智能一体式多功能电能表对负载的控制方法

智能一体式多功能电能表对负载的控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种智能一体式多功能电能表对负载的控制方法，包括一个电能表本体，所述电能表本体上设有输入接口、负载监测端，输入接口和负载监测端分别被限定于电能表本体的两个不同表面上，电网零线和火线接入输入接口，若干个用户负载接入所述负载监测端，所述电能表本体上还设有设于输入接口与负载监测端之间的若干个传输连接配置、计量模块、断路模块、传输端口、显示器以及控制面板。通过本发明智能一体式多功能电能表对负载的控制方法能够在实现计量计费功能的同时实现对用户负载的控制，具有多个输出端口，数据传输方式灵活，可以使用户或维护人员方便获取这些数据信息，并能及时排除问题。
【专利说明】智能一体式多功能电能表对负载的控制方法
[0001] 本申请是基于2012年2月27日提交的申请号为201210045132. 7,名称为"智能 一体式多功能电能表及其对负载的控制方法"的分案申请。

【技术领域】
[0002] 本发明涉及电能计量领域，更特定言之，本发明涉及一种一体式多功能智能电能 表，用于对电网用户进行用电量计量和负载控制。

【背景技术】
[0003] 通常意义上，电能表是一种连接于电网输电线与电网用户负载之间的电测量设 备。例如，三相电能表是用于测量三相交流电路中电网电源输出或负载消耗的电能。它的 工作原理与单相电能表相同，只是在结构上采用多组驱动部件和固定在转轴上的多个铝盘 的方式，以实现对三相电能的测量。它由三个驱动元件和装在同一转轴上的三个铝盘所组 成，它的读数直接反映了三相电网所消耗的电能。也有些三相电能表采用三组驱动部件作 用于同一铝盘的结构，这种结构具有体积小，重量轻，减小了摩擦力矩等优点，有利于提高 灵敏度和延长使用寿命等。但由于多组电磁元件作用于同一个圆盘，其磁通和涡流的相互 干扰不可避免地加大了。为此，必须采取补偿措施，尽可能加大每组电磁元件之间的距离， 因此，转盘的直径相应的要大一些。随着技术的不断进步，电能表已经从原先的这种机械计 度器测量方式转变为当前的电子式计量方式，更出现了多种智能式的电子电能表。
[0004] 但是，当前技术通过不断的努力来解决智能电能表的测量精确度和实时性，以及 通讯功能方面的缺陷，却没有一种电能表能够对用户负载进行合理监控及有效控制，即电 能表本身的功能性仅仅是在电测量功能范围内不断改进，这严格限制了电能表的功能扩 展，如果需要电测量仪表一即电能表与负载之间有效的连接，势必需要其他设备来实现 对负载的监控，特别是对于当前用户负载类型的不断丰富以及电网的不断复杂化，电能表 的改进不能及时有效，功能性因此受到限制。
[0005] 另一方面，电网用户，尤其是民用电网用户，其负载中的直流电计量仍没有有效装 置及方法。因为直流电不同于多相交流电，不产生电磁交变量，因此无法利用常规电能表的 感应装置进行测量，更无法实现监控。尤其是对于大直流电，现有技术常采用分流方式进行 计量，但效果并不理想，且存在安全隐患。


【发明内容】

[0006] 本发明旨在解决现有技术存在的缺陷，提出一种智能一体式多功能电能表，它能 够对电网用户进行用电量计量和负载控制。
[0007] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案，一种智能一体式多功能电能 表，其技术特征在于：它包括一个电能表本体，所述电能表本体上设有输入接口、负载监测 端，输入接口和负载监测端分别被限定于电能表本体的两个不同表面上，电网零线和火线 接入输入接口，若干个用户负载接入所述负载监测端，所述电能表本体上还设有：
[0008] 1)设于输入接口与负载监测端之间的若干个传输连接配置；
