专利名称：三相多功能电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种三相电路使用的具有存贮、传输等多项功能的电能表。
技术背景
随着电业的发展，单单的普通三相表预付费、复费率等已经不能满足电 业部门的需求，为了适应和发展需要逐步在普通的三相表附加了新的内容， 三相电子式多功能电能表主要针对国内市场三相用电的工业用户。随着电力 行业改革深入，工业三相用电对多功能电能表的需求大量增加。目前国内多 功能表种类少、价格较高、功能不完善，往往仅是针对某些地区的特定要求开 发，缺乏通用性，某些产品未能完全达到国标的要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种精度高、功能多、无磨损、寿命长，釆用 先进数字信号处理技术及微电子技术，能精确测量三相电压、电流、频率、 有功、无功功率、功率因数等电参数的智能化电度表。
本实用新型的目的是这样实现的
三相多功能电能表，其组成包括外壳及装在其中的电源电路，所述的 外壳中还装有电压、电流经取样电路，所述的取样电路与专用电能芯片相连 接，通过专用电能芯片转化为数字信号送到单片机，所述的单片机的串行接 口将处理后的数据读出，通过电路将各项数据传输到显示器显示并通过通讯 口传输，所述的单片机中具有完成运行参数的监测，记录存储各种数据的存 贮器。
所述的三相多功能电能表，所述的专用电能芯片采用珠海炬力的电能芯 片ATT7026A。
所述的三相多功能电能表，所述的通讯接口为两个RS勒5接口和一个红 外通讯接口。
这个技术方案有以下有益效果-
1. 2003年以来，也就是中国的城市和农村电网进行大规模改造、建设之 后，电力系统对三相多功能表的需求量迅速增长，2004年产量估计约70万 台。与传统的机械表相比，采用电子计量原理的三相多功能表，具有高精度、 多参数测量、谐波功率电能计量等优势。从总体评价，三相多功能表还足稳 态电力负荷计量产品，由于其应用领域扩大，电力系统对电表不断提出新的 技术要求。
2. 本产品是一种精度高、功能多、无磨损、寿命长的智能化电度表，它 采用先进数字信号处理技术及微电子技术，能精确测量li相电压、电流、频 率、有功、无功功率、功率因数等电参数，同时还具有正/反向有功电能计量、 感性/容性无功电能计量、分时计量、事件记录、数据远传、红外抄表等功能。 近年来，随着半导体芯片工业的迅猛发展、电子元器件性能的不断提高，电 子式多功能电表的性价比及可靠性越来越高，受到各供电企业的欢迎，卜l前 在关LJ、变电站、大用户等计量点都普遍安装了电子式多功能表。
国产电子式三相多功能表技术开发起步较晚，近几年，汴重吸收国际计 量技术与管理经验，强化自主开发，取得了许多新的技术成果.
2.本产品的电能部分使用了珠海炬力的电能芯片ATT7026A，比较完善的 记录了各象限的电能，也使该三相多功能表适应了更多的电力场合。
1)分时计量正、反向有功电能(有功计量方式可设置)，并存储当前、上 月、上上月数据；
2)分时计量正、反向无功电能(无功计量方式可设置成任意象限累加和)， 并存储当前、上月、上上月数据；
3) 计量有功总电能、无功总电能，并存储当前、上月、上上月数据；
4) 分时计量四象限无功电能，并存储当前、上月、上上月数据；
5) 分时计量正、反向有功最大需量及发生时间，并存储当前、上月、上 上月数据；
6) 分时计量正、反向无功最大需量及发生时间，并存储当前、上月、上 上月数据；
7) 最大需量周期5、 10、 15、 30、 60分钟可选。
3.本产品的其它功能介绍如下 复费率功能
1)可编程4种费率，12个时段，5个日时段表，4个时区，12个公共假
日及春节三天；
2)具有备用时段功能在执行当前费率、时段状态下，可设置预存第二套
费率、时段，能设置自动转换时间，并保存自动转换时的底码(包括正、
反有功，正、反无功总及各费率电量)；
3)外置时钟芯片具有日历、计时和周年自动切换功能，同时具备温度补 偿功能。 显示功能
1) 液晶显示，在—3(TC +55"C温度范围内能清晰显示；
