专利名称：一种三相预付费电能计量系统及电能控制装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电能计量领域，尤其涉及一种三相预付费电能计量系统及电能控制装置。
背景技术：
现有技术中的预付费电能计量装置主要包括两种， 一种是由IC卡预付费控 制器和结算电量的电能表组成的预付费电能计量装置，其缺点是该电能计量装置的使用和电力法中的某些条款相抵触；拉闸前只能报警，不能把拉闸信息 提前送达用户；且不能主动上报该装置本身的信息(如开箱，超差信息等) 给控制中心，当电价变动时，无法及时调整电量。另 一种是GPRS远程预付费电能计量装置，该装置能远程控制开合闸；能 主动上报装置的本身信息(如开箱，超差信息等)，能主动向用户传达报警、 拉闸信息，且符合电力法的规定；然而该装置的控制模块没有参考电量测算功 能，也没有IC卡接口电路，当结算电量的电能表超差时，电力公司追讨电费会 很困难；同时，若使用该装置的用户所在区域出现通信盲点时，控制中心就会 失去对装置的控制能力。发明内容本发明实施例的目的在于提供一种三相预付费电能计量系统，旨在解决现 有技术中的电能计量装置不能实时监控结算用电能表的超差信息。本发明实施例是这样实现的， 一种三相预付费电能计量系统，包括结算电量电能表，用于计算用户实际用电的结算电量；电能控制装置，用于计算用户实际用电的参考电量，根据所述参考电量对
所述结算电量电能表的误差进行实时监控，当所述结算电量电能表的误差超过 设定值时，将超差报警信息上报给控制中心。本发明实施例的目的还在于提供一种电能控制装置，包括参考电量测算^^莫块，用于计算用户实际用电的参考电量；微控制器，将结算电量与所述参考电量进行超差判断；无线通讯单元，将所述微控制器的判断结果上报给控制中心；预付费接口电路，用于实现预付费卡与所述微控制器的物理连接，当用户用电时，所述微控制器实时扣减所述预付费卡中剩余的电费；以及电源，用于给所述微控制器以及所述参考电量测算模块提供工作电压。 本发明实施例提供的三相预付费电能计量系统采用具有参考电量测算功能的电能控制装置对结算电量电能表的误差进行实时监控，当误差超过设定值时，将超差报警信息上报给控制中心进行相应的处理，避免了因电能表超差引起的电费纠纷。
图1是本发明实施例提供的三相预付费电能计量系统的模块结构图； 图2是本发明实施例提供的电能控制装置的结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅 仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例提供的三相预付费电能计量系统采用具有参考电量测算功能 的电能控制装置对结算电量电能表的误差进行实时监控，当误差超过设定值时， 将超差报警信息上报给控制中心，避免了因超差引起的电费纠纷。本发明实施例提供的三相预付费电能计量系统可以应用于用电的缴费、远
程监控、负荷控制、配电监控、窃电监控、电能表的数据采集等；其模块结构 如图l所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下。三相预付费电能计量系统包括结算电量电能表1以及电能控制装置2, 结算电量电能表1用于计算用户实际用电的结算电量，电能控制装置2用于计 算用户实际用电的参考电量，根据参考电量对结算电量电能表1的误差进行实 时监控，当结算电量电能表1的误差超过设定值时，将超差报警信息上报给控 制中心，这样电力公司就可以实时掌握用户用电情况，及时追缴电费，避免了 电费纠纷。作为本发明的一个实施例，三相预付费电能计量系统还包括电动开关3, 与电能控制装置2连接，在电能控制装置2的驱动下利用电机操作开关实现拉 合闸控制，提高了使用的安全性。同时，电能计量装置还包括用户接线区4, 由四个预留的接线端子构成，用户可以根据需要自己接线，不需要专业人员的 参与。其中，结算电量电能表1为具有电能计量功能的电能表，可以由客户自由 配置，可以配置三相多功能表、三相有无功电子表、1只三相机械有功表和1 只三相机械无功表，也可以为任何公司、任何型号的电能表，主要用于计算用 户实际用电电量。电能控制装置2的模块结构如图2所示，为了便于说明，仅示出了本发明 实施例相关的部分，详述如下。电能控制装置2主要包括微控制器20、参考电量测算模块21、无线通讯 单元22、预付费接口电路23以及电源24;参考电量测算模块21与结算电量电 能表1一样，均具有电能计量功能，用于计算用户实际用电电量；孩"空制器20 将结算电量电能表1计算的结算电量与参考电量测算模块21计算的参考电量进 行超差判断；无线通讯单元22将微控制器20的判断结果上报给控制中心；预 付费接口电路23用于实现预付费卡与微控制器20的物理连接，当用户用电时， 微控制器20实时扣减剩余电费；电源24给微控制器20以及参考电量测算模块
