一种两相三线双电压交流有功电能表的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种两相三线双电压交流有功电能表，分别对负载一、二计量电能，所述电能表设有相线L1、L2及中线N，负载一连接于相线L1、L2之间，负载二连接于相线L1与中线N之间，电能表包括计量芯片一、二，分别对负载一、二进行电压和电流采样，将采样信号转换为电能脉冲信号产生脉冲一、二；对于电流采样，包括对应接于相线L1、L2上的电流互感器CT1、CT2，所述电流互感器CT1的一次电流线反向穿过电流互感器CT2，且该两电流互感器CT1、CT2次级并联采样电阻；MCU，用于接收脉冲二及通过光耦隔离获取脉冲一并分别累加输出；显示装置，轮显MCU累加后的脉冲值；电源装置，提供直流电源给计量芯片一、二、MCU和显示装置。该发明实现了分别计量两个不同电压负载设备所消耗的电能量。
【专利说明】-种两相三线双电压交流有功电能表
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电能表【技术领域】，具体涉及一种两相三线双电压交流有功电能表，具 体来说涉及一种对两相三线双电压回路交流有功电能实现分别计量的电能表，适用于为星 形绕组变压器引出的两相三线系统，该系统中的两相线的电流相位差为120°。
【背景技术】
[0002] 随着社会用电负荷的不断增长，新增配电变压器客户数量也越来越多，电业部门 装表接电的业务不断增加，电能计量装置是电业部门的一杆秤，其正确性和准确性直接关 系到供用电双方的经济效益，电能计量中心做为电能计量装置的管理和执行单位，在日常 工作中对用户进行现场检测至关重要。
[0003] 目前两相三线电能表的直接接入式接线方式如图1所示，电能表的相线输入L1、 L2连接至电能表的1、3接线端子，电能表的相线输出LI'、L2'连接至电能表的2、4接线端 子，中线的输入N、输出Ν'连接至电能表的5、6接线端子。负载R1连通相线输出LI'、L2' 之间，表示额定电压为线电压U1(L1-L2之间）的负载设备；负载R2连通相线输出L1'与中 线输出Ν'之间，表示额定电压为相电压U2(L1-N之间）的负载设备。然而现有的电能表不 能分别计量Rl、R2两个不同电压负载设备所消耗的电能量，需设计复杂的电能表安装现场 接线，否则需使用两只单相电能表合在一起来分别计量Rl、R2两个不同电压负载设备所消 耗的电能量。
【发明内容】
[0004] 针对上述现有技术中的不足之处，本发明旨在提供一种两相三线双电压交流有功 电能表，实现分别计量R1和R2两个不同电压负载设备所消耗的电能量，简化了电能表安装 现场的接线，实现了正常情况下需要使用两只单相电能表合在一起的功能。
[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案：一种两相三线双电压交流有功电能表，分 别对负载一、负载二计量电能，所述电能表设有相线L1、L2及中线N，负载一连接于相线L1、 L2之间，负载二连接于相线L1与中线N之间，其包括有：
[0006] 计量芯片一、二，分别对负载一、负载二进行电压和电流米样，并将米样信号转换 为电能脉冲信号，分别产生脉冲一、脉冲二；其中，计量芯片一、二对负载一、负载二进行电 流采样的电路，包括电流互感器CT1、CT2,其对应连接于电能表内部的相线LI、L2上，所述 电流互感器CT1的一次电流线反向穿过电流互感器CT2,且该两电流互感器CT1、CT2次级 并联采样电阻；
[0007] MCU，用于接收脉冲二及通过光耦隔离获取脉冲一，再对脉冲一、脉冲二分别进行 累加并输出；
[0008] 显示装置，用于轮显MCU输出的累加后的脉冲值；
[0009] 电源装置，采用阻容降压方式提供直流电源给计量芯片一、二、MCU和显示装置。
