電力計量監視記錄儀的製作方法
2023-05-04 09:07:41 1
專利名稱：電力計量監視記錄儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電力計量設備，具體說是涉及一種能夠準確監視終端電力變壓器上電力計量箱的運行狀況並記錄異常電損的時段和電量，為電力部門提供準確、科學管理依據的電力計量監視記錄儀。
背景技術：
隨著我國政治、經濟制度改革的不斷深化，電力已作為一種特殊的商品進入市場，但隨之而來的供、用電之間矛盾也有所加劇。據有關雜誌報導，由此而引發的糾紛屢見不鮮，但有相當數量的糾紛是以電力部門敗訴而告終。就其主要原因大部分在於沒有準確可信的異常電損時段和竊電電量證據。
發明內容本實用新型的目的正是針對上述現有技術中所存在的問題而設計一種能夠準確監視終端電力變壓器上電力計量箱的運行狀況並記錄異常電損的時段和電量，為電力部門提供準確而科學管理依據的電力計量監視記錄儀。
本實用新型的電力計量監視記錄儀包括計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III、霍爾元件三相電流取樣電路IV、電源電路V、標準時鐘電路VI、A/D轉換器VII、信號整形電路VIII、單片機IX、IC卡卡口X、信息儲存器XI、指示燈XII；其中計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III經由信號整形電路VIII分別接入單片機IX的相應I/O口；霍爾元件三相電流取樣電路IV通過A/D轉換器VII接入單片機IX的相應數位訊號輸入接口；所述標準時鐘電路VI和指示燈XII分別連接在單片機IX相應接口；所述IC卡卡口X和信息儲存器XI分別連接在單片機IX的相應數據信號接口。
本實用新型中所述信息儲存器XI為可擦可讀存儲器(93C56)；所述單片機IX的型號為AT89C52。
本實用新型的工作原理如下計量箱門狀態光電取樣電路是由一套光電裝置組成，它用於監視計量箱箱門的開關狀態，當箱門處於閉合狀態時，電路輸出「1」，經與非門兩次整形後仍為「1」，輸入單片機I/O口P4腳，若箱門處於開啟狀態，電路輸出為「0」，兩次經與非門整形後仍為「0」，輸入單片機I/O口P4腳。所述相位波形識別電路從A、B、C三相交流電220V中獲取信號，當此三項正常供電時，PT-3-240/3中無輸出，此時光電耦合器輸出為「1」，經與非門兩次整形後仍為「1」。當A、B、C三相電壓或其波形發生變化並超出額定範圍時，PT-3-240/3輸出3V電壓，經二極體整流後供給GO，二極體發射紅外光使接收管導通輸出為「0」，經與非門兩次整形後仍為「0」，輸入單片機I/O口P5腳。其中電錶脈衝取樣電路有兩對光電傳感器組成，當電度錶盤正常轉動一周時，該電路輸出邏輯為11，01，00，10，11……，當電度錶盤處於反轉狀態時，該電路輸出邏輯為11，10，00，01，11……。此雙信號各經一與非門反相後，分別輸入至單片機I/O口P13、P14腳，供單片機分析判斷。霍爾元件三相電流取樣電路包括三隻YDG-HSD-5霍爾電流傳感器，分別連接在電源變壓器A、B、C相輸出絕緣端子上，它正比於母線上電流的大小輸出在0～5V之間，隨母線電流變化，經三隻A/D轉化器將模擬信號轉換成數位訊號，輸給單片機，供單片機進行運算。所述標準時鐘電路為單片機提供需要的標準時間信號。單片機由前面取樣電路獲取的信號按照自身的程序加以邏輯判斷，並對從霍爾元件電流取樣電路經A/D轉換的數位訊號進行運算，來和電度表脈衝取樣電路取得的VAt/r值進行比較，以確定計量裝置是否工作在正常狀態，若發現為異常狀態，則通知輸入異常用電的起始時間，並運算異常用電的VAt值，直至異常狀態停止，輸入停止時間，將累計VAt值與錶盤轉動脈衝前存儲的標準值相除得出用電度數，若錶盤正轉，則減去相應記錄的度數，若反轉，則加上反轉相應的度數，即為非計量用電存入E2PRO/n中，以備查詢。信息儲存器為可擦可讀存儲器(93C56)，當單片機通知存儲時，該電路按不同的區域存入相關的信息，當單片機通知讀出時，93C56將存儲的信息讀出，寫入IC卡中。IC卡是儀器和微機管理之間的信息橋梁，它將儀器保存的電力計量裝置運行的信息從IC卡卡口讀入，到微機管理處在與微機通過RS232接口相連的讀卡器中刷卡，將信息輸入到微機的系統管理軟體資料庫中，已備管理人員查詢。指示燈分為電源指示和讀寫指示，正常讀寫時指示燈閃爍一下。電源電路為整臺儀器提供正負13V-15V電源。