21提供工作电压。在本发明实施例中，结算电量电能表1与参考电量测算模块21都有实时时 钟，可以冻结电量，在冻结周期内，微控制器20根据冻结电量进行误差判断， 具体的判断过程如下，为了便于说明，令在冻结周期内结算电量电能表1的冻 结电量为a (即为结算电量)，参考电量测算模块21的冻结电量为b (即为参 考电量)，结算电量电能表l的电量误差为Xa，参考电量测算模块21的电量 误差为Xb;则先计算Xa-(a-b) x ioo/a;Xb= ( a-b ) x ioo/b;然后判断Xa、 Xb是否超过电能表精度的150%,具体判断结果分三种情况(1 )当Xa超过结算电量电能表1的精度的150%, Xb不超过参考电量测 算模块21的精度的150°/。时，则结算电量电能表l超差，参考电量测算模块21 不超差，则以参考电量测算模块21的冻结电量b为结算依据；(2) 当Xa不超过结算电量电能表l的精度的150%, Xb超过参考电量测 算模块21的精度150%时，则结算电量电能表l不超差，参考电量测算模块21 超差，则以结算电量电能表l的冻结电量a为结算依据；(3) 当Xa超过结算电量电能表l的精度的150%, Xb超过参考电量测算 模块21的精度的150%时，则对结算电量电能表l进行重新检定，并按照检定 误差退补电量。在本发明实施例中，参考电量测算模块21进一步包括采样电路211、模 数转换电路212以及数据处理电路213，采样电路211对用户三相电压电流进 行采样，输出电压采样信号和电流采样信号；模数转换电路212将电压采样信 号与所述电流采样信号转换为脉冲信号；数据处理电路213检测所述模数转换 电路212输出的脉冲信号，通过预先设定的脉冲常数计算用户实际用电的参考 电量。作为本发明的一个实施例，采样电路211进一步包括微型电压互感器 和微型电流互感器，分别用于电压信号的采样以及电流信号的采样。作为本发明的一个实施例，无线通讯单元22可以为GPRS通讯才莫块，也可 以为CDMA通讯模块或GSM通讯模块。当电力政策变动时，微控制器20中
的程序可以通过无线通讯单元22远程升级，保证供电、用电双方的利益；同时， 通过无线通讯单元22可以实时上报用户的用电信息给控制中心，以便电力公司 随时掌握用户的用电情况，还可以通过控制中心将预警、拉闸信息主动送达到 用户。在本发明实施例中，预付费接口电路23为IC卡接口，用于实现预付费卡 与微控制器20的物理连接，用户买电时，电费存在IC卡上，当用户用电时， 微控制器20实时扣减剩余电费。作为本发明的一个实施例，IC卡包括IC存 储卡，IC智能卡以及IC射频卡。在本发明实施例中，电能控制装置2还包括分别与樣i控制器20连接的显 示模块25、时钟电路26以及存储电路27;其中，显示模块25用于显示相关信 息和指示相关状态，显示累计用电电量，显示相关电表及参数信息，显示断相 指示、当前时段费率指示，脉沖指示、断电报警指示和通讯指示；时钟电路26 用于实时时钟的设置、读取和校准，给整个系统提供时间基准；存储电路27 用于存储用户用电电量以及电费等。采用本发明实施例提供的三相预付费电能计量系统预存电费有两种方式， 第一种是将预缴的电费存在IC卡上，IC卡通过预付费接口电路23与微控制器 20连接，电费转存于存储电路27中；第二种方式是将用户预存的电费通过无 线通讯单元22存于存储电路27中；当用户用电时，微控制器20实时扣减剩余 电量，计算电费；当剩余电量到达预警电量时，显示模块25会发声光报警，同 时，通过无线通讯单元22将报警信号上传到控制中心。控制中心通过短信提示 用户及时购买电量。若用户没有及时购买电量，当剩余电量到达O度时，会发 出拉闸信号。在拉闸之前，控制中心会再次提醒用户及时购买电量。同时，为 了方便没有及时购买电量的用户，控制中心可以远程设置透支电量，即使剩余 电量到达O度，仍然可以不拉闸。同样，当使用该装置的用户所在区域出现通 信盲点时，还可以设置不拉闸，进入保电功能。在本发明实施例中，电能控制装置2还包括串口通讯电路28，其一端与
