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：
本实用新型属于电能计量领域，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。
实用新型内容
本实用新型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。
本实用新型实施例是这样实现的， 一种三相预付费电能计量系统，包括 计算用户实际用电的结算电量的结算电量电能表以及电能控制装置；所述 电能控制装置进一步包括计算用户实际用电的参考电量的参考电量测算模块； 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 差判断的微控制器；
将所述樹:控制器的判断结果上净艮给控制中心的无线通讯单元； 实现预付费卡与所述孩t控制器的物理连接的预付费接口电路；以及 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的电源。
本实用新型实施例的目的还在于提供一种电能控制装置，包括 计算用户实际用电的参考电量的参考电量测算模块；
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
差判断的微控制器；
将所述微控制器的判断结果上报给控制中心的无线通讯单元； 实现预付费卡与所述微控制器的物理连接的预付费接口电路；以及 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的电源。 本实用新型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是本实用新型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是本实用新型实施例提供的电能控制装置的结构图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，
以下结合附图 及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。本实用新型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。
本实用新型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1所示，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分， 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l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。
作为本实用新型的一个实施例，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，仅示出了本实用 新型实施例相关的部分，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^t莫块21与结算电量电能表l一样，均具有电能计量功能，用于计算用户实际用电电量；微控制器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将孩t控制器20的判断结果上才艮给控制中心；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。
在本实用新型实施例中，结算电量电能表1与参考电量测算^f莫块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1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1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1进行重新检定，并按照检定 误差退补电量。
在本实用新型实施例中，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输出的脉沖信号，通过预先设定的脉沖常数计算用户实际用电的参 考电量。作为本实用新型的一个实施例，采样电路2U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釆样以及电流信号的采样。
作为本实用新型的一个实施例，无线通讯单元22可以为GPRS通讯模块， 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。
在本实用新型实施例中，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。作为本实用新型的一个实施例，IC卡包 括IC存储卡，IC智能卡以及IC射频卡。
在本实用新型实施例中，电能控制装置2还包括分别与微控制器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，脉冲指示、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。
采用本实用新型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0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。
在本实用新型实施例中，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。作为本实用新型的一个实施例，显示模块可以为LCD显示 (点阵汉字液晶显示)，也可以为语音提示，还可以为LED显示。
本实用新型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。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型， 凡在本实用新型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 包含在本实用新型的保护范围之内。
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计算用户实际用电的参考电量的参考电量测算模块；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的微控制器；将所述微控制器的判断结果上报给控制中心的无线通讯单元；实现预付费卡与所述微控制器的物理连接的预付费接口电路；以及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的电源。
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 系统包括计算用户实际用电的结算电量的结算电量电能表以及电能控制装置；所述电能控制装置进一步包括计算用户实际用电的参考电量的参考电量测算模块；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 差判断的微控制器；将所述孩t控制器的判断结果上才艮给控制中心的无线通讯单元；实现预付费卡与所述微控制器的物理连接的预付费接口电路；以及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的电源。
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。
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串口通讯电路和红外通讯电路。
7、 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，所述参考电量测算模块进一步包括对用户三相电压电流进行采样，输出电压釆样信号和电流采样信号的采样电路；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的模数转换电路；检测所述模数转换电路输出的脉冲信号，通过预先设定的脉冲常数计算用 户实际用电的参考电量的数据处理电路。
8、 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，所述无线 通讯单元是GPRS模块。
9、 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 电机操作开关实现拉合闸控制。
专利摘要本实用新型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，所述计量系统包括计算用户实际用电的结算电量的结算电量电能表；以及计算用户实际用电的参考电量，并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的电能控制装置。本实用新型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G07F15/06GK201352372SQ20082021289
公开日2009年11月25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