2) 具有参数自动轮显功能，轮显的参数及时间、顺序可任意设置；
3) 具有按键显示功能，显示内容及顺序可任意设置；
4) 用遥控器可查看任意一项数据内容；
5) 具有背光功能，通过遥控器或按键操作点亮背光，停电唤醒时背光是 否被激活可设置；
6) 每分种自动显示自检信息码功能。 通讯功能
1) 电表具有两个RS485接口和一个红外通讯接口， PC机或掌上电脑可同 时通过三个通讯接口与电表进行通讯，真正实现三方通讯互不干扰；其 中一个串口损坏时，不影响另外串口的正常工作。
2) RS485接口与电表内部实行电气隔离，并设计有防雷击电路；
3) 通讯规约参照DL/T 645-1997。 输出功能
1) 具有无功测试脉冲输出，正、反向有功和正、反向无功脉冲测试(远 动)口输出功能；
2) 具有多功能输出功能，可实现1Hz时钟、需量周期更替信号、时段切 换信号、超负荷跳闸等输出功能。
5
事件记录功能
1) 实时测量A、 B、 C三相电压、电流、功率等有效值及当前频率；
2) 具有失压、断相、失流、过压、欠压、过流、电压合格率、停来电、 编程、需量清零、广播校时等记录功能。
特殊功能
1) 具有停电按钮唤醒功能、红外唤醒功能(停电3天内)，并可以停电唤 醒红外抄表；
2) 具有故障信息提示、报警(液晶、报警灯)功能；
3) 误差用掌机或电脑直接调校，准确度及线性度均非常高，长期工作无 须调校；
4) 设计原理以及抗干扰能力上都做了充分处理，并通过国家电工仪表研 究所的EMI认证。
4.本产品设计的主要出发点是以便于产品的生产、适于规模化生产、 装配、调试、维修以及更换部件方便为前提的。整体结构设计采用积木式插 接式装配具有极高的工艺性。
仪表的机械性能分析主要是评估零部件的刚度、强度和抗振性能和绝缘性能。 仪表的底座采用高强度ABS工程塑料浇铸而成，表面采用塑料喷涂新工艺， 因此其底座具有强度高、耐腐蚀的特点。接线端子内部采用高导电率的黄铜 外部采用高绝缘性材料酚醛树脂压制而成，因此其具有高的导电性，高绝缘 性的特点。仪表内部的的PCB板采用同过多国技术认证国际板材，采用目前 最为先进的SMT回流焊接技术，具有速度快， 一次合格率高的特点。
本产品主要针对的用户为工业用户，在国家的整个用电情况分析有20%的 电用在民用上，所以大部分都是工业用电，本实用新型成本低、功能齐全、 精度高相对与其他产品占具了很大的优势，因此它的市场将是不可限量的。
在满足了工业市场上的需求的同时，也给哈尔滨智通科技有限公司带来 了丰厚的经济效益，通过了哈尔滨中小企业局的成果鉴定使得我们形成了大 规模现代化生产体系、管理体系，更好的适应了市场的需要，提高了企业的 经济效益。
附图l是本产品的工作原理图。
附图2是本产品的电原理图。
附图3是本产品的正面结构图。
图中1、面板翻盖。2、液晶屏。3、有 功脉冲指示。4、无功脉冲指示。5、翻盖铅封。6、端盖铅封。7、挂钩。8、 上翻键。9、下翻键。10、编程按钮。11、红外通讯。12、光唤醒。13、报警。
附图4是本产品的背面结构示意图。21、电能表外挂钉孔。22、电能表 挂勾。23、电能表挂勾固定钉。24、电能表底壳。25、 27、电能表外固定孔。 26、 27、电能表端子固定螺丝钉孔。
附图5是本产品的内部结构示意图。
附图6是接线端子示意图。图中1、时钟测试输出高。2、时钟测试输 出低。3、正向有功输出高。4、正向有功输出低。5、反向有功输出高。6、 反向有功输出低。7正向无功输出高。8、正向无功输出低。9、反向无功输出 高。10、反向无功输出低。11、 485通讯接口A。 12、 485通讯接口B。 13、 14为第2路备用485。 15、无功测试输出高。16、无功测试输出低。17、地线。 18、 C相电流出。19、 C相电压。20、 C相电流入。21、 B相电流出。22、 B 相电压。23、 B相电流入。24、 A相电流出。25、 A相电压。26、 A相电流入。
具体实施方式
实施例l:
