專利名稱：三相費控智能型電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三相費控智能型電能表。
背景技術(shù)：
三相費控智能型電能表廣泛應(yīng)用于工業(yè)等各領(lǐng)域中。然而現(xiàn)有的三相費控智能型電能表大多功能比較簡單，不符合國網(wǎng)最新1.0級三相費控智能型電能表技術(shù)規(guī)范，還有 待于進一步提高。

實用新型內(nèi)容本實用新型公開一種三相費控智能型電能表，以擴展現(xiàn)有的三相費控智能型電能 表的功能，使之優(yōu)于國網(wǎng)最新1.0級三相費控智能型電能表的標(biāo)準(zhǔn)。本實用新型提供的三相費控智能型電能表，包括主控模塊和與其連接的供電模 塊、時鐘模塊、E-SAM密鑰認(rèn)證模塊、顯示模塊、紅外/485通訊模塊、通斷電模塊、存儲模塊、 計量模塊、預(yù)付費模塊及告警模塊；所述計量模塊包括電能計量單元，用于計量正向有功、反向有功電能及四象限無功電能，且分時段累 計存儲總、尖、峰、平、谷有功電能及無功電能，以及分相計量有功電能量；需量計量單元，用于以滑差方式測量雙向最大需量及分時段最大需量；所述主控模塊包括事件記錄單元，用于在所述計量單元監(jiān)測到當(dāng)前數(shù)據(jù)越限時，以事件方式記錄當(dāng) 前事件；費控單元，用于與所述預(yù)付費模塊交互以實現(xiàn)計費，當(dāng)預(yù)付費模塊內(nèi)剩余金額小 于或等于設(shè)定的報警金額時，發(fā)出報警信號；當(dāng)透支金額低于設(shè)定的透支門限金額時，發(fā)出 斷電信號，使能所述通斷電模塊跳閘；當(dāng)預(yù)付費模塊接收到有效的續(xù)交電費信息后，迭加電 費并允許所述通斷電模塊進行合閘處理；安全單元，用于調(diào)用E-SAM密鑰認(rèn)證模塊進行安全認(rèn)證，以獲取新補的CPU卡或射 頻卡的信息，判斷當(dāng)前輸入購電的介質(zhì)是否為指定的介質(zhì)，如果不是，使能所述告警模塊輸 出告警；以及將當(dāng)前狀態(tài)信息反寫至檢測卡中，以進行安全監(jiān)測。本實用新型公開的三相費控智能型電能表，具有電能量計量、數(shù)據(jù)處理、實時監(jiān) 測、自動控制、數(shù)據(jù)顯示、信息交互等功能。具有測量精度高、性能穩(wěn)定、壽命長、功耗低、操 作簡便的特點，優(yōu)于國網(wǎng)最新1.0級三相費控智能型電能表的標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛用于電力行業(yè) 的電能計量及遠(yuǎn)程集抄自動化控制領(lǐng)域。

圖1為本實用新型實施例公開的三相費控智能型電能表的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的電能表的三相四線直流接入式接線圖；[0015]圖3為圖1所示的電能表三相四線經(jīng)互感器接入式接線圖。 具體實施例下面結(jié)合說明書附圖對本實用新型的具體實施方式
做詳細(xì)描述。根據(jù)國網(wǎng)最新1. 0級三相費控智能型電能表技術(shù)規(guī)范，本實用新型實施例提供一種DTZY88型三相智能型電能表，如圖1所示，該電能表包括主控模塊和與其連接的供電 模塊、時鐘模塊、E-SAM(Embedded Secure Access Module)密鑰認(rèn)證模塊、顯示模塊、紅外 /485通訊模塊、通斷電模塊、存儲模塊、計量模塊、預(yù)付費模塊、告警模塊及光電隔離模塊。上述供電模塊主要用于向上述計量模塊及主控模塊等功能模塊進行供電，且還可 以進一步采用環(huán)保型的鋰電池作為該電能表的備用電源。上述時鐘模塊主要用于校時，采用具有溫度補償功能的內(nèi)置硬件時鐘電路； 在-25 +60°C的溫度范圍內(nèi)時鐘準(zhǔn)確度彡士 ls/d(長時間內(nèi)平均誤差)；在參比溫度 (23°C)下，時鐘準(zhǔn)確度彡士0.5s/d;而且該時鐘模塊還具有日歷、計時、閏年自動轉(zhuǎn)換功 能。