[发明专利]电能计量防窃电系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，具体涉及一种电能计量防窃电系统以及电能计量防窃电方法。

背景技术

随着用电需求的增加和国家售电市场的放开，受经济利益驱使，窃电越来越严重，窃电手段也越来越多变和隐蔽，由于现在智能电能表已经能对开表盖的行为有监控，在表外窃电的手段越来越多，而断开零线或者火线使电能表不能正常工作是一种新的窃电方式，而解决这种窃电方式的普遍做法是增加功率CT和电源变换电路，通过功率CT感应到的电流再通过电源变换电路给计量芯片和管理MCU提供电源，如授权公告号为CN 103592483B公开了一种实现电子式电能表掉零线或相线后仍能计量的系统及其方法，，所述的电子式电能表包括供电单元、分压电路、分流器、零线电流互感器和计量模块MCU，所述的供电单元、分压电路、分流器和零线电流互感器的信号采集端均与市电电源的相线L、零线N相连，其信号输出端均与计量模块MCU的对应信号输入端相连，所述的系统还包括功率CT和电源变换电路，所述的功率CT套装在相零线回路上，用于感应用电电压，所述的功率CT的信号输出端与电源变换电路的信号输入端相连，所述的电源变换电路的信号输出端与计量模块MCU的采样信号输入端相连。本发明使用时，当电能表被用户移除电压后不管用电负载大小仍然能够达到有效计量的目的。

但是这种方法存在以下缺点：

CT感应和电源变换电路取自市电电网的电，带来市电线损，不节能；CT感应和电源变换电路成本较大，不经济。

发明内容

本发明要解决的技术问题是解决上述现有技术的不足，提供一种减少功耗的电能计量防窃电系统以及电能计量防窃电方法。

为了解决上述现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：一种电能计量防窃电系统包括电压采样电路、火线电流采样电路、零线电流采样电路、具有计量模块功能的MCU以及低功耗电源管理电路，所述电压采样电路、火线电流采样电路、零线电流采样电路均连接市电和具有计量模块功能的MCU，所述低功耗电源管理电路包括后备电池BT2、充电电池BT1、市电供电电路和电源切换单元，所述后备电池BT2、充电电池BT2以及市电供电电路均与具有计量模块功能的MCU相连给其供电，所述电源切换单元用于切换充电电池BT1与备用电池BT2 的通断以及用于选择具有计量模块功能的MCU的供电电源。

进一步的，所述低功耗电源管理电路还包括二极管D1、二极管D2、二极管D3、三极管 V1以及三极管V2，二极管D1的正极连接市电电源，负极连接电源管理单元以及充电电池BT1，二极管D2正极连接市电电源，负极连接电源管理单元以及后备电池BT2，充电电池BT1和后备电池BT2则连接电源管理单元，二极管D3的正极连接市电电源，负极连接三极管V1的发射极，三极管V1的集电极输出电流给具有计量模块功能的MCU供电，三极管V2的发射极连接充电电池BT1和后备电池BT2，基极连接电源管理单元，集电极输出电流给具有计量模块功能的MCU供电。

进一步的，所述具有计量模块功能的MCU的型号为HT5019。

一种电能计量防窃电方法：

利用电压采样电路、火线电流采样电路、零线电流采样电路采集市电的电压、电流信号传送至MCU,MCU内置计量模块；

当市电供电时，直接利用市电给具有计量模块功能MCU供电，且MCU对充电电池的工作状态和容量进行监控，充电电池处于空闲状态且容量不足时，给充电电池充电；

当MCU输入电源侧出现电源电压丢失时，MCU关闭内置计量模块，进入Hold模式，MCU 每隔时间T唤醒内置的计量模块，打开火线电流采用电路和零线电流采样电路分别采集火线电流和零线电流，采集时间持续200ms，如果火线电流和零线电流的都小于0.1A，则继续关闭计量模块，如果有一路电流大于0.1A，则根据采样值大的电流计算视在功率，把计算值写入到常数有功功率寄存器中，写入结束后，将计量功能模块关闭，MCU继续进入Hold模式，此时MCU就会一直用该常数功率累加发脉冲并累加电能，即MCU计量处于常数模式，工作处于Hold模式。

当MCU输入电源侧出现电源电压丢失时，具有计量模块功能MCU的控制电源切换电路使用充电电池给MCU供电，当充电电池耗电完毕后，使用后备电池给MCU供电。

进一步的，时间间隔T为5秒，计量模块的工作频率为900kHz。