[0009] 2)计量模块，它包括取样转换电路、计量芯片、测试信息输出单元、至少一个互感 器、微处理机和存储单元。其中互感器的副绕组连接至取样转换电路，计量芯片与取样转换 电路耦合连接且通过测试信息输出单元连接至微处理机，微处理机分别通信连接至显示器 和控制面板；
[0010] 3)断路模块，它包括开关、开关控制单元、控制闸和电流信息配置单元，开关控制 单元与微处理机通信连接；
[0011] 4)传输端口，它与微处理机通信连接以传输微处理机产生的数据信息；
[0012] 5)显示器，它与微处理机通信连接以显示所述数据信息；以及
[0013] 6)控制面板，它与微处理机通信连接，用以输入功能控制信息。
[0014] 作为优选，电流信息配置单元包括电流传感器、电流比较装置和数据处理器，电网 电力线分别接入电流传感器和电流比较装置。电流传感器、电流比较装置与数据处理器依 次连接，且所述数据处理器连接至微处理机。
[0015] 作为优选，传输端口包括红外通信端口、RS485通信端口、ZIGBEE通信端口和GPRS 通信端口。
[0016] 作为优选，所述若干个传输连接配置包括开关，互感器主绕组通过开关连接至输 入接口。
[0017] 作为优选，若干个传输连接配置包括电流信息配置单元，所述第一接触端、第二接 触端与第三接触端之间耦合连接。
[0018] 作为优选，若干个传输连接配置包括开关，所述开关控制单元与控制闸之间耦合 连接。
[0019] 作为优选，本发明一体式多功能智能电能表对负载的控制方法包括步骤：
[0020] 1)闭合控制闸以接通电网与负载；
[0021 ] 2)所述取样转换电路通过互感器及第一接触端采集电流信号和电压信号，所述电 流信息配置单元通过第三接线端获取电流信号。所述互感器对电网电力线的电流信号和电 压信号加以取样，所得取样信息随后被传输给取样转换电路和计量芯片。同时电流信息配 置单元通过第三接线端获取电流信号；
[0022] 3)所述取样转换电路对采集到的电流信号和电压信号进行模数转换并传输给计 量芯片进行数据处理，计量芯片对得出的数据信息进行存储并将其传输至测试信息输出单 元，取样转换电路将取样所得电流和电压模拟量转换为数字信息量，然后传输给计量芯片 进行计量数据计算和处理。所述计量芯片对所得数字信息量进行计算得出电能值及相角。 所述计量芯片对得出的数据信息进行存储并将其传输至测试信息输出单元，所述测试信息 输出单元提取数据信息中的电流采集信息并将其传输至微处理机；
[0023] 4)所述电流信息配置单元将所获得的电流信号转换处理为电流配置信息并传输 至微处理机；
[0024] 5)所述微处理机根据电流配置信息和电流采集信息来测定输出阻抗值和功率损 耗值；
[0025] 6)所述微处理机将输出阻抗值与一个预设阻抗阈值进行比较，若所述输出阻抗 值超出预设阻抗阈值，则所述微处理机通过开关控制单元断开断路模块，若所述输出阻抗 值未超出预设阻抗阈值，则所述微处理机进一步判定功率损耗值是否超出一个预设功率阈 值；
[0026] 7)若所述功率损耗值超出预设功率阈值，则所述微处理机判定负载类型并予以警 示。这是通过微处理机和负载监测端来实现的。所述监测端包括多个负载传感器和分线开 关，这些负载传感器能够根据所述输出阻抗值来判定哪条线路存在超负荷连接或非正常接 通信息。所述分线开关断开以将线路负载切断电源，同时传感器将信息反馈给微处理机，则 所述微处理机将此信息记录存储于自身耦合的一个存储单元中并通过传输端传输给远端 主站服务器，同时在所述显示器上显示这些警示信息。若所述功率损耗值未超出预设功率 阈值，则所述微处理机控制计量模块进行电能计量。
[0027] 作为优选，在步骤5)中，所述输出阻抗值是根据公式AR = UAI。一 Is)得出，其 中U为计量模块得出的电网电压计量值，Ic为电流配置信息，I s为电流采集信息。
