专利名称：三相三线多功能电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量电能的仪表装置，进一步是指一种通过应用数字技术进行智能化自动测量和控制的三相三线多功能电能表。
电力部门要求用户配电屏上同时安装分时计度表、最大需量表和电力定量器等各种电表进行综合计量和控制，并达到平衡电网负荷的目的，但这些电表多是单功能的，不仅精度低、工作可靠性差，而且用户安装使用和维修起来问题较多，成本费用开支大，很有必要设计一种功能较多的新产品取而代之。申请人(长沙电表厂)原有DSK1－3型电力定量器虽属联合设计的节能产品，但仍嫌功能少、成本高，且精度一般。
本实用新型的目的，是为电力用户提供一种性能优良的三相三线多功能电能表，使其具有分时计度表、最大需量表及电力负荷定量器的综合功能。
参见
图1所示的本实用新型电原理图，这种三相三线多功能电能表是这样设计的，它由现有产品三相三线电度表取样表(17、18)和新设计的控制表(1至16)两大部分组合而成。再同时参见图2，将三相三线电度表取样表(17、18)中的仪表转盘的外侧圆周上均匀地打一些小孔(20)而形成圆盘采样器(17)，圆盘采样器(17)的转盘平面伸进一个装在取样表(17、18)基架(21)上外形为凹形的红外光电换器(16)的凹口中。这样，当采样表(17、18)中的圆盘采样器(17)不停地转动而使小孔(20)依次经过红外光电转换器(16)的凹口处时，红外光电转换器(16)中的发光二极管D7发出的红外光穿过小孔(20)而被红外光电转换器中的三极管BG1所接收，于是BG1导通，输出低电平，而圆盘采样器(17)没打小孔(20)的地方经过红外光电转换器(16)凹口时，BG1则处于截止状态，输出高电平，于是红外光电转换器(16)就和圆盘采样器(17)一起，把取样表(17、18)所测量到的电力模拟信号转化成脉冲数字信号，然后输入单片微处理机(1)以供处理。键盘／显示接口(11)通过译码器(13)和驱动器(14)定期对键盘(12)进行扫描。扫描所得的键数据通过键盘／显示接口(11)输入单片微处理机(1)进行处理。单片微处理机(1)外部配接以地址锁存器(7)和程序存贮器(8)，系统电源(15)给整个微机系统提供电源。单片微处理机(1)对输入的信号进行处理后，通过键盘／显示接口(11)及驱动器(9)在数字显示器(10)上显示有关内容。单片微处理机(1)还输出信号给数据锁存器(2)，使数据锁存器(2)输出数路控制信号分别控制几个继电器(3)，进而控制外部电力系统，并且数据锁存器(2)通过驱动器(5)驱动发光二极管(6)，作出相应的报警指示。此外，数据锁存器(2)还输出信号控制打印机(4)打印有关的数据。由于本实用新型具有上述电路连接关系，所以用户可通过键盘(12)预置各种参数，如低谷选择、高峰选择、最大需量、周期设置、电能定量、电能周期、功率定量、功率跳闸延时、日历、时钟等，这些预置参数通过键盘／显示接口(11)进入单片微处理机(1)以供处理，用户还可通过键盘(12)，再通过键盘／显示接口(11)进入单片微处理机(1)要求显示。单片微处理机(1)在软件的配合下，通过对红外光电转换器(16)输入的脉冲数字信号和键盘(12)输入的各种参数进行运算和处理后，可进行以下控制和显示；对分时计度部分进行作用进行总和计度、低谷计度、高峰计度、低谷选择／显示及高峰选择／显示；对最大需量部分进行作用进行周期设置／显示、最大值设置／显示；对电力定量部分进行作用进行跳闸次数计数、定电能／周期、定功率／延时、电能／功率及日历／时钟，还通过数据锁存器(2)输出几路控制信号分别控制几个继电器(3)，就能进而起到控制外电力系统的作用，并且数据锁存器(2)还同时通过驱动器(5)驱动发光二极管(6)作出相应的报警指示；通过数据锁存器(2)输出控制信号以控制打印机(4)打印上述有关分时计度、最大需量及电力定量的各种数据；如果键盘(12)无显示要求时，则显示时钟。
