专利名称：三相多功能电能表的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力行业使用的测量器具，尤其涉及一种作为电能测量仪表和电网监测 仪表使用的三相多功能电能表。
背景技术：
随着电力用户用电负荷的增加，供电质量的要求也越来越高，供电部门需要了解电网质 量和用户的各种用电参数，如功率、电压、电流、频率等，这就要求三相电能表的功能和使 用范围扩大。尤其是发电企业与供电企业之间的电能计量、电费核算及收缴的及时性和准确 性已成为生产和用电企业的重要课题。传统的机械式电能表功能单一，且其准确度不高，无 法满足这些需求。
发明内容
本实用新型的目的是解决上述现有技术中存在的问题，提出一种三相多功能电能表。 本实用新型采用的技术方案是，设计一种三相多功能电能表，包括采样单元、计量单 元和MCU控制单元，所述的采样单元采集用户的电压和电流参凄t,并经过计量单元处理后发 送给MCU控制单元，所述的MCU控制单元对采集测量数据产生的有功电能进行计量、累计和 电费核算。
在本实用新型的一个较佳实施例中，所述的采样单元包括电压取样装置和电流取样装置。 所述的计量单元设置有对取样信号进行滤波、放大处理的模块，和将经滤波、放大后的信号 进行A/D转换得到数字量，再对数字量进行计算处理，得出各种参数的模块，这些参数包括电 压、电流、频率、有功功率、无功功率、视在功率、功率因数、有功电能和无功电能数据。 所述的MCU控制单元设置有数据处理模块，该模块可以对测量数据做进一步处理，包括计算出 最大需量、对获取的电压和电流进行比较判断、电能累计、分时费率计算。MCU控制单元还设 置有LCD显示器、存储器、实时时钟和多个接口，这些接口包括按键输入接口、脉冲输出接 口、红外接口、和/或第一RS485接口、第二RS485接口。
本实用新型还可以设计电源管理单元，该单元包括主电源和后备电池。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果
1、 计量精度高，有利于发电企业与供电企业之间准确计量与费用结算。
2、 使用简便，功能强大，可以测量和记录多种用电数据和电网参数，为供电企业全面了 解用户用电负载状况以及提高供电质量提供了技术手段。
3、 具有复费率功能，可以更加准确的计量用户在用电高峰和用电低谷的用电情况，从而 可以为用电企业避开用电高峰提供依据。
4、 给出功率因数数据，有利于电力用户了解电网的负载状况，从而可以有针对性的采取 功率因数补偿，从而达到降低电能损耗的目的。
5、 设有两路RS485总线， 一条实现远程集中抄表，提高了抄表效率，并且减小了抄表差 错率；另一条可以对用户和电网状况实时监测，便于供电企业提高服务质量。6、通过红外通信口，使用手持抄表器实现本地抄表和参数设置，还可以使用红外遥控器 查阅电表数据。即使在电网断电情况下，红外通信功能仍然可以正常使用。
下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细的说明，其中 图1是本实用新型用于三相四线结构的示意图； 图2是本实用新型用于三相三线结构的示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型用于测量三相用电设备的多功能电能表包括由电压取样装置和 电流取样装置组成的采样单元；接收采样单元采集的数据的计量单元；和与计量单元连接的 MCU控制单元。该MCU控制单元设置有LCD显示器、存储器、实时时钟和多个接口，包括按键 输入接口、脉冲输出接口、红外接口、第一RS485接口和第二RS485接口。
在该实施例中，所述的电压取样装置采用电阻分压电路；所述的电流取样装置采用电流 互感器。通过采集单元采集的被测电压和电流信号送入计量单元。该计量单元设置有对取样 信号进行滤波、放大的模块，经滤波、放大后的信号再进行A/D转换得到数字量，计量单元再 对数字量进行计算处理，得出一系列数据，包括电压、电流、频率、有功功率、无功功率、 视在功率、功率因数、有功电能和无功电能。