[0028] 作为优选，在步骤5)中，所述功率损耗值是根据公式Σ ΛΡ = Ux · I。一 Ux · Is得 出。其中Ux为计量模块得出的电网电压计量值，Ic为电流配置信息，I s为电流采集信息。
[0029] 在本发明的优选实施例中，在步骤6)中，当输出阻抗值大于预设阻抗阈值时，所 述显示器将显示出一个反映第二状态的可视化信息。
[0030] 更进一步言之，在本发明的优选实施例中，在步骤6)中，当输出阻抗值不大于预 设阻抗阈值时，所述显示器将显示出一个反映第三状态的可视化信息，如前述实施例所述， 断路模块未完全断开。
[0031] 更进一步言之，在本发明的优选实施例中，在步骤7)中，当功率损耗值不大于预 设功率阈值时，所述显示器将显示出一个反映第一状态的可视化信息。
[0032] 本发明的有益效果是显而易见的：
[0033] 1、提出一种新颖结构的电能计量装置，此装置能够在实现计量计费功能的同时实 现对用户负载的控制；
[0034] 2、具有多个输出端口，数据传输方式灵活；
[0035] 3、通过对电网用户用电状态的记录和提示，可以使用户或维护人员方便获取这些 数据信息，并能及时排除问题；
[0036] 4、使用安全，通过对开关的智能控制来降低使用风险。

【专利附图】

【附图说明】
[0037] 以下将参照附图来详尽描述本发明的优选实施例及【具体实施方式】，为了方便描 述，仅绘示出主要组成所必需的模块或器件，图中的相同或相似标记代表相同模块或组件， 其中：
[0038] 图1为本发明一体式多功能单相电能表的结构示意图；
[0039] 图2为本发明一体式多功能单相电能表的原理组成示意图；
[0040] 图3为作为本发明优选实施例的输入接口与负载监测端之间的一个传输连接配 置的原理结构示意图；
[0041] 图4为作为本发明优选实施例的电流信息配置单元主要功能模块的组成示意图； 图5为进一步详细绘示本发明优选实施例的电流信息配置单元的电流比较装置的电路原 理图。

【具体实施方式】
[0042] 参照图1，其中绘示出了基于本发明技术方案的一种单相电能表本体100的立体 结构示意图，图中可以体现出电能表的部分内部限定结构，为了表述方便，仅体现出电能表 本体1〇〇的输入接口 80、负载监测端90以及断路模块10的限定结构。在图1中进一步体 现出断路模块10的一个控制闸12。电能表本体100的构造、组成或形状可以是多样化的， 例如圆柱形或矩形，电能表本体100用于保护电能表内部组件免受外界干扰，从而使得电 能表可在户外、工业现场等条件下使用。
[0043] 从图1中可以看出，作为本发明单相电能表本体100的第一优选实施例，输入接口 80设定于相断路模块10的下部，即电能表本体100下表面，而负载监测端90设定于电能表 本体100的上表面。电网零线N和火线L的进线N in、Lin和出线N^、通过输入接口 80 电连接，而出线端通过负载监测端90连接不同的用户负载。
[0044] 当然，作为第二优选实施例，进一步参照图1，本发明电能表本体100也可以是一 种三相电能表，即可将电能表本体100的输入接口 80全部设定为进线端，而负载监测端90 全部设定为出线端以连接用户负载。所述第一优选实施例仅仅是在一般情形下方便计量目 的，而第二优选实施例则可以用于三相三线电能表或三相四线电能表。应当了解的是，若将 输入接口 80和负载监测端90分别限定于左侧面和右侧面上是同样适用的。作为优选，考 虑到内部线路设置和空间实用性意图，优选地将输入接口 80和负载监测端90设定于本体 100的两个不同表面上。
[0045] 进一步地，控制闸12可以是一个大电流拉闸开关，用于在用户负载超负荷时切断 电网电力线，所述切断方式将以本发明优选实施例加以详尽描述，它与断路模块10内设定 的开关l〇a、10b、10c之间的机械配合方式可以是现有技术中通用的开关配置，本文中不予 赘述。
