电能表零火线反接自动识别电路及识别方法与流程

本发明属于低压电力线载波通信及控制领域，尤其涉及一种电能表零火线反接自动识别电路及识别方法。

背景技术：

电力系统中，普遍存在零火线接反，变压器三相线表计安装不平衡，线损管理困难等问题。在采集系统上线应用之前，这些问题都需要电力系统人员现场利用专用工具判断，效率非常低。

2009年至今，国家电网公司和南方电网公司开展了全球最大规模的智能电网建设项目，大量的智能电表投入使用。在智能表计的自动抄表方面，低压电力线载波通信技术大量应用，在用电自动采集方面，取得了优异的成绩。随之而来的是基于采集系统的深化应用。采集系统深化应用的领域主要集中在线损分析、零火线接反、供电异常检测、三相平衡等。

交流电矢量方向特性是指周期50Hz的三相交流电中的A、B、C三相线，各相线之间，矢量相差120°。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，提供一种热效率高、节能环保的电能表零火线反接自动识别电路及识别方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括低压电网变压器、载波集中器、第一智能电能表、第二智能电能表和第三智能电能表，其结构要点载波集中器A相端与低压电网变压器的A相出线端相连，载波集中器B相端与低压电网变压器的B相出线端相连，载波集中器C相端与低压电网变压器的C相出线端相连，载波集中器N相端与低压电网变压器的N相出线端相连；第一智能电能表的A相端与供电线A相相连，第二智能电能表的B相端与供电线B相相连，第三智能电能表的C相端与供电线C相相连，第一智能电能表的N相端、第二智能电能表的N相端、第三智能电能表的N相端均与供电线N相相连；所述第一智能电能表、第二智能电能表和第三智能电能表的载波芯片均设置有过零检测电路。

作为一种优选方案，本发明所述过零检测电路包括电阻R37，电阻R37一端与火线连接，电阻R37另一端一侧依次通过电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41分别与二极管VD4阴极、MMBTA14L三极管VT3基极相连，VD4阳极分别与零线、VT3发射极、电容C30一端、电容C31一端、稳压管阳极相连，C30另一端、C31另一端、电阻R42一端、电阻R49一端、载波信号输入端口VP相连，R42另一端、R49另一端、稳压管阴极、电阻R43一端相连，R43另一端与光耦发光二极管正极相连，光耦发光二极管负极与VT3集电极相连，光耦接收端集电极分别与电阻R44一端、电容C32一端、过零检测信号输出端口TZA相连，光耦接收端发射极分别与C32另一端、地线相连。

作为另一种优选方案，本发明所述载波芯片采用TCC081C芯片。

其次，本发明所述载波集中器采用DJGZ23-DXC集中器。

另外，本发明所述智能电能表采用DDZY33-Z智能电能表。

本发明电能表零火线反接自动识别包括以下步骤。

1）载波集中器在A、B、C三相上皆发出检测信号，使检测信号在电力线上过零前（电压上升）和过零后（电压上升）进行调制，发出正过零检测信号；使检测信号在电力线上过零前（电压下降）和过零后（电压下降）进行调制，发出负过零检测；集中器始终首先发出正过零检测信号并调制到电力线上进行通迅。

2）智能电能表接在A、B、C任何一相上通过载波芯片将调制到电力线上的过零检测信号进行解调，如果解调后的过零检测信号为正过零检测信号，与集中器发送的过零信号相位一致，则判断电表接线正确；如果解调后的过零检测信号为负过零检测信号，与集中器发送的过零信号相位相差180度，则电表接线错误。

作为另一种优选方案，本发明所述1）载波集中器在A、B、C三相上皆发出检测信号，使检测信号在电力线上过零前（电压上升）1.65ms和过零后（电压上升）1.65ms进行调制，发出正过零检测信号；使检测信号在电力线上过零前（电压下降）1.65ms和过零后（电压下降）1.65ms进行调制，发出负过零检测。

本发明有益效果。

本发明借助电力线载波通信，研发出一种智能电能表零火线接反自动识别技术。该技术根据交流电矢量方向特性，利用数学算法实现智能电表接线的交流市电矢量方向，自动判断接线正确性，进而进行三相平衡计算和台区降损，为采集系统深化应用提供技术手段。

本发明技术不仅实现测试点火线零线反接的识别，还能实现智能电表的相位归属，为供电企业实现三相用电平衡管理提供了便利手段，同时能够及时发现施工错误的供电接线，避免人身伤害和设备损坏，降低用电客户和供电企业的经济损失。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

图1是本发明电路原理框图。

图2是本发明过零检测电路电路原理图。

图3是本发明电表零火线接反判断流程图。

图4为本发明的过零分时通信方式示意图。

图5为本发明的负过零相位差示意图。

图6为本发明的正过零相位差示意图。

具体实施方式

如图所示，本发明包括低压电网变压器、载波集中器、第一智能电能表、第二智能电能表和第三智能电能表，其结构要点载波集中器A相端与低压电网变压器的A相出线端相连，载波集中器B相端与低压电网变压器的B相出线端相连，载波集中器C相端与低压电网变压器的C相出线端相连，载波集中器N相端与低压电网变压器的N相出线端相连；第一智能电能表的A相端与供电线A相相连，第二智能电能表的B相端与供电线B相相连，第三智能电能表的C相端与供电线C相相连，第一智能电能表的N相端、第二智能电能表的N相端、第三智能电能表的N相端均与供电线N相相连；所述第一智能电能表、第二智能电能表和第三智能电能表的载波芯片均设置有过零检测电路。

所述过零检测电路包括电阻R37，电阻R37一端与火线连接，电阻R37另一端一侧依次通过电阻R38、电阻R39、电阻R40、电阻R41分别与二极管VD4阴极、MMBTA14L三极管VT3基极相连，VD4阳极分别与零线、VT3发射极、电容C30一端、电容C31一端、稳压管阳极相连，C30另一端、C31另一端、电阻R42一端、电阻R49一端、载波信号输入端口VP相连，R42另一端、R49另一端、稳压管阴极、电阻R43一端相连，R43另一端与光耦发光二极管正极相连，光耦发光二极管负极与VT3集电极相连，光耦接收端集电极分别与电阻R44一端、电容C32一端、过零检测信号输出端口TZA相连，光耦接收端发射极分别与C32另一端、地线相连。

所述载波芯片采用TCC081C芯片。

所述载波集中器采用DJGZ23-DXC集中器。

所述智能电能表采用DDZY33-Z智能电能表。

本发明电能表零火线反接自动识别包括以下步骤。

1）载波集中器在A、B、C三相上皆发出检测信号，使检测信号在电力线上过零前（电压上升）和过零后（电压上升）进行调制，发出正过零检测信号；使检测信号在电力线上过零前（电压下降）和过零后（电压下降）进行调制，发出负过零检测；集中器始终首先发出正过零检测信号并调制到电力线上进行通迅。

2）智能电能表接在A、B、C任何一相上通过载波芯片将调制到电力线上的过零检测信号进行解调，如果解调后的过零检测信号为正过零检测信号，与集中器发送的过零信号相位一致，则判断电表接线正确；如果解调后的过零检测信号为负过零检测信号，与集中器发送的过零信号相位相差180度，则电表接线错误。

所述1）载波集中器在A、B、C三相上皆发出检测信号，使检测信号在电力线上过零前（电压上升）1.65ms和过零后（电压上升）1.65ms进行调制，发出正过零检测信号；使检测信号在电力线上过零前（电压下降）1.65ms和过零后（电压下降）1.65ms进行调制，发出负过零检测。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。