一种输出接线口的供电相线可任意切换的电能表的制作方法

本实用新型涉及电能表技术领域，具体涉及一种输出接线口的供电相线可任意切换的电能表。

背景技术：

现有电能表由于输出接线口的供电相线不能切换，导致在电网出现不平衡运行时电网监控中心不能将电能表上输出接线口的供电相线切换到其它供电相线上，造成电网平衡调节灵活度低。因此，设计一种输出接线口的供电相线可任意切换的电能表显得非常必要。

技术实现要素：

本实用新型是为了解决现有电能表的输出接线口的供电相线不能切换，导致在电网出现不平衡运行时电网监控中心不能将电能表上输出接线口的供电相线切换到其它供电相线上的不足，提供具有多相输入单相输出，并且输出接线口的供电相线可任意切换，结构简单，可靠性高的一种输出接线口的供电相线可任意切换的电能表。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种输出接线口的供电相线可任意切换的电能表，包括电能表本体和电网监控中心，电能表本体包括A相、B相、C相、零线N和三相电能计量模块，还包括节点J1和控制器以及分别与控制器连接的一号电压采样电路、单相逆变电源、隔离变压器、二号电压采样电路和无线模块。单相逆变电源的电源输出端和隔离变压器的电源输入端连接，节点J1分别与隔离变压器的电源输出端和二号电压采样电路的采样端连接，三相电能计量模块与控制器连接，无线模块与电网监控中心无线连接。

还包括控制端分别与控制器连接的开关K2、开关K4、开关K21、开关K25、开关K34、开关K36、开关K39、开关K40、开关K41和开关K42。

还包括节点J18、节点J14和节点J6，节点J18的火线端与A相连接，节点J14的火线端与B相连接，节点J6的火线端与C相连接。节点J18的零线端、节点J14的零线端和节点J6的零线端都分别与零线N连接。

三相电能计量模块的电能计量端和一号电压采样电路的采样端都分别与节点J18、节点J14和节点J6连接。

单相逆变电源的电源输入端通过开关K40与节点J18连接，单相逆变电源的电源输入端通过开关K41与节点J14连接，单相逆变电源的电源输入端通过开关K42与节点J6连接。

还包括输出接线口、节点J7、节点J15和节点J19。

所述节点J6、开关K21和节点J7依次串联连接，所述节点J14、开关K34和节点J15依次串联连接，所述节点J18、开关K39、节点J19和输出接线口依次串联连接。

所述节点J1、开关K2、节点J7、开关K25和节点J19依次串联连接，所述节点J1、开关K4、节点J15、开关K36和节点J19依次串联连接。

本方案在使用时，假设在一般情况下，输出接线口是由A相供电。

当电网监控中心监测到电网的三相出现功率不平衡且不平衡超过设定值时，本方案假设电网监控中心监测到电网A相功率最大，C相功率最小。电网监控中心立即通过无线模块给控制器一个要把电能表输出接线口的供电相线从A相切换到C相的相线切换信号。

控制器收到电网监控中心要把电能表的输出接线口的供电电源从A相切换到C相的切换过程如下：

首先，假设在切换前，开关K2、开关K4、开关K21、开关K25、开关K34、开关K36、开关K40、开关K41和开关K42都处于断开状态，开关K39处于闭合状态。

然后，一号电压采样电路的开关将A相接通，一号电压采样电路采集A相的电压信号并上传给控制器。

然后，开关K42闭合接通C相与单相逆变电源，单相逆变电源输出的电压信号以A相的电压信号作为参考，以单相逆变电源输出的电压信号作为反馈信号，构成闭环控制，在控制器中产生SPWM的驱动信号，使单相逆变电源输出的电压波形经隔离变压器输出稳定的正弦波电源。当隔离变压器输出的正弦波电源与A相电压同幅值同相位时，同时闭合开关K2和开关K25，并同时断开开关K39，此时输出接线口上的供电电源状态还是和A相上的电源状态相同。

然后，控制器采用移相控制，使单相逆变电源输出的电压波形经滤波器滤波后再经隔离变压器输出稳定的正弦波电源。当隔离变压器输出的正弦波电源与C相电压同幅值同相位时，在断开开关K2的同时并闭合开关K21，此时输出接线口上的供电电源状态就完全和C相上的电源状态相同，即此时输出接线口的供电电源已经从A相切换到了C相。

最后将开关K42断开，使单相逆变电源被旁路退出，至此一次相位切换作业结束。

本方案的电能表当电网监控中心监测到电网各相出现功率不平衡且不平衡超过设定值时，电网监控中心能及时将电能表输出接线口的供电相线从高功率相线切换到低功率相线上。本方案具有多相输入单相输出，并且输出接线口的供电相线可任意切换，结构简单，可靠性高。

作为优选，还包括与控制器连接的存储器。存储器便于存储电能表的信息，使用方便简单。

作为优选，还包括过滤器，过滤器串联连接在单相逆变电源的电源输出端和隔离变压器的电源输入端之间的连线上。过滤器提高了隔离变压器输入的可靠性，进而使得隔离变压器输出的可靠性更高。