[0046] 现参照图2,本发明一体式多功能三相电能表本体100进一步限定了以下技术特 征：
[0047] 1)输入接口 80与负载监测端90之间的若干个传输连接配置；
[0048] 2)计量模块20,它包括取样转换电路21、计量芯片22、测试信息输出单元23、互感 器27 &、2713、27〇、微处理机30和存储单元40。其中互感器27&、2713、27(3的副绕组连接至取 样转换电路21，计量芯片22与取样转换电路21耦合连接且通过测试信息输出单元23连接 至微处理机30,微处理机30分别通信连接至显示器50和控制面板70 ;
[0049] 3)断路模块10,它包括开关10a、10b、10c、开关控制单元11和电流信息配置单元 24。其中开关控制单元11与微处理机30通信连接；
[0050] 4)传输端口 60,它与微处理机30通信连接以传输微处理机30产生的数据信息；
[0051] 5)显示器50,它与微处理机30通信连接以显示这些数据信息；以及
[0052] 6)控制面板70,它与微处理机30通信连接，用以输入功能控制信息。
[0053] 作为优选，传输端口 60包括红外通信端口、RS485通信端口、ZIGBEE通信端口和 GPRS通信端口中的至少一者或它们的组合。
[0054] 作为优选，技术特征1)的所述若干个传输连接配置包括开关10a，10b，10c，互感 器27a，27b，27c主绕组通过开关10a，10b，10c连接至输入接口 80。即三相电力线INa、INb 和IN。接入输入接口 80并直接从负载监测端90接出，这种实施方式最为节省电能表本体 100的内部构造和布线，可作为首选。当然，基于本发明限定技术方案的其他实施例同样适 用。
[0055] 在本发明的优选实施例中，技术特征1)的若干个传输连接配置包括电流信息配 置单元24,所述第一接触端25a、25b、25c与第二接触端26a、26b、26c之间耦合连接。图3 绘示出了这种传输连接配置的一个优选实施例的剖视图。如图所示，以一个电力线为例，此 传输连接配置主要由第一接触端25a、第二接触端26a和第三接触端28a组成。其中，第一 接触端25a连接至断路模块10,第三接触端28a连接至电流信息配置单元24,第一接触端 25a与第三接触端28a并接，并延伸至第二接触端26a中。为了达到有效电气隔离，优选在 两者之间嵌入一个电气隔离层29。根据本发明优选实施例，第二接触端26a连接电网电力 线IN a，第一接触端25a与之连接，以通过断路模块10连接至计量模块20,用以得到电流采 集信息Is，而第三接触端28a与第二接触端26a连接，用以使电流信息配置单元24采集到 电流配置信息1。。
[0056] 当控制闸12闭合时，计量模块20得出的电流采集信息Is和电流信息配置单元24 得出的电流配置信息I c用于产生一个阻抗△!?值，其符合公式（1):
[0057] AR = U/(IC - Is) (1)
[0058] 其中U为计量模块20,尤其是DSP22得出的电网电路的电压计量值。随后，微处理 机30将该阻抗值R与一个预设阈值R THED进行比较。若所得R值是大于此阈值RTHED，则微处 理机30将此作为一个事件加以识别。
[0059] 断路模块10的功率损耗可利用以下公式计算得出：
[0060] Σ Δ P = Ux · Ic - Ux · Is (2)
[0061] 其中X = {A，B，C，A，B，···}
[0062] 得出的ΛΡ值将与一个预设阈值PTHED进行比较，以得出是否负载线路存在功率损 耗。
