[发明专利]峰谷计量电子式电能表

说明书

本发明属于对工业用电三相四线制用户的用电量进行连续计量，按峰、平、谷时段分时记录的电子式电能表。

目前，我国根据国际发达国家电网管理的经验，为鼓励用户在电网用电低谷时用电，惩罚其在电网用电高峰时用电，正推行执行按电网供电的峰、平、谷时段收取电费的标准，目前许多厂家开发的复费率电能表，是在原来感应式机械电能表的基础上，加上单片机定时和记录部分，以原有的机械表头进行计量。这样，电表体积大，耗电量高，其致命弱点是不能克服感应式电表对安装垂直度的要求。

本发明的目的在于设计一种成本低、精度高、耗电量小、体积小，计量精度不受安装方式限制，可分时显示或对外接计算机输出峰、平、谷时段的用电量及最大需量的电能表。

本发明的特征是由电压互感器与电流互感器1，信号跟随与保持器2、时钟、贮存器3、12位LED显示器4、单片机部分及A/D采样器5、多路模拟信号转换开关6、键盘7、电平比较与数据封锁部分8等组成的。其连接关系是：电压互感器PTA、PTB、PTC的a1、b1、c1端分别与三相四线制供电电网的“零”线相连，a2、b2、c2端分别与A、B、C相线相连，电流互感器LHA、LHB、LHC的La1、Lb1、Lc1端分别与A、B、C相相连，La2、Lb2、Lc2端出线至用户，电压互感器的fa1、fb1、fc1端分别与模拟地G1相连，fa2、fb2、fc2端分别通过可调电位器RW1、RW2、RW3与模拟地G1相连，可调电位器RW1、RW2、RW3的中间出头分别与多路模拟信号转换开关6的X0、X1、X2相连，电流互感器的n1、n2、n3端分别与模拟地G1相连，L1、L2、L3端分别与可调电位器RW4、RW5、RW6的一端相连，另一端悬空，可调电位器RW4、RW5、RW6中间出头分别与多路模拟信号转换开关6的y0、y1、y2相连，多路模拟信号转换开关6的信号输出端Xt、yt分别与信号跟随与保持部分2的i1、i2相连，其E、F端分别与单片机5的HO0、HO1相连，信号跟随与保持部分2的S1端与单片机5的HO2相连，其输出端O1、O2、O3、O4分别与单片机5的AH4，AH5，AH6，AH7相连，时钟、贮存器3的D0～D7与单片机5的P30～P37相连，Cs端与电平比较和数据封锁部分8的P2端相连，VD通过二极管D1与+5V相连，通过二极管D2和R1并联后与备用电池“+”相连，Vs端与数字地G2和备用电池“-”相连，LED显示器4的IS1、IS2分别与单片机OUTA、OUTB相连以显示十进制数，LD1～LD12分别与单片机部分5的S0～S12相连，以实现12位LED显示器的位选，键盘7与单片机5的连接关系是：键盘7的KE0～KE8与单片机部分5的K0～K8相连，可以键入时间，时段等初始数，该键盘在正常工作时可撤除。电平比较与数据封锁部分8与单片机部分5的连接关系为：8的P1、P3端分别与5的HSI1，YO1端相连，8的V1端接+5V，G端接数字地G2，单片机通过HSI2端与外接“运行/中断”按键相连，通过HSI3端与外接“读数”按键相连，图2给出了信号跟随与保持器2的内部连接关系：i1与信号跟随器MC1的正相输入端b1相连，MC1的负相输入端a2与输出端C1相连，i2与信号跟随器MC2的正相输入端b1相连，MC2的负相输入端b2与输出端c2相连，MC1，MC2的供电电压为±12V，跟随器MC1的输出端C1与保持器MC3的输入端d1相连，MC2的输出端C2与保持器MC4的输入端d2相连，保持器MC3，号转换开关6的X0、X1、X2相连，MC4的控制端P1、P2都与S1端相连，MC3的输出端e1与放大器MC5A、MC5B的正相输入端相连，MC4的输出端e2与放大器MC6A，MC6B的正相输入端相连。电阻R1，R2将5V的参考电压进行分压，使A点的电压为2.5V。A点通过电阻R3与MC5A的负相输入端相连，通过电阻R7与MC6A的负相输入端相连。数字地G2通过电阻R5与MC5B的负相输入端相连，通过电阻R9与MC6B的负相输入端相连，放大器MC5A的输出端f1通过电阻R4与负相输入端相连，通过电阻R11、R12后至输出端O4，放大器MC5B的输出端f2通过电阻R6与负相输入端相连，通过电阻R13、R14至输出端O3，放大器MC6A的输出端f3通过电阻R8与负相端相连，通过电阻R15、R16至输出端O2，放大器MC6B的输出端f4通过电阻R10与负相端相连，通过电阻R17、R18至输出端O1。二极管D1、D3、D5、D7的N结分别与+5V电源相连，P结分别连到H1、H2、H3、H4点，保证H1、H2、H3、H4点电压不超过+5.2V，二极管D2、D4、D6、D8的P结分别与数字地G2相连，N结分别连到H1、H2、H3、H4点保证H1、H2、H3、H4点电压不低于-0.2V。