電子式有無功組合三相四線制電能表的製作方法
2024-04-06 19:55:05
專利名稱：電子式有無功組合三相四線制電能表的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三相四線制(3×220/380V)供電線路電能計量儀表。
背景技術：
目前，在三相四線制供電線路電能計量儀表中，有三相有功電能表、三相無功電能表、三相有功和無功電能表。而在三相四線制供電線路有的用戶要求計量A、B、C分相的有功電能和三相總無功電能。這時用戶在市場上就找不到適合他們應用的電能表，不得不採用三個單相電能表或其他方式來達到他們的要求，給用戶的安裝和經濟方面都帶來很多麻煩。為此本申請人曾申請了此類電能表實用新型專利(專利申請號為200420031144.5)經實際使用受到了好評，但仍有需改進的地方。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種新的組合結構的表體及三相四線電能計量解決方案集計量A、B、C分相有功、三相總無功於一體的電能表。且採用一片有無功電能計量晶片和一片微處理器來實現該電能計量。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的電子式有無功組合三相四線制電能表由表體、控制部件及計度顯示器組成，表體正面的表殼部位，設置有液晶顯示器或計度顯示器，斷相指示燈、相序指示燈、校表指示燈、標牌及鉛封。表體內控制板上聯接有電阻網絡與電流互感器分別與計量晶片相接，晶片並與微處理器相接，微處理器聯接在液晶顯示器或計度顯示器上。
圖1為表體產品的結構組合示意圖；圖2為本產品控制部件構成的框架聯接示意圖。
具體實施方式
如圖1所示表體呈方盒狀，表殼(1)的正面上部設置有計度顯示器(2)，正面的兩側分別設有標牌(6)及斷相指示燈(3)，相序指示燈(4)，校表指示燈(5)來反映表的運行狀態，在下部還設有鉛封(7)。
其控制部份的聯接形式如圖2所示的設計方案本實用新型對線路電能的計量是通過對電網的功率進行計算，並對功率隨時間累加，便得到電量值。基於以上理論，採用專用電能計量晶片SA9904。對電網的電壓、電流經過電路的處理採樣後，進入計量晶片SA9904對電能計量。即用一片三相電能計量晶片和一片微處理器。實現三相四線制的電網分相有功、合相總無功電能計量。
三相四線的電壓、電流信號經接線端子進入表內。三相電壓信號通過壓敏電阻保護，防止電網的各種過電壓進入表內，通過鐵氧體磁珠、瓷片電容濾波，對電網的高次諧波進行過濾，消除高頻噪聲對電路的幹擾。經過上述措施處理過的電壓信號，通過電阻網絡的分壓，電阻網絡由三個固定電阻、九個二進位的可短接的電阻、一個採樣電阻(並聯兩個電容用來補償電壓信號相位的變化)。通過三個電阻網絡，三相電網電壓降為三個採樣電阻上的十四伏的電壓信號，通過1M的電阻，進入電能計量晶片SA9904。
三相四線三相電網電流信號通過三個專用的電能表電流互感器，在電流互感器的二次側串接一個採樣電阻，採樣電阻上取得小電壓信號，通過兩個電阻進入電能計量晶片SA9904。
計量晶片SA9904獲取了A、B、C相電壓、電流採樣信號。計量晶片SA9904對電網消耗的有功及無功電能進行計量，同時將計量數據存儲在本身的寄存器中，等待微處理器讀取。微處理器通過對計量晶片SA9904的SPI接口將有功、無功電能讀出並存儲在自身的寄存器中。微處理器對讀取的電量進行計算，驅動A、B、C分相有功電能及三相總無功電能計度器，對電能顯示；同時輸出相應電能的校表脈衝，對輸出的電能進行校準；斷相指示A、B、C三相中任意一相或兩相斷相，相應的指示燈點亮；相序錯誤指示A、B、C三相電壓輸入為逆相序時，該指示燈點亮；具有反向正計功能，能夠精確地測量正、負兩個方向的有功功率及無功功率，且以同一方向累計電能；耐壓高，在1.9Un下電錶連續工作四小時不損害。
電源供電系統，通過三個變壓器將各相電源分別整流濾波，穩壓輸出供系統用。這樣可以保證任意一相有電時，系統都能正常工作。有兩路直流電源數字系統電源和模擬系統電源。電源系統將數字系統電源和模擬系統電源分開工作，防止數位訊號和模擬信號互相干擾。
主要元器件、電子器件說明1、計量晶片SA9904電能計量晶片採用南非SAMES公司的專用電能計量晶片SA9904。雙向有無功電能計量包含與微處理器接口SPI；包含電流與電壓信號的AD採樣器；內部ESD保護；符合IEC61036；全功耗低於60mW；寬溫度工作範圍。
2、微處理器PIC16F873採用美國Microchip公司的高速、低功率的8位微處理器PIC16F873。
3、電解電容本實用新型所有的電解電容均採用日本紅寶石YXF系列。具有長壽命、高可靠性的優點。
4、晶振計量晶片的晶振採用軍品級的3.579545MHz。
5、電源變壓器電源變壓器滿足如下技術要求正常工作電壓範圍220V-20％～220V+20％、頻率50Hz。
極限工作電壓範圍175V～418V(交流)、418V工作四小時溫升不應超過40度。
絕緣要求交流2000V。
效率大於70％。
6、電流互感器採用哈爾濱三達德電能表專用電流互感器，0.1級的精密電能表專用電流互感器。
本實用新型的有益效果是用戶需要計量三相四線分相有功、合相無功電能時，使用本實用新型便可滿足用戶的要求，避免用戶安裝多塊單相電能表的弊端。
權利要求1.電子式有無功組合三相四線制電能表，由表體、控制部件及計度顯示器組成，其特徵在於表體正面的表殼(1)部位，設置有液晶顯示器或計度顯示器(2)、斷相指示燈(3)、相序指示燈(4)、校表指示燈(5)、標牌(6)及鉛封(7)；表體內控制板上聯接有電阻網絡與電流互感器分別與計量晶片相接，晶片並與微處理器相接，微處理器聯接在液晶顯示器或計度顯示器上。
專利摘要本實用新型涉及一種三相四線制(3×220/380V)供電線路電能計量儀表。由表體、控制部件及計度顯示器組成，表體正面的表殼(1)部位，設置有液晶顯示器或計度顯示器(2)，斷相指示燈(3)、相序指示燈(4)、校表指示燈(5)、標牌(6)及鉛封(7)。表體內控制板上聯接有電阻網絡與電流互感器分別與計量晶片相接，晶片並與微處理器相接，微處理器聯接在液晶顯示器或計度顯示器上。
文檔編號G01R11/00GK2699307SQ20042003175
公開日2005年5月11日 申請日期2004年5月27日 優先權日2004年5月27日
發明者吳沛峰 申請人:吳沛峰