[0063] 现参照图4,电流信息配置单元24包括电流传感器（CT) 241、电流比较装置242和 数据处理器243 (优选为一个DSP)，电网电力线分别接入电流传感器241和电流比较装置 242,所述电流传感器241、电流比较装置242与数据处理器243依次连接，且所述数据处理 器243连接至微处理机30。如图所示，以单相电能表为例，电网电流I A分别流入电流传感 器241和电流比较装置242,电流比较装置242将CT241获取的电流IA和直接流入的电流 I进行比较，并输出一个数字电平信号V QUT给DSP243。图5中绘示出了本发明电流比较装 置242的优选实施例，如图所示，此电流比较装置242设计为一个电流比较电路，为了简便 绘示，仅显示主要电路而略去其他电路，其中M0S管M1、M2、M3、M4和一个运算放大器A1组 成电流比较器。
[0064] 从图中得知，电流信号IA经Ml和M2转换为一个电压信号VA，电流信号I经M3和 M4转换为一个电压信号V，然后运算放大器A1对前级电流输入级电路的V A和V信号进行 比较，VA和V信号可互相作为参考信号。此前级电流输入级电路被设计为一个电流镜电路， 再参照图3,其中电流是I A是经过第三接触端28a获得，CT241的作用在于获取一个预定电 流有效值I，且需要将这个I值与原IA值比较后得出一个电平信号，以使得DSP243根据这 个信号来决定是否输出一个电流配置信号I。。
[0065] 再次参照图5,当运算放大器A1得出信号VTOT后，随后连接一个锁存器A2,并输入 一个时钟信号CLK以进行锁存和同步，并输出给DSP243。DSP243根据此信号VQUT来进行电 网电流状态的判定和数据处理，例如VQUT为高电平时输出I。信号，低电平时则DSP243向微 处理机30报错，则微处理机30会记录此错误信息并在显示器50上提示出例如"连接错误" 的状态提示，以进行重新电路连接。
[0066] 再参照图5,若IA = I，则电路接通的情况下，正常工作时前级电流输入级的M0S 管将处于饱和状态，复位阶段的M2和M4流入电流相等，即VA = V。则输出的VTOT为复位信 号。若IA>I，则输出的VTOT为高电平，若I A<I，则输出的￥_为低电平。即仅在IA>I， VOTT为高电平时，电流信号配置电路24输出的为正确的I。信号。
[0067] DSP243中对应于VQUT信号给出一个对应的电压值Vc，则
[0068] Ic = Vc/Rc (3)
[0069] 其中 Rc = (RA+R) / [ 1+ (Gb+GJ RA+ (GM3+GM4) R] (4)
[0070] 公式（4)中的RA和R分别为前级电流输入级两端的等效电阻，GM1、G M2、GM3和GM4分 别为M0S管的跨导，在电路正常的情形下，应当满足
[0071] Ra = R ~ 1/ (G^GJ ~ 1/ (GM3+GM4) (5)
[0072] 作为优选，技术特征1)的若干个传输连接配置包括开关10a、10b、10c，所述开关 控制单元11与控制闸12之间的耦合连接。
[0073] 断路模块10具有至少一种状态，在本发明的优选实施例中，其具有第一状态、第 二状态和第三状态。这三种状态是通过微处理机30对开关控制单元11的信号控制来决定 的，即开关控制单元11根据微处理机30给出的状态逻辑信号对开关10a、10b、10c进行通 断控制。
[0074] 更特定言之，在第一状态下，开关10a、10b、10c闭合，从而接通用户负载以提供电 力。而在第二状态下，开关10a、10b、10c断开，从而停止对负载提供电力。第三状态是一种 较为特殊的状态，其介于所述第一状态与第二状态之间，即开关处于"保护"状态。例如，在 用户负载电路压降较大或电能损耗较大时，对于某些负载而言，不能直接断开电源，这样可 能对某些负载、尤其是例如带有数据记忆功能的电器，需要电力缓冲时间，在此情形下，仍 需要在一定时间内保证正常通电。又例如，在负载超负荷时，在断电时需要提供照明或指示 信息用电时，不能直接断开开关l〇a、10b、10c，因此需要一个中间状态加以支持。开关控制 单元11包括若干个电子指示器，这若干个指示器可包括多个门电路，将微处理机30的控制 信号进行转换以控制开关10a、10b、10c的通断。例如，单元11对"第一状态"、"第二状态" 和"第三状态"信号加以识别，从而进行相应动作。
