高压预付费装置及系统的制作方法

本实用新型涉及高压电能控制技术领域，尤其是涉及一种高压预付费装置及系统。

背景技术：

目前，10kv及以上的高压电基本采用先用电，后收费的办法，存在着收费难及电费预先垫付的问题，一些经营状况差，商业信誉低以及偿还能力差的电力客户，一旦欠费，数额巨大，难以收回电费，极大地损害了电力投资者、经营者的合法权益，而且容易造成电力行业的管理混乱。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种高压预付费装置，解决了现有高压电由于采用先用电后付费的方式所导致的欠费及电费预先垫付的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种高压预付费装置，包括电表和跳闸回路；

电表通过互感器获取负载的高压用电量，当电表内的剩余电费低于设定阈值时发出跳闸信号；

跳闸回路包括继电器和分励脱扣器，分励脱扣器连接母线，继电器接收跳闸信号并控制分励脱扣器分闸。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，在不同的时段，电表采用不同的电量费率。

电表使用两种电量费率，用电高峰时段的电量费率高；非用电高峰时段电量费率低，从而通过电量费率缓解用电高峰时段供电紧张的问题；

或采用两种以上的电量费率，即第一用电高峰时段采用第一电量费率，第二用电高峰时段采用第二电量费率，以此类推，第N用电高峰时段采用第N电量费率，通过采用梯度电量费率优化高压用电者的用电时间分布，更有效地缓解用电高峰时段供电紧张的问题。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，电表至少包括控制电路、输入电路、时钟电路、采集电路、分时电能电路和信号发送电路，控制电路连接输入电路、时钟电路、采集电路、分时电能电路和信号发送电路；

采集电路连接互感器，通过电流互感器获取电流信息，通过电压互感器获取电压信息；

通过输入电路输入预付费金额、各电量费率及其对应的收费时段；

分时电能电路根据采集电路采集的电流、电压信息以及通过输入电路输入的预付费金额、电量费率及其对应的收费时段输出剩余电费；

通过信号发送电路向跳闸回路发送跳闸信号。

当剩余电费低于设定阈值时，电表通过信号发送电路向继电器发送跳闸信号，继电器控制分励脱扣器脱扣器跳闸。

当设定阈值为0时，分励脱扣器脱扣跳闸后即停止向负载供电；

当设定阈值为非0值时，比如20元，分励脱扣器跳闸后即停止向负载供电，但用户可以通过启用电表实现高压电路的供电，直至剩余电费为0时，电表再次通过信号发送电路向继电器发送跳闸信号，继电器控制分励脱扣器脱扣跳闸，此时，用户在没有续费的情况下，不能再次通过启动电表实现高压电路的供电。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，互感器至少包括电流互感器和电压互感器，电表分别通过电流互感器和电压互感器获取高压电路的电流与电压信号，进而可以得出负载的耗电情况。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，互感器还包括零序电流互感器，零序电流互感器连接电表，零序电流互感器用于检测电路中的零序电流，当零序电流互感器、电流互感器以及电压互感器所检测数值出现异常时，电表向跳闸回路的继电器发送故障跳闸信号，继电器控制分励脱扣器脱扣跳闸，以保护负载和该高压预付费装置的安全。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该装置还包括进线柜、计量柜和出线柜，母线依次进入进线柜、计量柜和出线柜，并从出线柜出线，电流互感器、电压互感器和电表设于所述计量柜内。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，电压互感器与熔断器电连接，熔断器用于保护电压互感器以及该高压预付费装置内的其他机构。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本实用新型实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，出线柜内的母线设有中压撞针式熔断器，中压撞针式熔断器通过负荷开关连接母线，中压撞针式熔断器用于保护该预付费装置。

结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，电表内置有GPRS芯片，并通过GPRS网络向用户发送高压电费信息，当预付费达到信息发送阈值时，电表通过GPRS网络向用户发送提示短信，告知用户电费已到达某阈值，方便用户对电费的监控，同时用户可以拥有更充足的缴费时间。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种高压预付费系统，包括服务器以及多个上述高压预付费装置，电表通过网络连接服务器。

