)U19E，U19D，U19F驅(qū)動(dòng)使LED閃亮，控制停歇的脈沖由J15線引入。
(六)時(shí)間發(fā)生電路(圖9)是典型的時(shí)間發(fā)生電路，其中JT是32.768KHZ的晶體，它與U14本身的反相器構(gòu)成振蕩器并經(jīng)U14作十四分頻后由U14—3送進(jìn)U15B，經(jīng)兩分頻后由U15B—13輸出，送入U(xiǎn)18—10，U18作十二分頻。各分頻輸出由U13B譯碼后形成一小時(shí)脈沖。其中U19A、B、C三個(gè)緩沖器的滯后時(shí)間決定了小時(shí)脈沖的寬度。U14—3還輸出一個(gè)1/2秒脈沖由J15線供給邏輯判斷部分作報(bào)警指示燈閃動(dòng)使用。小時(shí)脈沖由J16線送給計(jì)數(shù)控制門。
(七)計(jì)時(shí)器電路(圖10)U21～23及三只數(shù)碼管構(gòu)成三位十進(jìn)制計(jì)數(shù)器，最大計(jì)數(shù)值999。U21～U23集計(jì)數(shù)、譯碼、鎖存，驅(qū)動(dòng)于一體，保存數(shù)據(jù)的功耗極小，可以電池長期工作。LED數(shù)碼管的公共陰極不直接地線，而是通過J19線引出串入一個(gè)繼電器觸點(diǎn)JD2再接地，以便在失去交流電源時(shí)切斷D1S1～3的電流通路，使消耗電流太大的LED熄滅。報(bào)警指示燈也聯(lián)接在這一部分，同樣是陰極不直接地，目的都是為了延長備用電池的使用時(shí)間。
(八)電源及備用電源電路(圖11)由于該儀器的整機(jī)功耗設(shè)計(jì)的很小(＜2W)，其交流供電電源直接取自A相線，不再另設(shè)電源引線。T1輸出的～7.5V×2交流電壓經(jīng)D26、D27整流C16濾波后送入U(xiǎn)25，穩(wěn)壓在5V左右供整機(jī)電路使用。JD是6V小型繼電器，有交流電源時(shí)吸合，否則釋放。觸頭JD1接通備用電池GB，JD2切斷所有大電流器件通路。K1、U1組成光電控制回路，控制電平由G點(diǎn)引出取自時(shí)間電路的定時(shí)信號(hào)，間歇工作采用涓流方式充入GB，以保證不損壞電池。C19是容量較大的電解電容，保證在交、直流電源切換時(shí)維持電壓，不至造成數(shù)據(jù)丟失。SW是儀器總電源開關(guān)，同時(shí)兼有清零的功能。
(九)間隔檢測(cè)電路(圖12)交流停電后，有這部分電路控制采樣部分間歇工作。U17是十進(jìn)制環(huán)形計(jì)數(shù)器，2秒脈沖從J17線進(jìn)入U(xiǎn)17—14(計(jì)數(shù)端)，所以U17—3每20秒有一個(gè)2秒脈沖輸出。U12B是兩輸入或門，U6、U8是具有電流驅(qū)動(dòng)能力的緩沖器。當(dāng)交流供電正常時(shí)，U12B—6＝“1”輸出為“1”，推動(dòng)U6、U8工作，有電壓電流供出。當(dāng)交流停電后，全由電池供電，這時(shí)C24上仍存在高電位，U6、U8有輸出電壓。C24不斷通過R32、D28反向電阻放電，若干時(shí)間后，降至U12B閥值電位之下(U12B—6＝“0”)，U6、U8斷開，只取于U12B—5腳的間歇脈沖間隔開通，有十分之一的時(shí)間向采樣比較電路供電，實(shí)現(xiàn)了間隔檢測(cè)。
(十)平衡調(diào)節(jié)電路(圖13)由于電力計(jì)費(fèi)系統(tǒng)LH回路參數(shù)和接線分布參數(shù)有很大的離散性，EA(EB、EC)點(diǎn)的電壓毫伏值不可能是一個(gè)衡定值。必須設(shè)置調(diào)平衡電路，使EA電壓在合理的值上。U24和周圍元器件構(gòu)成一個(gè)“窗口”電壓比較器，它可以指示EA點(diǎn)的電壓是否在允許范圍內(nèi)。當(dāng)儀器接入計(jì)量系統(tǒng)后，通過調(diào)節(jié)采樣部分的Lx1、Lx2、Lx3來實(shí)現(xiàn)調(diào)整。當(dāng)調(diào)節(jié)A相時(shí)，用手按下SA鈕，調(diào)節(jié)L×1，使VD4(綠)VD5(黃)燈全熄滅既為平衡，B、C相也類同上述方法操作。三相都調(diào)完后，重新啟動(dòng)一次電源開關(guān)SW，儀器已工作在平衡狀態(tài)。