[0075] 显示器50可以是一个液晶显示器，它与微处理机30通信连接并为用户提供一种 计量信息和状态信息的可视化显示。例如，在本发明的一个优选实施例中，显示器50对电 网用户的用电计量信息进行可视化显示。在一个三相智能电能表正常工作的情形下，再参 照图2和图3,开关10a、10b、10c闭合，则第一接触端25a、25b、25c直接连接至互感器27a、 27b、27c主绕组，互感器27a、27b、27c对电网电力线中的电流信号和电压信号加以取样，信 息随后传输给相互耦合的取样转换电路21和计量芯片22,取样转换电路21可包括多个A/ D转换芯片，将取样所得电流和电压模拟量转换为数字信息量I x和Ux，然后传输给计量芯片 22进行数据的计算和处理。计量芯片22可以是一个数字信号处理器（DSP)，例如ADE7755 等芯片，它对数字信息量Ix和ux进行计算以得出电能值及例如三相电流和三相电压相角 φχ值（以三相四线电能表为例）：
[0076] P = UA · IA+UB · IB+UC · Ic (6)
[0077] 随后，DSP22将此信息传输给微处理机30。微处理机30对公式（6)得出的P值进 行处理，并根据三相电流电压相角Φ Α、ΦΒ、得出例如有功功率、视在功率、增益系数等参 数，对于某些智能多相电能表，还可以按照仪表预设功能实现分时计量计费、费率控制等数 据，以通过传输端60传输给终端主站服务器，同时将这些数据传输给显示器50加以显示。 应当注意的是，在电能表正常工作时，测试信号输出单元23保持连接，但不实现其功能，仅 在需要对用户负载进行控制时才能对数字信息量Ι χ进行提取。
[0078] 同时，微处理机30将三种电路状态传输给显示器50加以显示。例如，第一状态显 示为"正常"，第二状态显示为"停电"，而第三状态显示为"负载保护"，
[0079] 本发明优选实施例的智能一体式多功能电能表，对负载的控制方法包括步骤：
[0080] 1)闭合控制闸12以接通电网与负载。
[0081] 一般情形下，电网用户可通过手动开启控制闸12来接通回路。例如向上推动控制 闸12即可控制开关10a、10b、10c接通电路，以实现对用户负载的供电。应当了解的是，这 仅仅是本发明实施例的一种技术手段，作为优选，可省略控制闸12或设定于本体100内部， 因为需要考虑到可能出现的若干问题，例如控制闸12元件本身的材料组成是否易于推动， 又例如在电网压降较低的情形下是否会出现控制闸无法正常闭合，即无法卡合的情况。因 此这种控制闸12实施例对本领域技术人员的实施作业要求较高，即需要的拉合闸元件材 料需要合乎要求，但此实施例却可作为一种新颖的技术方法。
[0082] 2)取样转换电路21通过互感器27a、27b、27c及第一接触端25a、25b、25c采集电 流信号和电压信号，如图2所示，互感器27a、27b、27c对电网电力线的电流信号和电压信号 加以取样，取样信息随后传输给相互稱合的取样转换电路21和计量芯片22。同时电流信息 配置单元24通过第三接线端28a、28b、28c获取电流信号。
[0083] 3)取样转换电路21对采集到的电流信号和电压信号进行模数转换并传输给计量 芯片22进行数据处理，DSP22对得出的数据信息进行存储并将其传输至测试信息输出单元 23，如图2所示，取样转换电路21可包括多个A/D转换芯片，将取样所得电流和电压模拟量 转换为数字信息量I x和Ux，然后传输给DSP22进行计量数据计算和处理。DSP22对数字信 息量Ix和U x进行计算得出电能值P = Σ Ux · Ix{X = A，B，C，…}及相角Φχ值。测试信息 输出单元23提取数据信息中的电流采集信息Is并将其传输至微处理机30。
