[发明专利]具有检测复合开关自身故障的电能表

摘要

本发明公开了具有检测复合开关自身故障的电能表。涉及电能表技术领域，该系统当出现连接在三相四线电能表各相上的功率不平衡时能及时将连接在该三相四线电能表高功率相线上的一部分负载切换到该三相四线电能表低功率相线上。包括三相四线电能表本体，三相四线电能表本体包括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三相平衡监测器、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接口功率监测器；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。

主权项

1.具有检测复合开关自身故障的电能表，包括三相四线电能表本体，三相四线电能表本体包括A相、B相、C相、零线N和三相电能计量模块(110)，其特征在于，还包括节点J1和控制器(107)以及分别与控制器连接的三相平衡监测器(101)、一号电压采样电路(102)、单相逆变电源(103)、隔离变压器(105)、二号电压采样电路(108)和接口功率监测器(109)；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；还包括控制端与控制器连接的开关Ki，其中i为正整数，13≤i≤48；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、三相平衡监测器的监测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；还包括分别与所述接口功率监测器的监测端连接的一号负载接口(201)、二号负载接口(202)、三号负载接口(203)、四号负载接口(204)、五号负载接口(205)和六号负载接口(206)；还包括节点J2、节点J3、节点J4、节点J5、节点J7、节点J8、节点J9、节点J10、节点J11、节点J12、节点J13、节点J15、节点J16、节点J17和节点J19；所述节点J6、开关K13、节点J2、开关K14、节点J3、开关K15、节点J4、开关K16、节点J5和六号负载接口依次串联连接，所述节点J6、开关K21、节点J7、开关K22、节点J8、开关K23、节点J9、开关K24、节点J10和五号负载接口依次串联连接，所述节点J14、开关K29、节点J11、开关K30、节点J12、开关K31、节点J13和四号负载接口依次串联连接，所述节点J14、开关K34、节点J15、开关K35、节点J16和三号负载接口依次串联连接，所述节点J18、开关K38、节点J17和二号负载接口依次串联连接，所述节点J18、开关K39、节点J19和一号负载接口依次串联连接；所述节点J2、开关K17和节点J19依次串联连接，所述节点J7、开关K25和节点J19依次串联连接，所述节点J11、开关K32和节点J19依次串联连接，所述节点J15、开关K36和节点J19依次串联连接，所述节点J3、开关K18和节点J17依次串联连接，所述节点J8、开关K26和节点J17依次串联连接，所述节点J12、开关K33和节点J17依次串联连接，所述节点J16、开关K37和节点J17依次串联连接，所述节点J4、开关K19和节点J16依次串联连接，所述节点J9、开关K27和节点J16依次串联连接，所述节点J5、开关K20和节点J13依次串联连接，所述节点J10、开关K28和节点J13依次串联连接；所述节点J1、开关K43和节点J19依次串联连接，所述节点J1、开关K44和节点J17依次串联连接，所述节点J1、开关K45和节点J16依次串联连接，所述节点J1、开关K46和节点J13依次串联连接，所述节点J1、开关K47和节点J10依次串联连接；所述节点J1、开关K48和节点J5依次串联连接；所述开关K40、开关K41和开关K42均为电路结构完全相同的复合开关；所述复合开关包括一号节点(701)、二号节点(702)、节点M_a、节点M_b、电感L_a、电容C_a、电容C₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、光电耦合器OPT、电阻R₀、电阻R₁、电阻R₂、切换开关K_a、磁驱动电路(502)、硅驱动电路(503)、自用电供电模块(901)和接地端SGND，所述控制器(107)包含有脉冲计数器(805)；所述切换开关K_a包括可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c，所述光电耦合器OPT包括发光二极管D₅和光敏三极管Q₀；所述可控硅开关K_b的一端和磁保持继电器开关K_c的一端分别与一号节点连接，所述可控硅开关K_b的另一端、电阻R₁的一端和电感L_a的一端分别与节点M_a连接，所述电感L_a的另一端、磁保持继电器开关K_c的另一端、电阻R₂的一端和电容C_a的一端分别与节点M_b连接，所述电容C_a的另一端连接在二号节点上，电阻R₁的另一端与电容C₂的一端连接，所述二极管D₁的正极端和二极管D₃的负极端分别连接在电容C₂的另一端上，所述二极管D₂的正极端和二极管D₄的负极端分别连接在电阻R₂的另一端上，所述二极管D₁的负极端和二极管D₂的负极端分别连接在发光二极管D₅的正极端上，所述二极管D₃的正极端和二极管D₄的正极端分别连接在发光二极管D₅的负极端上，所述光敏三极管Q₀的集电极端分别与电阻R₀的一端和控制器连接，所述光敏三极管Q₀的发射极与信号接地端SGND连接，所述自用电供电模块分别与电阻R₀的另一端、磁驱动电路、硅驱动电路和控制器连接，所述硅驱动电路分别与可控硅开关K_b的控制端和控制器连接，所述磁驱动电路分别与磁保持继电器开关K_c的控制端和控制器连接；在同一时间断面内所述一号节点(701)只能连接在A相、B相和C相这三相中的其中一相上；所述二号节点(702)连接在零线N上；自用电供电模块包括电池连接模块、能由若干个相互独立的单体电池依次串联连接而成的电池组；自用电供电模块还包括分别与单体电池个数相等的充电器、切换开关和限流模块；电池连接模块包括与单体电池个数相等的体充电连接机构；在每个体充电连接机构上分别设有体电压检测芯片；每个充电器的电源输出端一对一连接在每个切换开关选择端的一个接线端上；每个切换开关的转动端一对一连接在限流模块的一端上，每个限流模块的另一端一对一连接在电池连接模块的体充电连接机构上；电池连接模块连接在电池组上，所述电池连接模块的控制端、每个体电压检测芯片、每个限流模块的控制端和每个切换开关的控制端分别与控制器连接；并在控制器的控制下，当不为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内各个相互独立的单体电池依次串联连接在一起变成串联电池，当为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池；每个充电器的电源输入端和控制器的电源输入端都导电连接在一个通电先后控制机构上，并且在上电时通电先后控制机构先给控制器通电，然后再给充电器通电；在下电时通电先后控制机构先让充电器断电，然后再让控制器断电。