具備過載保護的三相四線制電能計量計的製作方法
2023-12-11 12:34:37
專利名稱：具備過載保護的三相四線制電能計量計的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種住宅小區中使用的電能計量計，特別是一種具備過載保護的三相四線 制電能計量計。
背景技術：
目前，在住宅小區中人們開始大量的使用家用電器，家用電器均為單相用電，在某些 特定的時間段家用電器的高負荷用電，使電源的三相負載嚴重不平衡，極易造成零線電流 過大而燒斷，因此造成用電壓由220V的線路電壓瞬間變成380V的高電壓，致使該電網 中的各種電器因電源電壓過高而燒毀。
過壓原因外電源是以三相四線方式供電，設L1、 L2、 L3均為相線，佔用3條線，N 為零線佔用一條線，共四條線，相線與零線之間的線電壓為220V，相線與相線之間的相 電壓為380V。按接線要求，Ll、 L2、 L3三條相線可以接開關、保險絲等，零線上不能接 開關或保險絲。
a、 當三相用電時，即平衡用電時，在零線上沒有電壓、沒有電流，即流過零線的電 流之合為O，所以三相電使用平衡時，如使用三相馬達時與零線沒有關係。
b、 當單相用電時，用一條相線與零線組成單相電源220V，在外電源零線是通的，在 末端單相用電中使用開關K1 、、 K2 、、 K3 、斷開相線是合理的。即斷K1 、，負載R1與 Ll斷開，R1與L2、 L3都不會組成迴路，Rl處於零電位或地電位。若Kl斷開，負載Rl 與公共零或地斷開，R1與L2、 L3雖不能組成迴路，但在帶接地的設備供電線路中，負載 Rl將處於浮動狀態，即處於相電壓380V或對地構在相電壓380V，這是危險的，因此在 負載供電線路中開關斷零線是不安全的。在相線、零線雙斷開關供電中，因開關故障只斷 了零線而沒有斷開相線是危險的，處在零線關斷的狀態時，線路中的用電器，電阻大的降 壓大，最先被燒毀，這樣瞬間就會燒毀大量的用電器。電網三相供電不平衡的問題總是存 在，嚴重的三相不平衡供電會形成零線電流過大而燒斷。
發明內容
本發明的目的是要提供一種在三相四線制供電的住宅區，零線斷路也不會燒壞用電 器的具備過載保護的三相四線制電能計量計。
本發明的目的是這樣實現的該電能計量計包括中央控制器、顯示器、電壓比較器、 斷路控制器、流量檢測器、抄表控制模塊和電源，電壓比較器與中央控制器連接，流量檢 測器同時與中央控制器和抄表控制模塊連接，中央控制器同時與顯示器、抄表控制模塊和
斷路空制器連接，電源與中央控制器、電壓比較器、斷路控制器、流量檢測器和抄表控制 模塊連接。
所述的中央控制器包括有CPU (DIP28)、三極體(N2)、 (N3)、 (Pl)、 (P6)、集成電 路(DIP8)和電阻，三極體(Pl)與光電耦合器和CPU連接，三極(Pl)的發射極與電阻連接，CPU的18腳、19腳和20腳分別與三極體(N3)、 (N2)和(P6)連接，三極體(N3)、 (N2)和(P6)輸出與斷路控制器連接，CPU的6腳、7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、 12腳、13腳、15腳和16腳與抄表控制模塊連接，14腳與電壓比較器連接；22腳、24腳 和25腳分別與集成電路(DIP8)的4腳、2腳和1腳連接。
所述的電壓比較器包有集成電路393和電阻，電阻組成電阻橋電路，集成電路的2腳 和3腳連接，集成電路的l腳通過電阻與中央控制器連接。
所述的斷路控制器包括有三極體(P2)、 (P3)、 (P4)、 (P5)、繼電器和可控矽，三極 管與中央控制器連接，二極體的輸出端構成橋路，繼電器和可控矽連接在三極體構成的在 路的中間。
所述的流量檢測器包括有集成電路(DIP24)，集成電路的2腳、5腳、8腳、10腳、 17腳、19腳、20腳和22腳與中央控制器的CPU對應連接。