作为优选，隔离变压器的变比大于1.17。由于单相逆变电源输出的正弦电压的幅值最大只有输入电压的0.85倍，因此在滤波器的后边接上隔离变压器，变比大于1.17，以使切换系统的输出电压幅值达到220V，提高了系统的实用性和可靠性。

本发明能够达到如下效果：

本实用新型电能表当电网监控中心监测到电网各相出现功率不平衡且不平衡超过设定值时，电网监控中心能及时将电能表输出接线口的供电相线从高功率相线切换到低功率相线上。本电能表具有多相输入单相输出，并且输出接线口的供电相线可任意切换，结构简单，可靠性高。

附图说明

图1是本实用新型实施例切换前的一种使用状态电路原理连接结构示意图。

图2是本实用新型实施例切换过程中使隔离变压器输出的正弦波电源与A相电压同幅值同相位时的一种使用状态电路原理连接结构示意图。

图3是在图2的基础上让开关K43闭合，让开关K39断开时的一种使用状态电路原理连接结构示意图。

图4是本实用新型实施例输出接线口的供电电源已经从A相切换到了C相上的一种使用状态电路原理连接结构示意图。

图5是本实用新型控制器与各个开关的一种电路原理连接结构示意框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：一种输出接线口的供电相线可任意切换的电能表，参见图1、图5所示，包括电能表本体和电网监控中心401，电能表本体包括A相、B相、C相、零线N和三相电能计量模块110，还包括节点J1、过滤器104和控制器107以及分别与控制器连接的一号电压采样电路102、单相逆变电源103、隔离变压器105、存储器106、二号电压采样电路108和无线模块111。过滤器串联连接在单相逆变电源的电源输出端和隔离变压器的电源输入端之间的连线上。节点J1分别与隔离变压器的电源输出端和二号电压采样电路的采样端连接，三相电能计量模块与控制器连接，无线模块与电网监控中心无线连接。隔离变压器的变比大于1.17。

还包括控制端分别与控制器连接的开关K2、开关K4、开关K21、开关K25、开关K34、开关K36、开关K39、开关K40、开关K41和开关K42。

还包括节点J18、节点J14和节点J6，节点J18的火线端与A相连接，节点J14的火线端与B相连接，节点J6的火线端与C相连接。节点J18的零线端、节点J14的零线端和节点J6的零线端都分别与零线N连接。

三相电能计量模块的电能计量端和一号电压采样电路的采样端都分别与节点J18、节点J14和节点J6连接。

单相逆变电源的电源输入端通过开关K40与节点J18连接，单相逆变电源的电源输入端通过开关K41与节点J14连接，单相逆变电源的电源输入端通过开关K42与节点J6连接。

还包括输出接线口301、节点J7、节点J15和节点J19。

所述节点J6、开关K21和节点J7依次串联连接，所述节点J14、开关K34和节点J15依次串联连接，所述节点J18、开关K39、节点J19和输出接线口依次串联连接。

所述节点J1、开关K2、节点J7、开关K25和节点J19依次串联连接，所述节点J1、开关K4、节点J15、开关K36和节点J19依次串联连接。

本实施例在使用时，假设在一般情况下，输出接线口是由A相供电。

当电网监控中心监测到电网的三相出现功率不平衡且不平衡超过设定值时，本实施例假设电网监控中心监测到电网A相功率最大，C相功率最小。电网监控中心立即通过无线模块给控制器一个要把电能表输出接线口的供电相线从A相切换到C相的相线切换信号。

控制器收到电网监控中心要把电能表的输出接线口的供电电源从A相切换到C相的切换过程如下：

首先，参见图1所示，假设在切换前，开关K2、开关K4、开关K21、开关K25、开关K34、开关K36、开关K40、开关K41和开关K42都处于断开状态，开关K39处于闭合状态。

然后，一号电压采样电路的开关将A相接通，一号电压采样电路采集A相的电压信号并上传给控制器。

然后，参见图2所示，开关K42闭合接通C相与单相逆变电源，单相逆变电源输出的电压信号以A相的电压信号作为参考，以单相逆变电源输出的电压信号作为反馈信号，构成闭环控制，在控制器中产生SPWM的驱动信号，使单相逆变电源输出的电压波形经隔离变压器输出稳定的正弦波电源。当隔离变压器输出的正弦波电源与A相电压同幅值同相位时，同时闭合开关K2和开关K25，并同时断开开关K39，此时输出接线口上的供电电源状态还是和A相上的电源状态相同。

然后，参见图3所示，控制器采用移相控制，使单相逆变电源输出的电压波形经滤波器滤波后再经隔离变压器输出稳定的正弦波电源。当隔离变压器输出的正弦波电源与C相电压同幅值同相位时，在断开开关K2的同时并闭合开关K21，此时输出接线口上的供电电源状态就完全和C相上的电源状态相同，即此时输出接线口的供电电源已经从A相切换到了C相。

最后，参见图4所示，将开关K42断开，使单相逆变电源被旁路退出，至此一次相位切换作业结束。

本实施例的电能表当电网监控中心监测到电网各相出现功率不平衡且不平衡超过设定值时，电网监控中心能及时将电能表输出接线口的供电相线从高功率相线切换到低功率相线上。本实施例具有多相输入单相输出，并且输出接线口的供电相线可任意切换，结构简单，可靠性高。

上面结合附图描述了本实用新型的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。