基于iec62056标准的单相防窃电电能表的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力计量技术领域，是一种基于IEC62056标准的单相防窃电电能表。
【背景技术】
[0002]目前，普通的单相计数式电能表并没有很强的防窃电功能，仅带有一个防盗铅封或者一个简单的开盖报警功能，当窃电发生时不能计量出真正的功率，无法做到彻底的防窃电。因此，如何提高计量精准度，准确捕捉到窃电漏电事件是当今单相电能表的发展趋势。其次，现今的电能表大多采用RS-485方式进行通讯，在数据传输的过程中极易受到外界的干扰，比如说雷击的影响，造成错误的数据传输，可能因错误的计量数据，给供电部门带来经济利益的损失。再次，电能表无线通信方式，已经从最初的电力线载波发展到GSM(Global System for Mobile Communicat1n，全球移动通信系统)和GPRS(General PacketRad1 Service，通用分组无线服务)，但在实际运用中，单一的GPRS传输速率不高，数据传输的实时性能较差。
【发明内容】
[0003]本实用新型提供了一种基于IEC62056标准的单相防窃电电能表，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有电能计量过程中防窃电功能不强，RS-485在数据传输的过程中极易受到外界的干扰的问题，以及单一的GPRS传输速率不高、数据传输的实时性能较差的问题。
[0004]本实用新型的技术方案是通过以下措施来实现的:一种基于IEC62056标准的单相防窃电电能表，包括信号采集模块、信息管理模块、电源模块和通信模块，信号采集模块的输出端与信息管理模块的输入端电连接，信息管理模块与通信模块电连接，电源模块分别与信息测量模块、信息管理模块、通信模块电连接，其中，信号采集模块包括第一分流器、第二分流器、电阻分压网络、第一计量模块、第二计量模块，第一分流器的输出端与第一计量模块的第一输入端电连接，电阻分压网络的第一输出端与第一计量模块的第二输入端电连接，第一计量模块的输出端与信息管理模块的第一输入端电连接；第二分流器的输出端与第二计量模块的第一输入端电连接，电阻分压网络的第二输出端与第二计量模块的第二输入端电连接，第二计量模块的输出端与信息管理模块的第二输入端电连接。
[0005]下面是对上述实用新型技术方案的进一步优化或/和改进:
[0006]上述通信模块包括光纤通信单元，光纤通信单元与信息管理模块电连接。
[0007]上述通信模块包括3G (3rd_Generat1n，第三代移动通信)通信单元，3G通信单元与信息管理模块电连接。
[0008]上述信息管理模块包括单片机，单片机上并联有IXD (Liquid Crystal Display,液晶显不器)显不器、按键、EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory,电可擦可编程只读存储器)、脉冲灯输出电路，单片机与通信模块连接。
[0009]上述电源模块包括电源、电源管理单元、后备电池单元，电源的第一输出端分别与第一计量模块、第二计量模块连接，电源的第二输出端通过电源管理单元分别与信息管理模块、后备电池单元连接；或/和，第一分流器和第二分流器均为铜锰分流器。
[0010]本实用新型结构合理而紧凑，使用方便，其采用两片电能计量芯片分别对主回路、副回路的信号进行采集和处理，当主副计量通道电能值的差值大于或者等于电能值的12.5%、并且持续时间在12s以上，则判定为窃电、漏电事件，能实现电能的准确计量并能准确甄别各种窃电行为，使得供电部门可以在偷电漏电事件发生时，仍然可以准确知道电能计量信息；在无需要登门抄表的情况下，通过光纤传输，供电部门可以准确知道各用户的用电数据，并且传输过程极其稳定，安全，不易受外界干扰；在电能表光纤物理链路出现故障时仍能够通过3G无线网络与电力调度中心进行通信，提高了电力调度中心的远程指挥调度能力，当某一区域发生有害突发事件时，可以迅速定位地点，缩短抢修时间，减少经济损失；低成本、低功耗，使用安全方便，应用前景非常广阔，具有安全、省力、简便、高效的特点。
【附图说明】
[0011]附图1为本实用新型最佳实施例的结构框图。
[0012]附图2为本实用新型最佳实施例中第一分流器和第二分流器的电路原理图。
[0013]附图3为本实用新型最佳实施例中信号采集模块的电路原理图。
[0014]附图4为本实用新型中光纤通信单元的结构示意图。
[0015]附图5为本实用新型最佳实施例中3G通信单元的应用示意图。
[0016]附图6为本实用新型最佳实施例中信息处理模块的电路原理图。