[0010] 进一步的，还包括电压采样电路，用于对负载一、负载二进行电压采样，其中，所述 计量芯片一以L2为采样基准，计量芯片二以N为采样基准，L1作为计量芯片一、二的电压 采样输入的公共端；计量芯片一采样L1-L2之间的线电压U1，计量芯片二采样Ll-Ν之间的 相电压U2。
[0011] 进一步的，所述计量芯片一、二均为芯片BL6503。
[0012] 进一步的，将L2-N之间的交流电压通过阻容降压提供两组相互隔离的直流电源 分别供给计量芯片一和计量芯片二；将Ll-Ν之间的交流电压通过阻容降压提供的直流电 源仅供给计量芯片二。
[0013] 进一步的，在所述MCU上分别连接有用于显示控制隔离脉冲信号、脉冲信号所代 表负载功率强弱的发光二极管。
[0014] 本发明的有益效果：通过计量芯片一、二分别对各回路上的电压、电流进行A/D采 样，并由MCU累加各回路的电能脉冲，最终由显示装置轮显出两个电压回路的电能脉冲值， 从而实现了分别计量负载一、负载二两个不同电压负载设备所消耗的电能量，简化了电能 表安装现场的接线，实现了正常情况下需要使用两只单相电能表合在一起的功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1是现有两相二线电能表的接线图；
[0017] 图2是本发明中电流采样接线的示意图；
[0018] 图3是本发明的原理设计框图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合具体实施例及附图来进一步详细说明本发明。
[0020] 本实施例以R1作为相线LI、L2之间的线电压U1的负载设备；以R2作为相线L1 与中线N之间的相电压U2的负载设备进行描述说明。
[0021] -种如图2、3所不的两相三线双电压交流有功电能表，分别对负载一 R1、负载二 R2计量电能，所述电能表设有相线L1、L2及中线N，负载一 R1连接于相线L1、L2之间，负载 二R2连接于相线L1与中线N之间，其包括有：
[0022] 计量芯片一、二，分别对负载一 R1、负载二R2进行电压和电流采样，并将采样信号 转换为电能脉冲信号，分别产生脉冲一、脉冲二；其中，计量芯片一、二对负载一 R1、负载二 R2进行电流采样的电路，包括电流互感器CT1、CT2，其对应连接于电能表内部的相线LI、L2 上，所述电流互感器CT1的一次电流线反向穿过电流互感器CT2,且该两电流互感器CT1、 CT2次级并联采样电阻；
[0023] MCU，用于接收脉冲二及通过光耦隔离获取脉冲一，再对脉冲一、脉冲二分别进行 累加并输出；
[0024] 显示装置，用于轮显MCU输出的累加后的脉冲值；
[0025] 电源装置，采用阻容降压方式提供直流电源给计量芯片一、二、MCU和显示装置。
[0026] 本发明根据电能计量原理P = UIcosO,设计的关键点在于对各自回路中的电压、 电流进行A/D采样。具体通过计量芯片一、二如芯片BL6503分别对负载一 R1、负载二R2 的电压和电流进行采样，并将采样信号转换为电能脉冲信号，分别生成脉冲一、脉冲二；由 MCU接收由计量芯片二生成的脉冲二，通过光耦隔离获取由计量芯片一生成的脉冲一，并对 脉冲一、脉冲二分别进行累加并输出；由液晶分屏轮显MCU累加后的脉冲值。
[0027] 其中，对于电流采样，如图2所示，通过电流互感器CT1、CT2采用特殊的内部接线 方式，即电流互感器CT1的一次电流线反向穿过电流互感器CT2,两个电流互感器CT1、CT2 次级并联采样电阻，电流互感器CT1用于由线电压U1 (LI、L2之间的电压）的负载一所产生 的电流取样12,电流互感器CT2用于由相电压U2 (相线L1与中线N之间的电压）的负载二 所产生的电流取样13 = 11-12,从而实现对两个不同电压的负载一 R1、负载二R2进行电流 采样。
[0028] 而电压采样，采用电阻分压方式，所述计量芯片一以L2为采样基准，计量芯片二 以N为采样基准，L1作为计量芯片一、二的电压采样输入的公共端，其中，计量芯片一采样 L1-L2之间的线电压U1，计量芯片二采样Ll-Ν之间的相电压U2,从而实现了两个不同的电 压采样。