微控制器20连接，另一端用于连接其它电能表，实现多个电能表的组网使用，适用于变电站多表共享远程无线通讯单元22;红外通讯电路29，其一端与微控 制器20连接，另一端连接带红外接口的通讯设备，通过设置相关参数，读取数 据和停电抄表。作为本发明的一个实施例，显示模块可以为LCD显示(点阵汉 字液晶显示)，也可以为语音才是示，还可以为LED显示。本发明实施例4是供的三相预付费电能计量系统采用具有参考电量测算功能 的电能控制装置对结算电量电能表的误差进行实时监控，当误差超过设定值时， 将超差报警信息上报给控制中心进行相应的处理，避免了因电能表超差引起的 电费纠纷。以上所迷仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发 明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明 的保护范围之内。
权利要求
1、一种电能控制装置，其特征在于，所述电能控制装置包括参考电量测算模块，用于计算用户实际用电的参考电量；微控制器，将结算电量电能表计算的用户实际用电的结算电量与所述参考电量进行超差判断；无线通讯单元，将所述微控制器的判断结果上报给控制中心；预付费接口电路，用于实现预付费卡与所述微控制器的物理连接，当用户用电时，所述微控制器实时扣减所述预付费卡中剩余的电费；以及电源，用于给所述微控制器以及所述参考电量测算模块提供工作电压。
2、 如权利要求1所述的电能控制装置，其特征在于，所述电能控制装置还 包括分别与所述微控制器连接的时钟电路、显示模块以及存储电路。
3、 如权利要求2所述的电能控制装置，其特征在于，所述电能控制装置还 包括分别与所述微控制器连接的串口通讯电路和红外通讯电路。
4、 一种三相预付费电能计量系统，其特征在于，所述三相预付费电能计量 系统包括结算电量电能表，用于计算用户实际用电的结算电量；电能控制装置，用于计算用户实际用电的参考电量，根据所述参考电量对 所述结算电量电能表的误差进行实时监控，当所述结算电量电能表的误差超过 设定值时，将超差报警信息上报给控制中心。
5、 如权利要求4所述的三相预付费电能计量系统，其特征在于，所述电能 控制装置包括参考电量测算才莫块，用于计算用户实际用电的参考电量；微控制器，将所述结算电量电能表计算的结算电量与所述参考电量进行超差判断； 无线通讯单元，将所述微控制器的判断结果上报给控制中心； 预付费接口电路，用于实现预付费卡与所述微控制器的物理连接，当用户 用电时，所述微控制器实时扣减所述预付费卡中剩余的电费；以及电源，用于给所述微控制器以及所述参考电量测算模块提供工作电压。
6、 如权利要求5所述的三相预付费电能计量系统，其特征在于，所述电能 控制装置还包括分别与所述微控制器连接的时钟电路、显示模块以及存储电路。
7、 如权利要求6所述的三相预付费电能计量系统，其特征在于，所述电能 控制装置还包括分别与所述微控制器连接的串口通讯电路和红外通讯电路。
8、 如权利要求5所述的三相预付费电能计量系统，其特征在于，所述参考 电量测算模块进一 步包括采样电路，对用户三相电压电流进行采样，输出电压采样信号和电流采样信号；模数转换电路，将所述电压采样信号与所述电流采样信号转换为脉冲信号； 数据处理电路，检测所述模数转换电路输出的脉沖信号，通过预先设定的 脉冲常数计算用户实际用电的参考电量。
9、 如权利要求5所述的三相预付费电能计量系统，其特征在于，所述无线 通讯单元是GPRS模块。
10、 如权利要求4所述的三相预付费电能计量系统，其特征在于，所述三 相预付费电能计量系统还包括电动开关，与所述电能控制装置连接，在所述电能控制装置的驱动下利用 电机操作开关实现4i合闸控制。
全文摘要
本发明适用于电能计量领域，提供了一种三相预付费电能计量系统及电能控制装置，所述计量系统包括结算电量电能表，用于计算用户实际用电的结算电量；电能控制装置，用于计算用户实际用电的参考电量，根据所述参考电量对所述结算电量电能表的误差进行实时监控，当所述结算电量电能表的误差超过设定值时，将超差报警信息上报给控制中心。本发明提供的三相预付费电能计量系统采用具有参考电量测算功能的电能控制装置对结算电量电能表的误差进行实时监控，当误差超过设定值时，将超差报警信息上报给控制中心进行相应的处理，避免了因电能表超差引起的电费纠纷。
文档编号G07F15/06GK101398954SQ20081021699
公开日2009年4月1日 申请日期2008年10月29日 优先权日2008年10月29日
发明者刘志祥, 张宏辉, 张广国, 王运飞, 胡俊睿, 郑友良 申请人:航天科工深圳(集团)有限公司