[0017]附图7为本实用新型中电源模块的电路原理图。
[0018]附图中的编码分别为:1为第一分流器，2为第二分流器，3为电阻分压网络，4为第一计量模块，5为第二计量模块，6为光纤通信单元，7为3G通信单元，8为单片机，9为IXD显示器，10为按键，11为EEPR0M，12为脉冲灯输出电路，13为电源，14为电源管理单元，15为后备电池单元，16为电力调度中心。
【具体实施方式】
[0019]本实用新型不受下述实施例的限制，可根据本实用新型的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。
[0020]下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步描述:
[0021]如附图1、2、3、4、5、6、7所示，该基于IEC62056标准的单相防窃电电能表包括信号采集模块、信息管理模块、电源模块和通信模块，信号采集模块的输出端与信息管理模块的输入端电连接，信息管理模块与通信模块电连接，电源模块分别与信息测量模块、信息管理模块、通信模块电连接，其中，信号采集模块包括第一分流器1、第二分流器2、电阻分压网络3、第一计量模块4、第二计量模块5，第一分流器1的输出端与第一计量模块4的第一输入端电连接，电阻分压网络3的第一输出端与第一计量模块4的第二输入端电连接，第一计量模块4的输出端与信息管理模块的第一输入端电连接；第二分流器2的输出端与第二计量模块5的第一输入端电连接，电阻分压网络3的第二输出端与第二计量模块5的第二输入端电连接，第二计量模块5的输出端与信息管理模块的第二输入端电连接。
[0022]该基于IEC62056标准的单相防窃电电能表的信号采集模块是本电能表的关键部分，信号采集的准确与否直接牵涉到电能表的精度和稳定性，与电能表的性能息息相关。信号采集模块的主控芯片采用单相电能计量芯片ADE7755，信号采集电路图如图2、3所示。系统实时监测相线、零线电流和电网电压，采用两片电能计量芯片ADE7755 (L)、ADE7755 (N)分别对主回路、副回路的信号进行采集和处理。其中，以ADE7755(L)为核心的主回路信号采集处理单元以相线为参考地(图3中用标号VL表示)，以ADE7755(N)为核心的副回路信号采集处理单元以零线为参考地(图3中用标号VN表示)。由信号调理单元转换的调理信号V1L、V2L和V1N、V2N通过抗混叠滤波器后分别送至ADE7755(L)和ADE7755 (N)的电流、电压通道。ADE7755内ADC的过采样频率达900kHz，为消除混叠现象，抗混叠滤波器采用截至频率为400kHz的RC低通滤波器。上述第一分流器1和第二分流器2均为铜锰分流器，该基于IEC62056标准的单相防窃电电能表的信号采集模块如附图2、3所示。相线、零线电流信号的调理均由锰铜分流器实现，电网电压信号的调理由电阻分压网络3实现。以相线、零线为参考地，电网电压经电阻分压网络3后得到的调理信号分别送往ADE7755(L)、ADE7755(N)的电压通道。V为电网电压；R3、R6和R9为分压网络电阻，其中R3和R6为1ΚΩ，R9 为 1ΜΩ。
[0023]当未发生窃电、漏电情况时，信息管理模块只计量主回路的电能值，在计量回路中，当主副计量通道电能值的差值大于或者等于电能值的12.5%、并且持续时间在128以上，则判定为窃电、漏电事件，信息管理模块选择电能值大的回路进行计量。因此，在发生窃电、漏电事件的情况下，该基于IEC62056标准的单相防窃电电能表仍能实现电能的准确计量并能准确甄别各种窃电行为。该基于IEC62056标准的单相防窃电电能表中的第一计量模块4和第二计量模块5均为ADE7755单相计量芯片，该芯片是专门为电能测量生产的低成本高性能芯片，是一款适用于单相配电系统的高精度电能计量1C。第一计量模块4和第二计量模块5可提供基于输电线电压和电流计算的瞬时有功功率和平均有功功率。ADE7755中使用的唯一模拟电路是ADC和参考电压电路，所有其它信号处理(例如乘法和滤波)都是在数字域实现，这种信号处理方法可在随环境条件和时间变化的很大范围内提供优异的稳定性和精度。该基于IEC62056标准的单相防窃电电能表，使得供电部门可以在偷电漏电事件发生时，仍然可以准确知道电能计量信息。
[0024]可根据实际需要，对上述基于IEC62056标准的单相防窃电电能表作进一步优化或/和改进:
[0025]如附图1、4所示，上述通信模块包括光纤通信单元6，光纤通信单元6与信息管理模块电连接。该基于IEC62056标准的单相防窃电电能表的光纤功能模块结构，主要由IEC62056标准协议栈、通信端口、应用进程模块以及逻辑设备单元组成。设