所述的MCU控制单元从计量单元读取测量数据，并对获得的有功电能和无功电能进行累 计，累计电能存贮于存储器中。所述的MCU控制器还可以对测量数据做进一步处理，包括计 算出最大需量；对获取的电压和电流进行比较判断，以确定是否有失压或断相事件发生，如 果发生了失压或断相事件，相关信息将记录于所述存储器中；所述的MCU控制器中还可以运 转分时费率，支持4个费率，4个时区，12个假日，5套费率时段表，每日可分10个时段。
所述的实时时钟为时段切换提供时基和日历，闰年自动调整。所迷的红外接口用于与手 持抄表器或红外遥控器通信，可以对电表参数和数据进行设置和抄读，红外信号为38kHz调 制信号，抗干扰能力强，通信距离远。所述的RS485接口用于与主站远程通信，远程抄读电 表数据和设置电表参数。该接口电路与其它电路进行了光电隔离，其损坏不会影响其它电路 的功能。所述的LCD显示器带有背光，方便在光线不足时查看显示。LCD显示器配合按键输 入，可以显示测量数据和配置参数。所述的脉冲输出为光电隔离输出，用于精度测试，也可 以接入其它电力仪表计量电能。
电源管理单元由主电源和后备电池组成，在电网电压正常时，工作电源由主电源提供， 电网断电后，电源管理断垣将工作电源切换到后备电池，同时电表进入休眠状态，后备电池 维持实时时钟10运行。经按键输入或红外唤醒后，LCD显示器可以显示数据，此时，通过红外 接口可以抄读数据。操作完成后，LCD显示器关闭，重新进入休眠状态。MCU控制器可以对后 备电池的容量进行监测，在后备电池容量不足时给出报警信息，以便用户及时更换。
图2是本实用新型用于三相三线结构的示意图，其工作原理与图1所示实施例相同。
本实用新型设计的多功能电能表集有功电能表、无功电能表、最大需求量、复费率时段 于一体，还具有电力参数测量仪的部分功能，可以测量用电设备的有功电能、无功电能、有 功功率、无功功率、最大需量、功率因数、负荷电流等多项用电参数和电网电压、频率等供 电参数，实用性强，使用方便。
权利要求1.一种三相多功能电能表，其特征在于包括采样单元、计量单元和MCU控制单元，所述的采样单元采集用户的电压和电流参数，并经过计量单元处理后发送给MCU控制单元，所述的MCU控制单元对采集测量数据产生的电能数据进行分析、比较、累计和分时费率核算。
2. 如权利要求1所述的三相多功能电能表，其特征在于所述的采样单元包括电压取样 装置和电流取样装置，所述的电压取样装置采用电阻分压电路，所述的电流取样电路采用电 流互感器。
3. 如权利要求1所述的三相多功能电能表，其特征在于所述的计量单元设置有对取样 信号进行滤波、放大处理的模块，和将经滤波、放大后的信号进行A/D转换得到数字量，再 对数字量进行计算处理，得出各种参数的模块。
4. 如权利要求1所述的三相多功能电能表，其特征在于所述的MCU控制单元中设置有 数据处理模块，该模块对测量数据计算出最大需求量、对获取的电压和电流进行比较判断、 电能累计、分时费率计算。
5. 如权利要求1所述的三相多功能电能表，其特征在于所述的MCU控制单元设置有存 储数据的存储器、LCD显示器和实时时钟。
6. 如权利要求1所述的三相多功能电能表，其特征在于所述的MCU控制单元设置有按 键输入接口、脉冲输出接口、红外接口、和/或第一RS485接口和第二RS485接口。
7. 如权利要求1所述的三相多功能电能表，其特征在于还包括电源管理单元，该单元 由主电源和后备电池组成，所述的MCU控制器设置有监测备用电池容量，并在备用电池容量 不足时进行报警的模块。
专利摘要本实用新型公开了一种三相多功能电能表，包括采样单元、计量单元和MCU控制单元，所述的采样单元采集用户的电压和电流参数，并经过计量单元处理后发送给MCU控制单元，所述的MCU控制单元对采集测量数据产生的电能数据进行分析、比较、累计和分时费率核算。本实用新型集有功电能表、无功电能表、最大需求量、复费率时段于一体，还具有电力参数测量仪的部分功能，可以测量用电设备的多种参数，实用性强，使用方便。
文档编号G01R22/06GK201352234SQ200920131909
公开日2009年11月25日 申请日期2009年5月18日 优先权日2009年5月18日
发明者杰 孙, 伟 高 申请人:深圳市森晖电子有限公司