(十一)整機(jī)結(jié)構(gòu)(圖15)NJ—1型監(jiān)測(cè)儀全部元器件分別裝在大、小不同四塊PCB板上，絕大部分電路焊裝在PCB—A上。A板固定在儀器的金屬底板上。其中計(jì)數(shù)器部分和平衡指示部分焊裝在PCB—B板上，如附圖(16)所示。B板固定在儀器前面板背后，以便觀察使用。A、B兩板之間采用CH2.5×12插接件焊以軟線聯(lián)接。高頻振蕩器元器件全部焊裝在PCB—C小板上，如附圖(17)，在電路裝調(diào)完后以環(huán)氧樹脂封灌作為一個(gè)獨(dú)立組件使用。用五條硬導(dǎo)線焊接在PCB—A板上。為了便于調(diào)節(jié)，電路中Lx1、Lx2、Lx3全部焊接在PCB—D板上，把D板用螺絲固定在A板上，并用導(dǎo)線在兩板的F1、F2、F3、GND四點(diǎn)連通。用軟線將D板上的三相K1K2點(diǎn)聯(lián)結(jié)到儀器外接線螺絲上，也用軟線將PCB—A板上的A、B、C、N四點(diǎn)聯(lián)結(jié)到儀器外接線螺絲上。電源變壓器T1固定在金屬底板上，用軟線連接到PCB—A板上。四節(jié)電池安裝在儀器上蓋背后，借用S1插接件聯(lián)通到主電路。電源開關(guān)SW安裝在接線盒內(nèi)，用軟線引到PCB—A板。Lx1—3三個(gè)可調(diào)元件設(shè)在儀表下方，設(shè)有三個(gè)直徑8mm的圓孔，以伸進(jìn)專用調(diào)節(jié)柄實(shí)施調(diào)節(jié)。整臺(tái)儀器的結(jié)構(gòu)及外形參見圖19。各元器件具體參數(shù)如下NJ—1元器件明細(xì)表編號(hào)名稱 規(guī)格型號(hào)U1 高頻振蕩器50KHZ～100KHZU2、U7 四電壓比較器 LM2901U3 四光電耦合器 TLP—521U4 六反相器 CD4069U5、U10、U20 四2輸入端與門CD4081U6、U8六反相緩沖器 CD4049U9、U15 雙D觸發(fā)器CD4013U11 三3輸入端或門CD4075U12 四2輸入端或門CD4071U13 四4輸入端與門CD4082U14 14位串行二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CD4060U16 四2輸入端與非門 CD4001U17 十進(jìn)制計(jì)數(shù)分配器 CD4017U18 12級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)器 CD4040U19 六同相緩沖器 CD4050U21、U22、U23 十進(jìn)制計(jì)數(shù)/譯碼/鎖存/驅(qū)動(dòng)器 CD40110U24 雙運(yùn)算放大器 LM258U25 三端正電壓調(diào)整器 LM7805C1—3 電解電容器 CD11 47μF/50VC4—6 電容器 CBB 220n/160VC7—9 電容器 CBB12 1n5/63VC10—12 電容器 CBB12 2n2/63VC13—14 鉭電解電容器 CA42 470n/25VC15、C52 電解電容 CD11 1μF/50VC16 電解電容 CD11 470μF/25VC17 瓷片電容器 30PC18 鉭電解 CA42 2.2μF/25VC19 電解 1000μF/25VC20～22 電容器 CBB 10n/160VC23電解CD11 470μF/25VC24電解CD11 10MF/50VC25—C51 電容器 10n/63VC26、C28、C29、C52 電容器 47n/63VR1—4 1/8W金屬膜電阻 4K7 4R5 ″ 6K2 1R6—7、R54 ″ 100K 3R8 ″ 20K 1R9—12、R18—20、R53 ″ 10K 8R13—15、R33、R35、R57 ″ 5K1 6R16、R50—51、R58—60 ″ 510 6R17、R32 ″ 200K 2R21—231/4W金屬膜電阻 