本實施例中，該電能表可接受的廣播校時范圍不得大于5min，應(yīng)避免在電能表執(zhí)行凍結(jié) 或結(jié)算數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存操作前后5分鐘內(nèi)進行；當(dāng)校正時間大于5min時，電能表只有通過現(xiàn)場進 行校時。上述紅外/RS485通訊模塊置有兩個RS485通信接口和一個紅外接口，基于 RS485接口通信遵循DL/T 645-2007協(xié)議及其備案文件，基于紅外接口的通信遵循DL/T 645-2007協(xié)議及其備案文件，而且，紅外通信接口與RS485通信接口的物理層獨立，任一條 通信信道的損壞都不影響另一信道的正常工作。并通過光電隔離模塊實現(xiàn)通信接口與內(nèi)部 電路的電氣隔離，能有效提高該電能表運行的穩(wěn)定性。上述E-SAM密鑰認(rèn)證模塊主要用于在固態(tài)介質(zhì)或虛擬介質(zhì)對電能表進行參數(shù)設(shè) 置、預(yù)存電費、信息返寫和下發(fā)遠(yuǎn)程控制命令操作時，通過嚴(yán)格的ESAM模塊執(zhí)行安全認(rèn)證， 以確保數(shù)據(jù)傳輸安全可靠。例如，當(dāng)遠(yuǎn)程的主站/售電系統(tǒng)對該電能表發(fā)出控制命令時，例 如進行計費操作時，采用SMl算法進行加解密運算，待認(rèn)證成功后，在進行數(shù)據(jù)的傳輸及處理。上述計量模塊包括電能計量單元和需量計量單元，該電能計量單元用于計量正向 有功、反向有功電能及四象限無功電能，且分時段累計存儲總、尖、峰、平、谷有功電能及無 功電能，以及分相計量有功電能量；需量計量單元用于以滑差方式測量雙向最大需量及分 時段最大需量。本實施例中，默認(rèn)的需量周期為15min、滑差時間為lmin，使用過程中，發(fā)生 電壓線路上電、時段轉(zhuǎn)換、清零、時鐘調(diào)整等情況時，電能表從當(dāng)前時刻開始，按照需量周期 進行需量測量，當(dāng)?shù)谝粋€需量周期完成后，按滑差間隔開始最大需量測量。在一個不完整的 需量周期內(nèi)，不做最大需量的記錄。該電能表存儲有12個結(jié)算日的最大需量數(shù)據(jù)，而且最 大需量值能手動(或使用抄表器)清零，需量手動清零需按清零按鍵并有密碼防護，以防止 非授權(quán)人操作。該計量單元還設(shè)置有兩套費率時段和階梯電價，可通過預(yù)先設(shè)置時間實現(xiàn) 兩套費率時段的自動切換，以在設(shè)置時間點啟用另一套階梯電價計費；本實施例中，每套費 率時段全年可設(shè)置2個時區(qū)，24小時內(nèi)可以設(shè)置8個時段，時段最小間隔為15分鐘，并且時 段間隔大于表內(nèi)設(shè)定的需量周期值，時段可跨越零點設(shè)置。在具體的收費過程中，可以根據(jù) 階梯電價進行計費，也可以根據(jù)最大需求等進行計費，以適應(yīng)不同區(qū)域不同用戶的需要，緩解我國日趨尖銳的電力供需矛盾，改善用電量不均衡的現(xiàn)象。本實施例中，上述計量模塊可采用獨立的雙路計量芯片，使得該智能型電能表具有正向、反向有功電能量計量功能，并可以通過軟件編程設(shè)置組合有功四象限無功電能。且 該電能表還設(shè)有防潛動邏輯模塊，以此確保該計量模塊計量的準(zhǔn)確性和可靠性。上述顯示模塊由顯示屏、LED、譯碼器等器件組成，用于以自動循環(huán)和按鍵顯示兩 種方式顯示電能表中的常用數(shù)據(jù)，例如，當(dāng)前時鐘、電量、編程狀態(tài)、故障等信息。上述存儲模塊，用于存儲上12個結(jié)算日的雙向總電能量和各費率的電能量數(shù)據(jù)， 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存分界時刻為月末24時(月初零時)或在每月1至28日內(nèi)的整點時刻；以及用于 存儲上12個結(jié)算日的雙向最大需量、各費率最大需量及其出現(xiàn)的日期和時間數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 存分界時刻為月末24時(月初零時)或在每月1至28日內(nèi)的整點時刻，其中月末轉(zhuǎn)存的 同時，當(dāng)月的最大需量值應(yīng)自動復(fù)零，其他時刻最大需量值不轉(zhuǎn)存，最大需量也不復(fù)零。