[0029] 本发明中的主要电气模块，如图3所示：
[0030] 计量部分：将交流电压、电流采样信号转换为电能脉冲信号，其中计量芯片一产生 的脉冲一需要由MCU通过光耦隔离获取，计量芯片二产生的脉冲二由MCU直接获取，该脉冲 一和脉冲二由MCU进行累加；
[0031] MCU :分别累加脉冲一、脉冲二，并控制显示输出和脉冲输出；
[0032] 显示部分：采用液晶分屏显示两个电压Ul、U2回路的电能值，小数位可设置为0、 1、2 ;
[0033] 电源部分：采用阻容降压方式提供直流电源给计量芯片、MCU和其他电路。将L2-N 之间的交流电压通过阻容降压提供两组相互隔离的直流电源分别供给计量芯片一和计量 芯片二；将Ll-Ν之间的交流电压通过阻容降压提供的直流电源仅供给计量芯片二，保证了 两相中任意一相有电时电能表即可正常计量。
[0034] 脉冲输出部分：在所述MCU上分别连接有用于显示控制隔离脉冲信号、脉冲信号 所代表负载功率强弱的发光二极管，通过MCU控制脉冲输出1和脉冲输出2的发光二极管 闪烁，闪烁越快代表负载功率越大。
[0035] 以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例 对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本 发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方 式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1. 一种两相三线双电压交流有功电能表，分别对负载一、负载二计量电能，所述电能表 设有相线LI、L2及中线N，负载一连接于相线LI、L2之间，负载二连接于相线L1与中线N 之间，其特征在于：包括有： 计量芯片一、二，分别对负载一、负载二进行电压和电流采样，并将采样信号转换为电 能脉冲信号，分别产生脉冲一、脉冲二；其中，计量芯片一、二对负载一、负载二进行电流米 样的电路，包括电流互感器CT1、CT2,其对应连接于电能表内部的相线LI、L2上，所述电流 互感器CT1的一次电流线反向穿过电流互感器CT2,且该两电流互感器CT1、CT2次级并联 米样电阻； MCU，用于接收脉冲二及通过光耦隔离获取脉冲一，再对脉冲一、脉冲二分别进行累加 并输出； 显示装置，用于轮显MCU输出的累加后的脉冲值； 电源装置，采用阻容降压方式提供直流电源给计量芯片一、二、MCU和显示装置。
2. 根据权利要求1所述的两相三线双电压交流有功电能表，其特征在于：还包括电压 采样电路，用于对负载一、负载二进行电压采样，其中，所述计量芯片一以L2为采样基准， 计量芯片二以N为采样基准，L1作为计量芯片一、二的电压采样输入的公共端；计量芯片一 采样L1-L2之间的线电压U1，计量芯片二采样Ll-Ν之间的相电压U2。
3. 根据权利要求1所述的两相三线双电压交流有功电能表，其特征在于：所述计量芯 片一、二均为芯片BL6503。
4. 根据权利要求1所述的两相三线双电压交流有功电能表，其特征在于：将L2-N之间 的交流电压通过阻容降压提供两组相互隔离的直流电源分别供给计量芯片一和计量芯片 二；将Ll-Ν之间的交流电压通过阻容降压提供的直流电源仅供给计量芯片二。
5. 根据权利要求1所述的两相三线双电压交流有功电能表，其特征在于：在所述MCU 上分别连接有用于显示控制隔离脉冲信号、脉冲信号所代表负载功率强弱的发光二极管。
【文档编号】G01R11/50GK104049117SQ201410311713
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】冯绍勇, 李小国, 周松 申请人:重庆华虹仪表有限公司