所述的抄表控制模塊包括有集成電路(DIP25)、光電耦合器(01) (03)和電阻、電 容，集成電路的l腳、2腳、3腳和13腳、14腳、15腳、16腳、21腳及19腳分別與光 電耦合器連接，光電耦合器與抄表控制模塊連接，4腳、5腳與電阻橋連接，6腳、7腳、 8腳、9腳、10腳、11腳、12腳和13腳通過電阻和電容與信號輸端連接。
所述的電源包括整流橋、電容和穩壓集成電路，有二路電源， 一路由電源變壓器、電 容和穩壓集成電路連接構成， 一路由電容、電阻、二極體和穩壓集成電路連接構成。
有益效果由於採用了上述方案，流量檢測器和電壓比較器將檢拾到的信號送至中央 處理器，中央控制器實時監控電壓比較器給出的電壓比較信號，當電壓高出設定電壓時， 給斷路控制器擇指令，斷路控制器工作，切斷火線；流量檢測器的信號經中央控制器處理 後，同時有二個用處， 一是用於檢測通過電錶電流的流量，通過顯示器對用電量進行計量 顯示，二是送到抄表控制模塊，用於自動抄表控制，電源給所有的單元供電，在三相四線 制供電的住宅區，零線斷路也不會燒壞用電器，達到了本發明的目的。
優點住宅小區三相四線漏電斷路器零線斷路保護系統，在電能計量的配電線路中，
對電能計量表設置過壓保護功能，在進戶配電箱總斷路器設置有過壓保護的兩極兩線漏電 斷路器，超出預置整定範圍能自動斷電。當電壓恢復到預置整定範圍，能夠在預置設定的 間隔時間內自動恢復供電，加上電路中原有的漏(觸)電、過載、短路等保護功能，避免
了過電壓和頻繁停、送電對用電器造成的損壞，保證了用電器的安全用電；該電能計量計 具有良好的工藝性，工作安全可靠，使用方便，製作選材合理，成木低廉，符合標準化要 求，應用範圍廣，有實用價值。
圖1為本發明的方框結構圖。 圖2為發明的電路原理圖。
具體實施例方式
實施例l:該電能計量計包括中央控制器、顯示器、電壓比較器、斷路控制器、流量
檢測器、抄表控制模塊和電源，電壓比較器與中央控制器連接，流量檢測器同時與中央控 制器和抄表控制模塊連接，中央控制器同時與顯示器、抄表控制模塊和斷路空制器連接，電源與中央控制器、電壓比較器、斷路控制器、流量檢測器和抄表控制模塊連接。
所述的中央控制器包括有CPU DIP28、三極體N2、 N3、 Pl、 P6、集成電路DIP8和電 阻，三極體P1與光電耦合器和CPU連接，三極P1的發射極與電阻連接，CPU的18腳、 19腳和20腳分別與三極體N3、 N2和P6連接，三極體N3、 N2和P6輸出與斷路控制器連 接，CPU的6腳、7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、13腳、15腳和16腳與抄表控 制模塊連接，14腳與電壓比較器連接；22腳、24腳和25腳分別與集成電路DIP8的4腳、 2膽P和1腳連接。
所述的電壓比較器包有集成電路393和電阻，電阻組成電阻橋電路，集成電路的2腳 和3腳連接，集成電路的1腳通過電阻與中央控制器連接。
所述的斷路控制器包括有三極體P2、 P3、 P4、 P5、繼電器和可控矽，三極體與中央 控制器連接，三極體的輸出端構成橋路，繼電器和可控矽連接在三極體構成的在路的中間。
所述的流量檢測器包括有集成電路DIP24，集成電路的2腳、5腳、8腳、10腳、17 腳、19腳、20腳和22腳與中央控制器的CPU對應連接。
所述的抄表控制模塊包括有集成電路DIP25、光電耦合器Ol、 03和電阻、電容，集 成電路的1腳、2腳、3腳和13腳、14腳、15腳、16腳、21腳及19腳分別與光電耦合 器連接，光電耦合器與抄表控制模塊連接，4腳、5腳與電阻橋連接，6腳、7腳、8腳、 9腳、IO腳、ll腳、12腳和13腳通過電阻和電容與信號輸端連接。
所述的電源包括整流橋、電容和穩壓集成電路，有二路電源， 一路由電源變壓器、電 容和穩壓集成電路連接構成， 一路由電容、電阻、二極體和穩壓集成電路連接構成。