本 實施例中，該電能表電源失電后，所有與結(jié)算有關(guān)的數(shù)據(jù)保存時間不少于10年，其它數(shù)據(jù) 保持時間不少于3年。上述主控模塊用于將自身存儲的程序或調(diào)用的程序加載到內(nèi)存，以協(xié)調(diào)與之連接 各模決進行有序地作業(yè)，從而實現(xiàn)該DTZY88型三相智能型電能表的校時、凍結(jié)、抄表、數(shù)據(jù) 存儲及清零、信號輸出及顯示、測量、通信、安全認(rèn)證、報警及事件記錄等功能。而且，該主控 模塊設(shè)有編程接口、編程開關(guān)及編程密碼，以便于管理人員對除用戶購電信息外的其他用 電參數(shù)進行設(shè)置并防止非授權(quán)人員的違法操作。其中，編程開關(guān)采用按鍵式設(shè)計，且只有在 打開封印后方能觸及到編程開關(guān)；而后電能表需先通過編程密碼驗證才能執(zhí)行編程或其他 特殊操作，連續(xù)3次密碼輸入錯誤，電能表將自動關(guān)閉編程功能24小時；在可編程狀態(tài)下， 若240分鐘內(nèi)沒有任何操作，電能表將自動關(guān)閉編程狀態(tài)。本實施例中，該主控模塊在編程 開關(guān)開啟后，如果編程密碼連續(xù)輸入錯誤或預(yù)定時間內(nèi)無操作，則自動關(guān)閉編程狀態(tài)，以此 確保操作的安全性和電能表運行的穩(wěn)定性。本實施例中，上述主控模塊包括事件記錄單元、費控單元和安全單元。上述事件記錄單元，用于在上述計量單元監(jiān)測到當(dāng)前數(shù)據(jù)越限時(包括超出或低 于設(shè)定的限值)，以事件方式記錄當(dāng)前事件；并至少設(shè)有以下子單元子單元一，用于記錄編程總次數(shù)，最近10次編程的時刻、操作者代碼、編程項的數(shù) 據(jù)標(biāo)識；子單元二、用于記錄需量清零的總次數(shù)，最近10次需量清零的時刻、操作者代碼； 本實施例中，所有的清零指令都具有防止非授權(quán)人員操作的安全措施，如硬件編程開關(guān)、操 作密碼或封印管理等；子單元三、用于記錄校時總次數(shù)，最近10次校時的時刻、操作者代碼；子單元四，用于記錄各相失壓的總次數(shù)，最近10次失壓發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及對 應(yīng)的電能量數(shù)據(jù)信息；子單元五，用于記錄各相斷相的總次數(shù)，最近10次斷相發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及對 應(yīng)的電能量數(shù)據(jù)信息；子單元六，用于記錄各相失流的總次數(shù)，最近10次失流發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及對 應(yīng)的電能量數(shù)據(jù)信息；子單元七，用于記錄最近10次電流不平衡發(fā)生、結(jié)束時刻及對應(yīng)的電能量數(shù)據(jù)；[0036]子單元八，用于記錄電壓和/或電流逆相序總次數(shù)，最近10次發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及其對應(yīng)的電能值量數(shù)據(jù)；子單元九，用于記錄開表蓋和/或端鈕蓋的總次數(shù)，最近10次開表蓋事件的發(fā)生、 結(jié)束時刻；子單元十，用于永久記錄電能表清零事件的發(fā)生時刻及清零時的電能量數(shù)據(jù)；子單元十一、用于記錄各相過負(fù)荷總次數(shù)、總時間，最近10次過負(fù)荷的持續(xù)時間；子單元十二，用于記錄掉電的總次數(shù)，最近10次掉電發(fā)生及結(jié)束的時刻；子單元十三，用于記錄全失壓的總次數(shù)，最近10次全失壓發(fā)生時刻、結(jié)束時刻、及 對應(yīng)的電流值?？