服务器通过有线或无线网络连接电表，从而实现在线抄表以及高压用电的实时监控等，优选地，服务器通过GPRS网络连接电表，便于实现服务器与电表的连接。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型提供的一种高压预付费装置由电表通过互感器获取负载的高压用电量，并计算出用电量的费用以及剩余电费，当电费低于设定阈值时向跳闸回路中的继电器发送跳闸信号，继电器控制分励脱扣器跳闸，使高压电断路，进而实现了有费供电，无费停电，有利于维护供电者的利益，同时便于电力行业的管理。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例1提供的一种高压预付费装置的示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的一种高压预付费装置中跳闸回路的电路图；

图3为本实用新型实施例1提供的一种高压预付费装置的电表示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的一种高压预付费装置中电流互感器回路的电路图；

图5为本实用新型实施例1提供的一种高压预付费装置中电压互感器回路的电路图；

图6为本实用新型实施例1提供的一种高压预付费装置的一次系统图；

图7为本实用新型实施例2提供的一种高压预付费系统的示意图。

图标：

100-电表；101-控制电路；102-输入电路；103-时钟电路；104-采集电路；1041-电压采集机构；105-分时电能电路；106-信号发送电路；1061-信号发送机构；200-跳闸回路；201-继电器；300-电压互感器；301-交流电压表；302-转换开关；400-电流互感器；500-零序电流互感器；701-进线柜；702-计量柜；703-出线柜；801-熔断器；802-传感器；803-避雷器；804-中压撞针式熔断器；900-服务器。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

目前的高压电由于先用电后付费，导致电费拖欠与电费预先垫付的问题，基于此，本实用新型实施例提供的一种高压预付费装置及系统，可以解决现有高压电先用电后付费的问题。

实施例1：

如图1所示，本实施例提供的高压预付费装置，包括跳闸回路200(如图2所示)和电表100(如图3所示)，电表100通过互感器获取负载的高压用电量，当电表100内的剩余电费低于设定阈值时发出跳闸信号；跳闸回路200包括继电器和分励脱扣器，分励脱扣器连接母线，继电器接收跳闸信号并控制分励脱扣器分闸。

该高压预付费装置由电表100通过互感器获取负载的高压用电量，并计算出用电量的费用以及剩余电费，当电费低于设定阈值时向继电器发送跳闸信号，继电器控制分励脱扣器跳闸，使高压电断路，进而实现了有费供电，无费停电，有利于维护供电者的利益，同时便于电力行业的管理。

如图2所示，跳闸回路包括微型断路器KD，微型断路器KD用于将该跳闸回路连接母线A、N；分励脱扣器YC与继电器KA的常开开关KA1串联后并联于微型断路器KD的两端，且继电器KA的线圈接收电表的跳闸信号。

如图3所示，电表100至少包括控制电路101、输入电路102、时钟电路103、采集电路104、分时电能电路105和信号发送电路106，控制电路101连接输入电路102、时钟电路103、采集电路104、分时电能电路105和信号发送电路106。

采集电路104连接电流互感器400与电压互感器300，通过电流互感器400获取电流信息，通过电压互感器300获取电压信息。

通过输入电路102输入用户所缴纳的电费总额，以及电量费率及其所对应的时段。需要说明的是，电表100可以采用传统的单电量费率，也可以在不同的时段采用不同的电量费率，具体如下：

单电量费率，即传统电表100，全天乃至全年采用单一电量费率；

两种电量费率，以天为对象划分，即一天内用电高峰时段的电量费率高，非用电高峰时段电量费率低，从而通过电量费率缓解用电高峰时段供电紧张的问题。

两种以上的电量费率，以天为划分对象，即第一用电高峰时段采用第一电量费率，第二用电高峰时段采用第二电量费率，以此类推，第N用电高峰时段采用第N电量费率，通过采用梯度电量费率优化高压用电者的用电时间分布，更有效地缓解用电高峰时段供电紧张的问题。

各收费时段无重叠部分，顺次连接后构成全天24小时，优选地，电量费率可以进行两级或多级设置，比如，以年为划分对象进行每年的一级划分，然后再以天为划分对象进行每天的二级划分，具体可以根据电量供需情况进行划分。

