[发明专利]一种对用电器具有保护功能的导轨式智能电能表

说明书

技术领域

本发明涉及的是仪器仪表、电能计量及电气自动化自动控制领域，特别是一种对用电器具有保护功能的导轨式智能电能表。

背景技术

现有的智能电能表，着重在计量、电参数、收费控制方面，例如IC卡电表，远程控制电表，红外抄表电表，都没有对电表后级用电器进行保护的功能。空气开关对电路有保护作用，但只是一个额定电流值，不能通过软件对功率设定和调整，当电流大于额定电流时才能跳闸，但当后级电路出故障而电流没有达到空气开关的额定电流值，空气开关不能跳闸。

发明内容

本发明的目的是提出一种对电路具有保护功能的智能电能表，很好的解决了以上问题，可以对后级用电的总负荷、单个用电器的功率、电阻性、电容性、电感性进行综合判断，判断若有故障，通过电表自己的继电器切断电源，对电路起到更好的保护作用。

本发明是这样实现的，它主要由外壳、主板、输入接线装置、输出接线装置、显示装置组成，在主板上装有电源单元、通讯单元、计量及控制单元、显示单元、继电器控制单元、信号采集单元；电源单元给所有单元供电，通讯单元通过光电隔离与计量及控制单元连接，通讯单元设有RS485接口，信号采集单元的输出与计量及控制单元连接，信号采集单元的输入接有串接入火线中的锰銅片采样器，继电器控制单元的控制线圈与计量及控制单元连接，继电器控制单元的主触头串接入火线中。

所述外壳的下部设有导轨式安装槽。

本发明除具有一般智能电能表的计量、通讯、欠费断电、故障显示等功能外，还具有对表后用电总负荷进行设定和更改，对表后用电分负荷进行设定和更改。

1、对表后级用电的总负荷可以进行无级设定和更改，例如：电表用在一个家庭，这个家庭的用电器总共4120W，用电电压为220V，空气开关为40A，就可以把总负荷设定为4200W，若实际用电功率达到6000W，超过4200W，那肯定不是用电器在用电，一定是出了故障，这时，空气开关没有达到额定值不会跳闸（空气开关只有达到40A，8800W才会跳闸），而本发明可以通过采样、计算、判断，用继电器切断后级用电器电源，起到保护作用。

2、对各单个用电器的最大功率可以设定和更改，可以对单个用电器的功率、电阻性、电容性、电感性进行综合判断。还是以上面的例子进行阐述，这个家庭的最大功率的用电器为空调，功率为1800W，就可以对单个用电器的最大功率设定为1850W，当功率的增加大于设定值1850，而总负荷没有达到设定的4200W，这也一定不是用电器在用电，一定是出了故障，本发明可以通过采样、计算、判断，用继电器切断后级用电器电源，起到保护作用。

3、还是这个家庭最大功率的用电器为空调，功率为1800W，而其它用电器都是小于1000W的，那就可以对单个用电器的最大功率设定为1000W、阻性断电，当空调起动时，有功和无功功率都有增加，虽然空调功率为1800W，大于1000W，但不是阻性负载，不切断电源，这样就可以更精确的保护后级电路。

以上设定和更改可以通过485通讯远程无级设定和更改，也可以在现场进行。

原理说明：通过锰铜片采样器对电信号进行采样，得到电流、以及电压、相位，计算有功功率和无功功率，进行计量，同时

1、对有功功率进行秒平均和设定的总负荷比较，若大于设定值，通过继电器切断电源。

2、对有功功率的变化值进行秒平均，有功功率的变化值大于单个的用电器设定值，说明增加了一个功率大于设定值的用电器，如果后级没有这么大的用电器，可能就是短路或不完全短路，通过继电器切断电源。

3、对功率因数的变化进行判断，可知增加的是电阻性、电容性还是电感性负载，对不合要求的，通过继电器切断电源。

切断电源后，检查后级电路，排除故障，电路正常后可按DL/T645协议或MODBUS协议通过继电器送电。

本发明的电路保护功能与空气开关相比具有智能化、精确化、多样化，对各分用电器进一步细化了保护功能，使用电更安全。导轨式安装，体积小，安装方便。 

附图说明

图1是本发明的原理方框图，

图2是本发明的内部装配示意图，

图3是本发明图2的侧视图，

图4是本发明的图2的俯视图，

图5是本发明的外形轴测图，

图6是本发明的电气原理图。