蛇x的，還可以對上述各子單元記錄的發(fā)生次數(shù)和累計時間進行統(tǒng)計。參考上述各記錄子模塊所記錄的數(shù)據(jù)，維護及管理人員可以據(jù)此進行快速高效的 數(shù)據(jù)維護及管理，有利于提高工作效率。上述費控單元，用于與預(yù)付費模塊交互以實現(xiàn)計費，當(dāng)預(yù)付費模塊內(nèi)剩余金額小 于或等于設(shè)定的報警金額時，發(fā)出報警信號；當(dāng)透支金額低于設(shè)定的透支門限金額時，發(fā)出 斷電信號，使能通斷電模塊跳閘；當(dāng)預(yù)付費模塊接收到有效的續(xù)交電費信息后，迭加電費并 允許通斷電模塊進行合間處理。上述安全單元，用于調(diào)用E-SAM密鑰認(rèn)證模塊進行安全認(rèn)證，以獲取新補的CPU卡 或射頻卡的信息，判斷當(dāng)前輸入購電的介質(zhì)是否為指定的介質(zhì)，如果不是，使能上述告警模 塊輸出告警；以及將當(dāng)前狀態(tài)信息反寫至檢測卡中，以進行安全監(jiān)測。本實施例中，如圖2及圖3所示，上述三相費控智能型電能表設(shè)有直接接入和經(jīng)互 感器接入兩種電流接入方式；使用過程中，上述告警單元還用于當(dāng)電能表運行異常時，輸出 聲或光報警，且主控單元將出錯代碼顯示于顯示模塊之上。上述實施例公開的三相費控智能型電能表，具有電能量計量、數(shù)據(jù)處理、實時監(jiān) 測、自動控制、數(shù)據(jù)顯示、信息交互等功能。具有測量精度高、性能穩(wěn)定、壽命長、功耗低、操 作簡便的特點，優(yōu)于國網(wǎng)最新1.0級三相費控智能型電能表的標(biāo)準(zhǔn)，可廣泛用于電力行業(yè) 的電能計量及遠(yuǎn)程集抄自動化控制領(lǐng)域。以上，僅為本實用新型的較佳實施例，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替 換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求 所界定的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求一種三相費控智能型電能表，其特征在于，包括主控模塊和與其連接的供電模塊、通斷電模塊、時鐘模塊、紅外/485通訊模塊、E-SAM密鑰認(rèn)證模塊、計量模塊、顯示模塊、存儲模塊、預(yù)付費模塊及告警模塊；所述計量模塊包括電能計量單元，用于計量正向有功、反向有功電能及四象限無功電能，且分時段累計存儲總、尖、峰、平、谷有功電能及無功電能，以及分相計量有功電能量；需量計量單元，用于以滑差方式測量雙向最大需量及分時段最大需量；所述主控模塊包括事件記錄單元，用于在所述計量單元監(jiān)測到當(dāng)前數(shù)據(jù)越限時，以事件方式記錄當(dāng)前事件；費控單元，用于與所述預(yù)付費模塊交互以實現(xiàn)計費，當(dāng)預(yù)付費模塊內(nèi)剩余金額小于或等于設(shè)定的報警金額時，發(fā)出報警信號；當(dāng)透支金額低于設(shè)定的透支門限金額時，發(fā)出斷電信號，使能所述通斷電模塊跳閘；當(dāng)預(yù)付費模塊接收到有效的續(xù)交電費信息后，迭加電費并允許所述通斷電模塊進行合閘處理；安全單元，用于調(diào)用E-SAM密鑰認(rèn)證模塊進行安全認(rèn)證，以獲取新補的CPU卡或射頻卡的信息，判斷當(dāng)前輸入購電的介質(zhì)是否為指定的介質(zhì)，如果不是，使能所述告警模塊輸出告警；以及將當(dāng)前狀態(tài)信息反寫至檢測卡中，以進行安全監(jiān)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相費控智能型電能表，其特征在于，所述事件記錄單元包括子單元一，用于記錄編程總次數(shù)，最近10次編程的時刻、操作者代碼、編程項的數(shù)據(jù)標(biāo)識；子單元二、用于記錄需量清零的總次數(shù)，最近10次需量清零的時刻、操作者代碼； 