[0084] 4)电流信息配置单元24将所获得的电流信号转换处理为电流配置信息I。并传输 至微处理机30。
[0085] 5)微处理机30根据电流配置信息I。和电流采集信息Is来按照公式AR = U/ (Ic - Is)得出输出阻抗值AR，且根据Σ ΛΡ = υχ· Ic -υχ· 13得出功率损耗值ΛΡ。
[0086] 6)所述微处理机30将输出阻抗值Λ R与一个预设阻抗阈值&_进行比较，若输 出阻抗值△ R大于预设阻抗阈值RTHED，则微处理机30通过开关控制单元11断开断路模块 10,若输出阻抗值Λ R不大于预设阻抗阈值RTHED，则微处理机30进一步判定功率损耗值Λ P 是否超出一个预设功率阈值PTHED。
[0087] 7)若功率损耗值Λ P超出预设功率阈值PTHED，则微处理机30判定负载类型，并将 数据信息通过显示器50加以显示，即显示用户电器类别名称并予以警示。这主要是通过微 处理机30和负载监测端90来实现的，监测端90包括多个负载传感器和分线开关（图2中 未绘示），这些负载传感器能够根据前文所述的输出阻抗值△ R来判定哪条线路存在例如 "超负荷连接"或"非正常接通"等信息，分线开关断开以将线路负载切断电源，同时传感器 将信息反馈给微处理机30,则微处理机30将此信息记录存储于自身耦合的一个存储单元， (例如FLASH或EEPROM)中并通过传输端60传输给远端主站服务器，同时在显示器50上 显示这些警示信息，例如"空调--超负荷连接"等。用户在得知这些警示信息时将进行相 应处理。若所述功率损耗值△ P未超出预设功率阈值PTHED，则微处理机30控制计量模块20 进行电能计量。
[0088] 更进一步言之，按照本发明优选实施例，在步骤6)中，当输出阻抗值AR大于预设 阻抗阈值R THED时，显示器50将显示出一个反映第二状态的可视化信息"停电"。
[0089] 更进一步言之，按照本发明优选实施例，在步骤6)中，当输出阻抗值AR不大于预 设阻抗阈值R THED时，显示器50将显示出一个反映第三状态的可视化信息"负载保护"，如前 述实施例，此时为分线断路状态，因此断路模块未完全断开。
[0090] 更进一步言之，按照本发明优选实施例，在步骤7)中，当功率损耗值ΛΡ不大于预 设功率阈值P THED时，显示器50将显示出一个反映第一状态的可视化信息"正常"。
[0091] 另外，根据本发明的优选实施例，控制面板70优选为一个键盘控制板或触控板， 通过控制板70可进行历史非正常用电记录信息浏览，或在用户负载被切断电源时重新合 闸开关。同时，对于多功能智能电能表而言，可通过控制面板70来获取例如多费率、分时段 用电计量信息。
[〇〇92] 以上仅为本发明的优选实施例，并非是对本发明技术方案的限制。前述实施例中 的"一个"、"一种"等数量词并非是将功能模块或元件限定为单个，其仅为一种整体性描述。 而前述优选方法并非限定为所述步骤。应当理解，一切基于本发明所作出的修改、变化或替 代,均应涵盖于本发明所主张的技术范畴内。
【权利要求】