以下结合附图和实施例对本实用新型加以进一步详细说明。
图1为本实用新型电原理方框图；图2为取样表的圆盘采样器(17)与红外光电转换器(16)的装接示意图；图3为本实用新型与其它微机系统进行计算机串行通讯时的电路结构变化图；图4为本实用新型控制表(1至16)的一种具体电路的原理图。
本实用新型仪表的三相三线电度表取样表(17、18)可采用现有1.0级的DS22型三相三线电度表。由图2可见，红外光电转换器(16)在取样表基架(21)上的固定，是将它用螺丝固定在一块支撑板(22)上，再将支撑板(22)用螺丝固定在基架(21)上，圆盘采样器(17)的外圆周上每十等分处开有一小孔(20)，工作时，电度表圆盘每转一周，红外光电转换器(16)发送十个脉冲信号。
参见图3，R7为发光二极管D7外接的限流电阻，R8为三极管BG1外接的工作电阻。从三极管BG1输出端来的脉冲信号EP通过反相器IC1输入单片微处理机(1)。键盘／显示接口(11)由单片微处理机(1)控制读写，键盘显示扫描信号SL0～SL3经过译码器(13)后，通过驱动器(14)从A端输出信号对键盘(12)进行扫描，扫描所得键数据通过RL0～RL4进入键盘／显示接口(11)，同时给单片微处理机(1)发出中断请求信号IRQ，单片微处理机(1)接到键盘／显示接口(11)的中断请求后，加之以上所述得到的EP信号，经过一系列的计算和处理，把数据通过数据线传给键盘／显示接口(11)，接口(11)的8位输出数据线A0～A3及B0～B3通过驱动器(9)从B端输出信号，驱动数字显示器(10)显示所需数据，无键盘显示时一般则显示时钟，数字显示器(10)显示为8位，单片微处理机(1)还可控制选通键盘／显示接口(11)和数据锁存器(2)，数据锁存器(2)输出六路信号到六个继电器J1至J6，同时这六路信号还送到驱动器(5)的输入端，再由驱动器(5)输出六路信号控制发光二极管D1至D6，上述六路信号分别作为电能报警、电能跳闸、功率报警、功率跳闸1、功率跳闸2及功率跳闸3，功率跳闸不一定设置三路而可根据需要进行设置，因此继电器(3)和发光二极管(6)的数量也不一定如图中实施例各设置六个。微机对电力定量功能的控制是这样进行的电能控制方式在电能复位周期来到之前，所测当前电能值若达到电能定量值的百分之九十时，驱动器(5)驱动发光二极管(6)中的D1亮，作报警指示，继电器J1动作，达到百分之百时，电能跳闸继电器J2动作，同时发光二极管(6)中的D2亮，作报警指示。
功率控制方式在负荷运行时，若所测瞬时功率在高峰段超越功率定量值，经一分钟延时，发光二极管D3亮，作报警指示，继电器J3动作，同时数字显示器(10)显示负荷瞬时功率值。若负荷还超载，则软件继续延时，经TY秒后，功率跳闸1继电器J4动作，发光二极管D4亮，作报警指示。如功率仍超定量，则再延时，经TY秒后，功率跳闸2继电器J5动作，发光二极管D5亮报警。若再超量则再延时，功率跳闸3继电器J6动作，发光二极管D6亮报警，每跳闸一次，跳闸计数器加1(对于某些厂矿的重点设备不能跳闸的，在上述情况跳闸完毕后，重点设备仍超负荷时，则每经3分钟跳闸计数器加1)。
从数据锁存器(2)可输出二路信号控制打印机(4)打印所需数据，单片微处理机(1)采用INTEL58系列8DC31，外配程序存贮器(8)为8KEPROM，凹形的红外光电转换器(16)可市购。
图4中给出了系统电源(15)的一种常见电路的实施例，其中B为变压器，IC2及IC3为硅桥，C1至C6为电容，IC4及IC5为三端集成稳压块，E为隔镍电池，K1及K2为开关。该电路给微机系统提供了VDC和VCC两个电源。当系统接入电路时，K2闭合，电池E处于充电状态；当停电时，电池E给系统提供电源VDC、VCC；当停电一段时间后，K1断开，电池E只给系统提供电源VCC。