本實用新型的電力計量監視記錄儀能夠準確監視終端電力變壓器上電力計量箱的運行狀況並記錄異常電損的時段和電量，可為電力部門提供準確而科學管理依據，具有良好的推廣應用前景。
圖1是本實用新型的外形結構圖。
圖中1是殼體，2是IC卡卡口，3是電源指示燈，4是讀寫指示燈。
圖2是本實用新型的原理框圖。
圖3是本實用新型的電路原理圖。
圖4是相位波形識別電路圖和電源電路的電路原理圖。
圖5是電錶脈衝取樣電路的電路原理圖。
圖6是門狀態判斷電路的電路原理圖。
圖7是霍爾元件三相電流取樣電路的電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型以下將結合實施例(附圖)作進一步描述如圖2所示，本實用新型電力計量監視記錄儀包括計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III、霍爾元件三相電流取樣電路IV、電源電路V、標準時鐘電路VI、A/D轉換器VII、信號整形電路VIII、單片機IX(AT89C52)、IC卡卡口X、信息儲存器XI(可擦可讀存儲器93C56)、指示燈XII；其中計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III經由信號整形電路VIII分別接入單片機IX的相應I/O口；霍爾元件三相電流取樣電路IV通過A/D轉換器VII接入單片機IX的相應數位訊號輸入接口；所述標準時鐘電路VI和指示燈XII分別連接在單片機IX相應接口；所述IC卡卡口X和信息儲存器XI分別連接在單片機IX的相應數據信號接口。
如圖3、4、5、6、7所示，本實用新型中的計量箱門狀態光電取樣電路是由一套紅外光電發射、接收組合器件組成，它用於監視計量箱箱門的開關狀態，當箱門處於閉合狀態時，電路輸出「1」，經與非門兩次整形後仍為「1」，輸入單片機I/O口P4腳，判斷為「正常」；若箱門處於開啟狀態，電路輸出為「0」，兩次經與非門整形後仍為「0」，輸入單片機I/O口P4腳，判斷為「異常」；則通知記錄下當時的年、月、日、時、分。
所述相位波形識別電路從A、B、C三相接入PT-3-240/3型三相位電壓互感器，當此三項正常供電時，PT-3-240/3中無輸出，此時光電耦合器輸出為「1」，經與非門兩次整形後仍為「1」，單片機判斷為「正常」；當A、B、C三相電壓或其波形發生變化並超出額定範圍時，PT-3-240/3輸出3V電壓，經二極體整流後供給GO，發光二極體發射紅外光，使接收管導通輸出為「0」，經與非門兩次整形後仍為「0」，輸入單片機I/O口P5腳，單片機判斷為「異常」，則通知記錄下當時的年、月、日、時、分，並開始運算異常電量。
本實用新型中的電錶脈衝取樣電路有兩對光電傳感器組成(該電路適用於機械式轉盤表，若採用電子式或機電一體化電錶，則可省去該電路，直接從接口出去的脈衝信號)，當電度錶盤正常轉動一周時，該電路輸出邏輯為11，01，00，10，11……，當電度錶盤處於反轉狀態時，該電路輸出邏輯為11，10，00，01，11……。此雙信號各經一與非門反相後，分別輸入至單片機I/O口P13、P14腳，供單片機分析判斷。為防止雙重計量引發供、用雙方發生爭議，儀器在安裝之初正常用電的情況下，由單片機計算出電度錶盤每轉一圈所對應的Vat值，作為標準值存儲，以後錶盤每轉一圈即與霍爾元件三相電流取樣電路所取得的Vat值相比較，若在正常的範圍內即視為「正常」，若Vat值超出範圍，即為「異常」，則單片機指令記錄開始時間並運算出ΔVat的累計值。