220K 3R24—251/8W金屬膜電阻 1M 2R26、R52 ″ 51K 2R27、R31 ″ 2M 2R28—30″ 10K 3R341/4W金屬膜電阻 100 1R551/8W金屬膜電阻 47K 1R56″ 1K 1R361/2W金屬膜電阻 51 1D1—28 開關(guān)二極管 1N4148D16—18硅二極管1N4007D26—27″ 1N4001D10、D12、D14 鍺二極管 2AP9VD1—3 發(fā)光二極管φ5(紅色)VD4 ″φ5(綠色)VD5 ″φ5(黃色)V1 NPN三極管 2N5551K1 單向可控硅 1A/400VJD 繼電器 6VGB 鎳鎘可充電電池 3AhT1 電源變壓器 3VA 220/7.5×2RV 壓敏電阻 470V/2.5KASA、SB、SC 輕觸開關(guān)SW 小型拔動(dòng)開關(guān)JT 石英晶體 32.768KHZD1S1—3 共陰數(shù)碼管 LTS547RS1—2 插座頭 CH2.5×12L1—6 色碼電感 820μHLX1—3 可調(diào)電感 10—20μH
權(quán)利要求1.一種電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀，它包括儀器外殼和儀器殼內(nèi)工作電路部分，儀器外殼面板上設(shè)有異常計(jì)時(shí)顯示(1)異常報(bào)警顯示(2)平衡調(diào)節(jié)選擇按鈕及平衡顯示(3)，儀器外殼留有用于調(diào)節(jié)電路平衡的圓孔(4)，儀器外殼留有接線孔(5)，其特征在于電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀各單元電路及其電路連接關(guān)系為電流互感器LH參數(shù)采樣電路輸出端與比較輸出電路的輸入端連接，電流互感器LH參數(shù)采樣電路在電流互感器LH每個(gè)回路串接一個(gè)可調(diào)阻抗元件LX1，LX2，LX3，并聯(lián)連接在一高頻振蕩器U1的三個(gè)高頻信號(hào)輸出端F1、F2、F3上，高頻振蕩器U1給電流互感器LH每個(gè)回路施加一個(gè)高頻信號(hào)，每個(gè)電流互感器LH感生的高頻電壓與高通濾波器輸入端連接，輸出端與檢波器連接，檢波后轉(zhuǎn)換為毫伏級(jí)電壓EA、EB、EC輸出，輸出端與比較輸出電路的輸入端連接；電流互感器LH參數(shù)采樣電路把每個(gè)電流回路的電壓EA、EB、EC送入比較輸出電路的輸入端，與設(shè)定的電壓比較器輸入端連接，經(jīng)比較后輸出一個(gè)指示電平送到下一級(jí)邏輯判斷電路的輸入端；電流互感器LH參數(shù)采樣電路輸出端與比較輸出電路輸入端連接的同時(shí)，它還與一電流電壓IV比較電路的輸入端連接，電流互感器LH參數(shù)采樣電路將電流互感器LH每個(gè)回路LHa、LHb、LHc中感生的50Hz低頻電壓，與低通濾波器一端連接，限幅后送入電壓比較器輸入端，比較后輸出電平信號(hào)，送入電流電壓IV比較電路的一輸入端；相序檢查電路將電力線A、B、C相電壓或從電壓互感器YH取出的三相電壓送入檢測(cè)電路的輸入端鑒別相序，輸出端與下一級(jí)電流電壓IV比較電路的另一輸入端連接；電流電壓IV比較電路輸入端分別與電流互感器LH參數(shù)采樣電路的一輸出端、相序檢查電路的輸出端連接，相序檢查電路反映負(fù)載有無相電壓的電平信號(hào)同電流互感器LH參數(shù)采樣電路輸出的反映負(fù)載電流有無的電平信號(hào)共同接入條件與門的兩輸入端，與門的輸出端與下一級(jí)的邏輯判斷電路的輸入端連接，由相序檢查電路輸入的錯(cuò)相故障信號(hào)也輸出送入邏輯判斷電路的另一輸入端；邏輯判斷電路的輸入端分別與比較輸出電路輸出端和電流電壓IV比較電路的輸出端連接，由電流回路和電壓回路檢測(cè)出的短路、開路、缺相、錯(cuò)相故障統(tǒng)一送入邏輯判斷電路的輸入端，邏輯判斷電路的輸出端與計(jì)時(shí)器電路的輸入端連接，邏輯判斷電路將組合的故障電平去開啟計(jì)時(shí)器的控制門，累計(jì)故障時(shí)間；時(shí)間發(fā