本实用新型考虑到整个电网系统的联机通讯及功能的扩展，还可如图3所示的那样，在单片微处理机(1)与程序存贮器(8)之间加接一块数据存贮器(19)以扩充内存。工作时，单片微处理机(1)片选数据存贮器(19)，通过地址线A0～A7、A8～A10与之连接，数据可通过数据线D0～D7在单片微处理机(1)与数据存贮器(19)之间传送，以与外部微机系统进行串行通讯，单片微处理机(1)通过接收端RXD接收外微机系统发出的信息，进行一系列的计算和处理，又通过发送端TXD把信息发送出去，以达到相互通讯的目的。
本实用新型运用微电脑技术，将取样表和控制表结合在一起，实现了电能的分时计度、最大需量及电力定量的综合功能，对电力负荷的检测、记录、控制及打印全过程实行智能化控制，这在一定意义上说，它可成为使用单位电力调度员或供电部门驻厂矿用电管理员，是实行计划用电和控制用电的有效工具。该产品一表多用，减少了配电屏上安装仪表的个数，从而便于安装和维护。由于采用微电脑和集成化元器件，因此可求得产品的高精度、高可靠性、抗干扰强及结构紧凑的好效果。
权利要求1.一种通过应用数字技术进行智能化自动测量和控制的三相三线多功能电能表，包括现有产品三相三线电度表取样表(17，18)，本实用新型的特征在于，它还包括有一块新设计的控制表(1至16)，并且A、将三相三线电度表取样表(17、18)中的仪表转盘的外侧圆周上均匀地打一些小孔(20)而形成圆盘采样器(17)，圆盘采样器(17)的转盘平面伸进一个装在取样表(17、18)基架(21)上外形为凹形的红外光电转换器(16)的凹口中；B、单片微处理机(1)接受来自圆盘采样器(17)的脉冲数字信号，键盘/显示接口(11)通过译码器(13)和驱动器(14)定期对键盘(12)进行扫描，扫描所得的键数据通过键盘/显示接口(11)输入单片微处理机(1)进行处理，单片微处理机(1)外部配接以地址锁存器(7)和程序存贮器(8)，系统电源(15)给整个微机系统提供电源，单片微处理机(1)对输入的信号进行处理后，通过键盘/显示接口(11)及驱动器(9)在数字显示器(10)上显示有关内容，单片微处理机(1)还输出信号给数据锁存器(2)，使数据锁存器(2)输出数路控制信号分别控制几个继电器(3)，并且数据锁存器(2)通过驱动器(5)驱动发光二极管(6)作报警指示，数据锁存器(2)还输出信号控制打印机(4)打印有关的数据。
2.如权利要求1所述的三相三线多功能电能表，其特征在于，其中的三相三线电度表取样表(17、18)采用现有1.0级的DS22型三相三线电度表，圆盘采样器(17)的外圆周上每十等分处开有一小孔(20)。
3.如权利要求1所述的三相三线多功能电能表，其特征在于，红外光电转换器(16)中的发光二极管D7外接限流电阻R7，红外光电转换器(16)中的三极管BG1外接工作电阻R8，从三极管BG1输出端来的脉冲信号EP通过反相器IC1输入单片微处理机(1)。
4.如权利要求1所述的三相三线多功能电能表，其特征在于，继电器(3)包括J1至J6，发光二极管(6)包括D1至D6。
5.如权利要求1至4所述的三相三线多功能电能表，其特征在于，在单片微处理机(1)与程序存贮器(8)之间加接一块数据存贮器(19)以扩充内存。
专利摘要本实用新型包括现有产品三相三线电度表取样表(17、18)和新设计的控制表(1至16)两部分。控制表由单片微处理机(1)配以适合的硬、软件组成，通过对取样表信号的取样及键盘的预置，单片微处理机进行一系列的计算和处理，就能实现分时计度表、最大需量表及电力定量表的综合功能，对电力负荷的检测、记录、控制及打印全过程实行智能化控制。该装置精度高、抗干扰强且结构紧凑，便于操作和维护。
文档编号G01R11/00GK2055600SQ8921164
公开日1990年4月4日 申请日期1989年9月20日 优先权日1989年9月20日
发明者袁智, 陆新康, 葛双钰, 袁昆 申请人:长沙电表厂