三相多功能电能表，其组成包括外壳及装在其中的电源电路，所述的 外壳中还装有电压、电流经取样电路，所述的取样电路与专用电能芯片相连 接，通过专用电能芯片转化为数字信号送到单片机，所述的单片机的串行接 口将处理后的数据读出，通过电路将各项数据传输到显示器显示并通过通讯 口传输，所述的单片机中具有完成运行参数的监测，记录存储各种数据的存 贮器。连接关系见附图所示。带有相同标号的电路之间具有连接关系。
所述的三相多功能电能表，所述的专用电能芯片可以采用珠海炬力的电
能芯片ATT7026A。
所述的三相多功能电能表，所述的通讯接口可以为两个RS485接口和一 个红外通讯接口。
个红外通讯接口 。 电能测量工作原理
电能表工作时，电压、电流经取样电路分别取样后，送入专用电能芯片 进行处理，并转化为数字信号送到CPU进行计算。由于采用了专用的电能处 理芯片，使得电压电流采样分辨率大为提高，且有足够的时间来更加精确的 测量电能数据，从而使电能表的计量准确度有了显著改善。
图中CPU用于分时计费和处理各种输入输出数据，通过串行接口将专用 电能芯片的数据读出，并根据预先设定的时段完成分时有功电能计量和最大
需量计量功能，根据需要显示各项数据、通过红外或485接口进行通讯传输，
并完成运行参数的监测，记录存储各种数据。
电能计量功能
用户所消耗的电能,通过掌上电脑来调整100%、0度的值C401、C402、C411、 C412、 C421、 C422电容补偿和分流器的信号经R405、 R406、 R415、 R416、 R425、 R426限流C405、 C406、 C415、 C416、 C425、 C426电容补偿取样，送到ATT7026A 中，经内部乘法器电路，乘积信号再送到电压频率(V/F)转换器，经过分频 电路，CF1、 CF2输出的脉冲，经电阻R448、 R439限流，U302、 U303、 U304、 U305光电藕合器送入NEC芯片中计量，经电阻R248、 R249，发光二极管L204、 L205显示。
市电220V，经20K420压敏电阻，连TVS1、 TVS2、 TVS3和PTC1、 PTC2、 PTC3，经变压器隔离降压，并经IN4007整流二极管整流，电解电容C9、 Cll 滤波磁片电容C4、 C7滤波，三端稳压器U1、 U2, L7805输出直流5V，电解电 容CIO、 C12磁片电容C6、 C8滤波， 一组、通过D202磁片电容C440滤波输 出供电能芯片电源。二组、经整流二极管D203整流，磁片电容C114滤波，
输出供液晶驱动芯片电源。
485信号通过A、 B接口 ，经PTC1、 PTC2将数据传送给485芯片进行数据
处理，在经过光耦隔离，将数据传送给NEC芯片，读写数据。按键部分是通
过电阻电容的配合来判断按键是否按下。
权利要求1.一种三相多功能电能表，其组成包括外壳及装在其中的电源电路，其特征是所述的外壳中还装有电压、电流经取样电路，所述的取样电路与专用电能芯片相连接，通过专用电能芯片转化为数字信号送到单片机，所述的单片机的串行接口将处理后的数据读出，通过电路将各项数据传输到显示器显示并通过通讯口传输，所述的单片机中具有完成运行参数的监测，记录存储各种数据的存贮器。
2. 根据权利要求l所述的三相多功能电能表，其特征是所述的专用电能芯片采用珠海炬力的电能芯片ATT7026A。
3. 根据权利要求1或2所述的三相多功能电能表，其特征是所述的通讯接口为两个RS485接口和一个红外通讯接口 。
专利摘要三相多功能电能表，目前国内多功能表种类少、价格较高、功能不完善，往往仅是针对某些地区的特定要求开发，缺乏通用性，某些产品未能完全达到国标的要求。本产品组成包括外壳及装在其中的电源电路，所述的外壳中还装有电压、电流经取样电路，所述的取样电路与专用电能芯片相连接，通过专用电能芯片转化为数字信号送到单片机，所述的单片机的串行接口将处理后的数据读出，通过电路将各项数据传输到显示器显示并通过通讯口传输，所述的单片机中具有完成运行参数的监测，记录存储各种数据的存贮器。本产品用作工业或者民用三相用电的多功能电能表。
文档编号G01R22/10GK201075119SQ20072011568
公开日2008年6月18日 申请日期2007年3月2日 优先权日2007年3月2日
发明者李小明 申请人:哈尔滨智通科技有限公司