)生電路的輸出端與邏輯判斷電路的一輸入端連接，時(shí)間發(fā)生電路每隔一段時(shí)間就輸出一個(gè)脈沖去關(guān)閉計(jì)時(shí)器的控制門；電源及備用電源電路為整機(jī)電路提供穩(wěn)定直流電壓；間隔檢測(cè)控制電路的輸入端分別與時(shí)間發(fā)生電路的一輸出端和備用電源連接，間隔檢測(cè)控制電路的輸出端分別與電流互感器LH參數(shù)采樣電路和比較輸出電路連接，交流停電后，備用電源工作，間隔檢測(cè)控制電路間歇地向電流互感器LH參數(shù)采樣電路和比較輸出電路供電，進(jìn)行間隔檢測(cè)；平衡調(diào)節(jié)電路與電流互感器LH參數(shù)采樣電路連接，分別調(diào)節(jié)電流互感器LH參數(shù)采樣電路的可調(diào)阻抗元件LX1、LX2、LX3來實(shí)現(xiàn)平衡。并通過儀器面板上的平衡顯示(3)顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀，其特征在于在儀器外殼面板上設(shè)有異常報(bào)警顯示(2)，在邏輯判斷電路的輸出端連接一報(bào)警電路，故障信號(hào)通過面板上異常報(bào)警顯示(2)顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述電流互感器LH參數(shù)采樣電路中，高頻振蕩器U1包含三個(gè)相同的電路，每個(gè)電路中三極管BG的基極連接2個(gè)分壓電阻RB1、RB2，三極管BG的發(fā)射極連接一發(fā)射極電阻RE，電容C1和C2串接后與電感L并聯(lián)接到三級(jí)管BG的集電極，電容C1和C2接點(diǎn)引出一導(dǎo)線與三級(jí)管BG發(fā)射極連接，電容CD一端與三級(jí)管發(fā)射極和電容C1、C2的接點(diǎn)的連接導(dǎo)線連接，另一端輸出高頻信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀，其特征在于所述的電流電壓IV比較電路它的一輸入端包含三個(gè)并接的與門電路U10A、U10B、U10C，由電流互感器LH參數(shù)采樣電路輸出的反映負(fù)載有無電流的輸出電平信號(hào)分三相分別同與門U10A、U10B、U10C的輸入端連接；由相序檢查電路輸出的反映負(fù)載有無相電壓的正半波分三相分別與積分電路一端連接，輸出端送入三個(gè)非門U4C、U4B、U4A的輸入端，三個(gè)非門的輸出端分別同三個(gè)與門U10A、U10B、U10C的另一輸入端連接，三個(gè)與門的輸出端與一個(gè)或門U11B的輸入端連接，電平信號(hào)由或門U11B輸出到下一級(jí)邏輯判斷電路的輸入端。
專利摘要一種用于監(jiān)測(cè)大、中電力用戶的電能計(jì)量系統(tǒng)工作狀況的電能計(jì)量監(jiān)測(cè)儀，它包括電流互感器LH參數(shù)采樣、比較輸出、相序檢查、電流電壓IV比較、邏輯判斷、時(shí)間發(fā)生、計(jì)時(shí)器、電源及備用電源、間隔檢測(cè)控制、平衡調(diào)節(jié)等單元電路，本儀器可有效檢測(cè)電計(jì)費(fèi)系統(tǒng)的各類故障，防止人為竊電，并且發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以小時(shí)為單位記錄故障存在時(shí)間?？煞乐怪骶€路中保險(xiǎn)絲熔斷或接觸不良引起的誤報(bào)，機(jī)內(nèi)裝有備用電池可實(shí)現(xiàn)間隔檢測(cè)并保存原有數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01R35/00GK2225056SQ95234249
公開日1996年4月17日 申請(qǐng)日期1995年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月5日
發(fā)明者宋學(xué)林, 井有法, 肖先科 申請(qǐng)人:宋學(xué)林, 井有法, 肖先科