子單元三、用于記錄校時總次數(shù)，最近10次校時的時刻、操作者代碼； 子單元四，用于記錄各相失壓的總次數(shù)，最近10次失壓發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及對應(yīng)的 電能量數(shù)據(jù)信息；子單元五，用于記錄各相斷相的總次數(shù)，最近10次斷相發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及對應(yīng)的 電能量數(shù)據(jù)信息；子單元六，用于記錄各相失流的總次數(shù)，最近10次失流發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及對應(yīng)的 電能量數(shù)據(jù)信息；子單元七，用于記錄最近10次電流不平衡發(fā)生、結(jié)束時刻及對應(yīng)的電能量數(shù)據(jù)； 子單元八，用于記錄電壓和/或電流逆相序總次數(shù)，最近10次發(fā)生時刻、結(jié)束時刻及其 對應(yīng)的電能值量數(shù)據(jù)；子單元九，用于記錄開表蓋和/或端鈕蓋的總次數(shù)，最近10次開表蓋事件的發(fā)生、結(jié)束 時刻；子單元十，用于永久記錄電能表清零事件的發(fā)生時刻及清零時的電能量數(shù)據(jù)； 子單元十一、用于記錄各相過負(fù)荷總次數(shù)、總時間，最近10次過負(fù)荷的持續(xù)時間； 子單元十二，用于記錄掉電的總次數(shù)，最近10次掉電發(fā)生及結(jié)束的時刻； 子單元十三，用于記錄全失壓的總次數(shù)，最近10次全失壓發(fā)生時刻、結(jié)束時刻、及對應(yīng) 的電流值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三相費控智能型電能表，其特征在于，所述紅外/485通 訊模塊置有1個紅外通信接口和2個RS485通信接口，且所述紅外通信接口與RS485通信 接口的物理層獨立。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三相費控智能型電能表，其特征在于，所述三相費控智能型 電能表還設(shè)有光電隔離模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三相費控智能型電能表，其特征在于，所述三相費控智能 型電能表設(shè)有直接接入和經(jīng)互感器接入兩種電流接入方式。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的三相費控智能型電能表，其特征在于，所述告警單元還用 于當(dāng)所述電能表運行異常時，輸出聲或光報警，且所述主控單元將出錯代碼顯示于所述顯 示模塊之上。
專利摘要本實用新型公開一種三相費控智能型電能表，以擴展現(xiàn)有的三相費控智能型電能表的功能，使之優(yōu)于國網(wǎng)最新1.0級三相費控智能型電能表的標(biāo)準(zhǔn)。該三相費控智能型電能表包括主控模塊和與其連接的供電模塊、時鐘模塊、E-SAM密鑰認(rèn)證模塊、顯示模塊、紅外/485通訊模塊、通斷電模塊、存儲模塊、計量模塊、預(yù)付費模塊及告警模塊；所述計量模塊設(shè)有電能計量單元和需量計量單元，所述主控模塊設(shè)有事件記錄單元、費控單元和安全單元。
文檔編號G07F15/06GK201576033SQ200920350389
公開日2010年9月8日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者于立華, 周興濤, 王東山, 王化芬, 王立峰, 胡昌盛, 邢家武, 鄭立志, 陳國第, 龔阿世 申請人:北京博納電氣有限公司