霍爾元件三相電流取樣電路包括三隻YDG-HSD-5霍爾電流傳感器，分別連接在電源變壓器的二次端子處，採集A、B、C三相中的線電流，它正比於母線上電流的大小輸出在0～5V之間，隨母線電流變化，經三隻A/D(TC1549)轉化器將模擬信號轉換成數位訊號，輸給單片機，供單片機進行運算，不斷地計算(IA+IB+IC)Vt線值，並與在先存入Vat值相比較，以確定是否處於正常工作狀態。
所述標準時鐘電路為單片機提供需要的標準時間信號，採用1302標準時鐘電路給單片機提供時間信號，並有備用電池(3.6V)以防停電，電路在外電源有電時可自動給備用電池充電。
本實用新型中所採用的單片機為AT89C52，片內集有8K字節的電擦除閃速存儲器(F1ASHROM)，它由前面取樣電路獲取的信號按照自身的程序加以邏輯判斷，並對從霍爾元件電流取樣電路經A/D轉換的數位訊號進行運算，來和電度表脈衝取樣電路取得的VAt/r值進行比較，以確定計量裝置是否工作在正常狀態，若發現為異常狀態，則通知輸入異常用電的起始時間，並運算異常用電的VAt值，直至異常狀態停止，輸入停止時間，將累計VAt值與錶盤轉動脈衝前存儲的標準值相除得出用電度數，若錶盤正轉，則減去相應記錄的度數，若反轉，則加上反轉相應的度數，即為非計量用電存入E2PRO/n中，以備查詢。
信息儲存器為可擦可讀存儲器(93C56)，當單片機通知存儲時，該電路按不同的區域存入相關的信息，當單片機通知讀出時，93C56將存儲的信息讀出，寫入IC卡中。IC卡是儀器和微機管理之間的信息橋梁，它將儀器保存的電力計量裝置運行的信息從IC卡卡口讀入，到微機管理處在與微機通過RS232接口相連的讀卡器中刷卡，將信息輸入到微機的系統管理軟體資料庫中，已備管理人員查詢。
指示燈分為電源指示和讀寫指示，正常讀寫時指示燈閃爍一下。電源電路為整臺儀器提供正負13V-15V電源。
權利要求1.一種電力計量監視記錄儀，其特徵在於它包括計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III、霍爾元件三相電流取樣電路IV、電源電路V、標準時鐘電路VI、A/D轉換器VII、信號整形電路VIII、單片機IX、IC卡卡口X、信息儲存器XI、指示燈XII；其中計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III經由信號整形電路VIII分別接入單片機IX的相應I/O口；霍爾元件三相電流取樣電路IV通過A/D轉換器VII接入單片機IX的相應數位訊號輸入接口；所述標準時鐘電路VI和指示燈XII分別連接在單片機IX相應接口；所述IC卡卡口X和信息儲存器XI分別連接在單片機IX的相應數據信號接口。
2.根據權利要求1所述的電力計量監視記錄儀，其特徵在於所述信息儲存器XI為可擦可讀存儲器(93C56)。
3.根據權利要求1所述的電力計量監視記錄儀，其特徵在於所述單片機IX的型號為AT89C52。
專利摘要一種電力計量監視記錄儀，其特徵在於它包括計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III、霍爾元件三相電流取樣電路IV、電源電路V、標準時鐘電路VI、A/D轉換器VII、信號整形電路VIII、單片機IX、IC卡卡口X、信息儲存器XI、指示燈XII；其中計量箱門狀態光電取樣電路I、相位波形識別電路II、電錶脈衝取樣電路III經由信號整形電路VIII分別接入單片機IX的相應I/O口；霍爾元件三相電流取樣電路IV通過A/D轉換器VII接入單片機IX的相應數位訊號輸入接口；所述標準時鐘電路VI和指示燈XII分別連接在單片機IX相應接口；所述IC卡卡口X和信息儲存器XI分別連接在單片機IX的相應數據信號接口。
文檔編號G01R35/00GK2612958SQ0324567
公開日2004年4月21日 申請日期2003年4月11日 優先權日2003年4月11日
發明者孟慶玉, 李中勇, 孟軍 申請人:李中勇