本發明實施例中使用的CPU的型號為PIC16C57;流量檢測器中使用的集成電路DIP24 的型號為AD7755;抄表控制模塊中使用的集成電路DIP25的型號為E40301。
權利要求
1. 一種具備過載保護的三相四線制電能計量計，其特徵是該電能計量計包括中央控制器、顯示器、電壓比較器、斷路控制器、流量檢測器、抄表控制模塊和電源，電壓比較器與中央控制器連接，流量檢測器同時與中央控制器和抄表控制模塊連接，中央控制器同時與顯示器、抄表控制模塊和斷路空制器連接，電源與中央控制器、電壓比較器、斷路控制器、流量檢測器和抄表控制模塊連接。
2、 根據權利要求1所述的具備過載保護的三相四線制電能計量計，其特徵是所述的中央控制器包括有CPU (DIP28)、三極體(N2)、 (N3)、 (Pl)、 (P6)、集成電路(DIP8) 和電阻，三極體(Pl)與光電耦合器和CPU連接，三極(Pl)的發射極與電阻連接，CPU 的18腳、19腳和20腳分別與三極體(N3)、 (N2)和(P6)連接，三極體(N3)、 (N2) 和(P6)輸出與斷路控制器連接，CPU的6腳、7腳、8腳、9腳、10腳、11腳、12腳、 13腳、15腳和16腳與抄表控制模塊連接，14腳與電壓比較器連接；22腳、24腳和25 腳分別與集成電路(DIP8)的4腳、2腳和1腳連接。
3、 根據權利要求1所述的具備過載保護的三相四線制電能計量計，其特徵是所述 的電壓比較器包有集成電路393和電阻，電阻組成電阻橋電路，集成電路的2腳和3腳連 接，集成電路的1腳通過電阻與中央控制器連接。
4、 根據權利要求1所述的具備過載保護的三相四線制電能計量計，其特徵是所述 的斷路控制器包括有三極體(P2)、 (P3)、 (P4)、 (P5)、繼電器和可控矽，三極體與中央 控制器連接，三極體的輸出端構成橋路，繼電器和可控矽連接在三極體構成的在路的中間。
5、 根據權利要求1所述的具備過載保護的三相四線制電能計量計，其特徵是所述 的流量檢測器包括有集成電路(DIP24)，集成電路的2腳、5腳、8腳、10腳、17腳、19 腳、20腳和22腳與中央控制器的CPU對應連接。
6、 根據權利要求1所述的具備過載保護的三相四線制電能計量計，其特徵是所述 的抄表控制模塊包括有集成電路(DIP25)、光電耦合器(01) (03)和電阻、電容，集成 電路的1腳、2腳、3膽P禾ni3腳、14腳、15腳、16腳、21腳及19腳分別與光電耦合器 連接，光電耦合器與抄表控制模塊連接，4腳、5腳與電阻橋連接，6腳、7腳、8腳、9 腳、10腳、ll展卩、12腳和13腳通過電阻和電容與信號輸端連接。
7、 根據權利要求1所述的具備過載保護的三相四線制電能計量計，其特徵是所述 的電源包括整流橋、電容和穩壓集成電路，有二路電源， 一路由電源變壓器、電容和穩壓 集成電路連接構成， 一路由電容、電阻、二極體和穩壓集成電路連接構成。
全文摘要
一種具備過載保護的三相四線制電能計量計，屬於電能計量計。該電能計量計的電壓比較器與中央控制器連接，流量檢測器同時與中央控制器和抄表控制模塊連接，中央控制器同時與顯示器、抄表控制模塊和斷路空制器連接，電源與中央控制器、電壓比較器、斷路控制器、流量檢測器和抄表控制模塊連接。優點電能計量的配電線路中，對電能計量表設置過壓保護功能，在進戶配電箱總斷路器設置有過壓保護的兩極兩線漏電斷路器，超出預置整定範圍能自動斷電；能夠在預置設定的間隔時間內自動恢復供電，保證了用電器的安全用電；該電能計量計具有良好的工藝性，工作安全可靠，使用方便，製作選材合理，成本低廉，應用範圍廣。
文檔編號H02H3/20GK101294994SQ20081004998
公開日2008年10月29日 申請日期2008年6月5日 優先權日2008年6月5日
發明者杜兆興, 棟 肖, 豔 肖, 肖炳江 申請人:杜兆興