分时电能电路105用于计算剩余电费，具体为根据采集电路104采集的电流、电压信息以及通过输入电路102输入的预付费金额、电量费率及其对应的收费时段输出剩余电费。

通过信号发送电路106向跳闸回路的继电器201发送跳闸信号。

当剩余电费低于设定阈值时，电表100通过信号发送电路106向继电器201发送跳闸信号，继电器201控制分励脱扣器脱扣跳闸。

需要说明的是，当剩余电费的设定阈值为0时，高压线路在分励脱扣器跳闸后即停止向负载供电；当剩余电费的设定阈值为非0值时，比如20元，分励脱扣器脱扣跳闸后即停止向负载供电，但分离脱扣器跳闸后经再分闸操作后，用户可以通过电表100向跳闸回路的继电器201发送合闸信号，分励脱扣器合闸，或请求人工合闸，负载恢复供电，直至剩余电费为0时电表100再次通过信号发送电路106向继电器201发送跳闸信号，继电器201控制分励脱扣器脱扣跳闸，此时，用户在没有续费的情况下，不能再次通过电表100使分励脱扣器合闸恢复负载的供电，只有续费后才能继续使用高压电。

另外，电表100还连接零序电流互感器500，当电表100通过电流互感器400、电压互感器300以及零序电流互感器500检测到的任一电路参数异常时，电表100向跳闸回路的继电器201发送故障跳闸信号，继电器201驱动分励脱扣器脱扣跳闸，实现断电，因此，当电路发生故障时可以防止电路负载和该预付费装置受到损坏。

如图4所示，电流互感器TA连接电表WH，电表WH用于测量电流互感器TA二次侧的电流，优选地，电流互感器TA的型号为LZZBJ9-10。

如图5所示，电表的电压测量机构JD和信号发送机构FK连接电压互感器TV的二次侧，电压测量机构JD用于检测电压互感器TV二次侧的电压，信号发送机构FK用于发送电表的控制信号；转换开关SA用于电压转换，交流电压表PV用于检测转换开关转换后的交流电压，且转换开关型号为LW5D-16YH3/3，电压表型号为6L2-V10/0.1。

作为本实施例的另一种优选实施方式，如图6所示，该装置还包括进线柜701、计量柜702和出线柜703，母线依次进入进线柜701、计量柜702，然后从出线柜703出线，电流互感器400、电压互感器300、交流电压表301、转换开关302和电表设于计量柜702内，电表的电压采集机构1041和信号发送机构1061也设于计量柜内，其中，电压采集机构1041包括电压采集电路，信号发送机构1061包括信号发送电路。

进线柜701、计量柜702和出线柜703均设有熔断器801，其中计量柜702中电压互感器300连接熔断器801，出线柜703设有中压撞针式熔断器804，电表发送的故障跳闸信号与跳闸回路、熔断器801以及中压撞针式熔断器804形成了该高压预付费装置的多重保护，提高了该装置的使用安全性。

作为本实施例的另一种优选实施方式，该装置还设有高压带电显示器，用于显示高压电路是否带电。

此外，以上实施方式的电表内可设有GPRS芯片，当预付费达到信息发送阈值时，电表通过GPRS网络向负载用户发送提示短信，告知用户电费已到达某设定阈值，方便用户对电费的监控，同时用户可以拥有更充足的缴费时间。

实施例2：

如图7所示，本实用新型提供的高压预付费系统，包括服务器900以及多个实施例1中提供的高压预付费装置，电表100通过网络连接服务器900。

服务器900通过有线或无线网络连接多个电表100，电表100对高压电路进行实时检测，同时根据各个时段的费率得到剩余电费，同时，将各参数值以及剩余电费同步至服务器900或每隔指定时间同步一次，使服务器900可以实时获取各个负载的用电情况，另外，当剩余电费达到设定阈值时或是发生故障时，电表100向跳闸回路的继电器发送跳闸信号的同时，向服务器900发送携带有电表标识的跳闸信号，便于服务器900定位至具体电表100，方便负载电费的确定以及故障维修。

作为本实施例的优选实施方式，服务器900通过GPRS网络连接电表100，便于实现服务器900与电表100的网络通信。

本实用新型实施例提供的高压预付费系统，与上述实施例提供的高压预付费装置具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。