1. 智能一体式多功能电能表对负载的控制方法，其特征在于：所述智能一体式多功能 电能表包括一个电能表本体（100)，所述电能表本体（100)上设有输入接口（80)、负载监 测端（90)，所述输入接口（80)和负载监测端（90)分别被限定于电能表本体（100)的两 个不同表面上，电网零线和火线接入输入接口（80)，若干个用户负载接入所述负载监测端 (90)，所述电能表本体（100)上还设有： 设于输入接口（80)与负载监测端（90)之间的若干个传输连接配置； 计量模块（20)，它包括取样转换电路（21)、计量芯片（22)、测试信息输出单元（23)、互 感器（27a，27b，27c)、微处理机（30)和存储单元（40)，所述互感器（27a，27b，27c)副绕组 连接至取样转换电路（21)，所述计量芯片（22)与取样转换电路（21)耦合连接且通过测试 信息输出单元（23)连接至微处理机（30)，所述微处理机（30)分别通信连接至显示器（50) 和控制面板（70);断路模块（10)，它包括开关（10a，10b，10c)、开关控制单元（11)、控制闸 (12)和电流信息配置单元（24)，所述开关控制单元（11)与微处理机（30)通信连接； 传输端口（60)，它与微处理机（30)通信连接以传输微处理机（30)产生的数据信息； 显示器（50)，它与微处理机（30)通信连接以显示所述数据信息；以及控制面板（70)， 它与微处理机（30)通信连接，用以输入功能控制信息； 所述若干个传输连接配置包括电流信息配置单元（24)、第一接触端（25a，25b，25c)、 第二接触端（26a，26b，26c)与第三接触端（28a，28b，28c)，所述第一接触端（25a，25b， 25c)、第二接触端（26a，26b，26c)与第三接触端（28a，28b，28c)之间耦合连接； 智能一体式多功能电能表对负载的控制方法包括步骤： 1) 闭合控制闸（12)以接通电网与负载； 2) 所述取样转换电路（21)通过互感器（27a，27b，27c)及第一接触端（25a，25b，25c) 采集电流信号和电压信号，所述电流信息配置单元（24)通过第三接触端（28a，28b，28c)获 取电流号； 3) 所述取样转换电路（21)对采集到的电流信号和电压信号进行模数转换并传输给计 量芯片（22)进行数据处理，所述计量芯片（22)对得出的数据信息进行存储并将其传输至 测试信息输出单元（23)，所述测试信息输出单元（23)提取数据信息中的电流采集信息并 将其传输至微处理机（30); 4) 所述电流信息配置单元（24)将所获得的电流信号转换处理为电流配置信息并传输 至微处理机（30); 5) 所述微处理机（30)根据电流配置信息和电流采集信息来测定输出阻抗值和功率损 耗值； 6) 所述微处理机（30)将输出阻抗值与一个预设阻抗阈值进行比较，若所述输出阻抗 值超出预设阻抗阈值，则所述微处理机（30)通过开关控制单元（11)断开断路模块（10)，若 所述输出阻抗值未超出预设阻抗阈值，则所述微处理机（30)进一步判定功率损耗值是否 超出一个预设功率阈值； 7) 若所述功率损耗值超出预设功率阈值，则所述微处理机（30)判定负载类型，若所述 功率损耗值未超出预设功率阈值，则所述微处理机（30)控制计量模块（20)进行电能计量。
2. 如权利要求1所述的智能一体式多功能电能表，其特征在于：在步骤5)中，所述输 出阻抗值是根据公式AR = UAIC-IS)得出，其中U为所述计量芯片（22)得出的电网电压 计量值，It：为电流配置信息，Is为电流采集信息。
3.如权利要求1所述的智能一体式多功能电能表，其特征在于：在步骤5)中，所述功 率损耗值是根据公式Σ ΛΡ = Ux · Ie_Ux · Is得出，其中Ux为所述计量芯片（22)得出的电 网电压计量值，It：为电流配置信息，I s为电流采集信息。
【文档编号】G01R31/00GK104049141SQ201410235483
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2012年2月27日 优先权日:2012年2月27日
【发明者】宋锡强, 郭峻峰, 江大川, 王治超, 曾仕途, 于峰, 王洪剑, 徐鹤还, 李志
申请人:华立仪表集团股份有限公司, 国网山东海阳市供电公司