專利名稱：電能計(jì)量設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電能計(jì)量設(shè)備，其包含-脈沖計(jì)量儀(pulsemeter)，每預(yù)定數(shù)量電能提供一個(gè)電脈沖或造成電路閉合一次(closing)；以及-通信模塊，與所述脈沖計(jì)量儀連接，以便發(fā)送電能和/或消耗電能信息，所述通信模塊包含接入與所述脈沖計(jì)量儀的連線的兩個(gè)輸入端。本發(fā)明還涉及電能計(jì)量方法。
背景技術(shù)：
已知電能計(jì)量設(shè)備包含使用校準(zhǔn)脈沖發(fā)送電能信息的計(jì)量儀。因此，每個(gè)脈沖代表預(yù)定數(shù)量電能。該脈沖或者是電脈沖或者是電接觸器(contact)閉合。該計(jì)量儀往往與通信模塊相聯(lián)系，以便遠(yuǎn)程發(fā)送有關(guān)消耗能量、累計(jì)能耗和/或電能的數(shù)據(jù)。該通信模塊也可以發(fā)送附加信息，尤其所述模塊附近的電裝置提供的狀態(tài)信息。 在這種情況下，該通信模塊包含幾個(gè)狀態(tài)輸入端。但是，幾個(gè)輸入端的存在造成通信電路的尺寸增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供可以減少通信電路輸入端的數(shù)量的電能計(jì)量設(shè)備和方法。在包含如下的按照本發(fā)明的電能計(jì)量設(shè)備中-脈沖計(jì)量儀，每預(yù)定數(shù)量電能提供一個(gè)電脈沖或造成電路閉合一次；以及-通信模塊，與所述脈沖計(jì)量儀連接以便發(fā)送電能和/或消耗電能信息，所述通信模塊包含接入與所述脈沖計(jì)量儀的連線的兩個(gè)輸入端，所述通信模塊包含與所述輸入端連接以便區(qū)分能量脈沖信息和與所述輸入端連接的電裝置的狀態(tài)信息的鑒別部件。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述脈沖計(jì)量儀和所述電裝置的狀態(tài)接觸器并聯(lián)在所述通信模塊的所述輸入端上。所述通信模塊有利地包含計(jì)算兩個(gè)脈沖之間的平均能量的部件。所述通信模塊優(yōu)選地包含當(dāng)超過沒有脈沖的預(yù)定時(shí)段時(shí)計(jì)算低于前能量的估計(jì)中間能量的部件。所述通信模塊優(yōu)選地包含發(fā)送電能和/或消耗電能消息的部件，以便每隔一定間隔或當(dāng)能量與前值相比具有大于預(yù)定值的偏差時(shí)發(fā)送所述消息。在一個(gè)特定實(shí)施例中，所述通信模塊包含當(dāng)所述輸入端在比預(yù)定時(shí)間長的時(shí)段期間有效時(shí)發(fā)送所述電裝置的狀態(tài)消息的部件。按照本發(fā)明的計(jì)量電能的方法包含-監(jiān)視接入脈沖或接觸器閉合計(jì)量儀的連線和電裝置的狀態(tài)接觸器的連線的通信模塊的輸入端；
-檢測所述脈沖計(jì)量儀提供的脈沖，每個(gè)脈沖代表預(yù)定數(shù)量電能；-通過通信模塊發(fā)送電能和/或消耗電能信息；以及-進(jìn)行鑒別以便區(qū)分能量脈沖信息和與所述通信模塊輸入端連接的電裝置的狀態(tài)
fn息ο所述方法有利地包含計(jì)算兩個(gè)脈沖之間的平均能量。所述方法優(yōu)選地包含當(dāng)超過沒有脈沖的預(yù)定時(shí)段時(shí)計(jì)算低于前能量的估計(jì)中間
能量°所述方法優(yōu)選地包含發(fā)送電能和/或消耗電能消息，以便每隔一定間隔或當(dāng)能量與前值相比具有大于預(yù)定值的偏差時(shí)發(fā)送所述消息。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述方法包含當(dāng)所述輸入端在比預(yù)定時(shí)間長的時(shí)段內(nèi)有效時(shí)發(fā)送所述電裝置的狀態(tài)消息。


其它優(yōu)點(diǎn)和特征可以從僅僅為了非限制性示范目的給出的和表示在附圖中的本發(fā)明特定實(shí)施例的如下描述中明顯看出，在附圖中-圖1代表含有按照本發(fā)明第一實(shí)施例的電能計(jì)量設(shè)備的裝置的圖形；-圖2示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備中電能計(jì)量儀提供給通信電路的脈沖
信號；-圖3代表按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備中含有通信電路、電能計(jì)量儀和電裝置的圖形；-圖4A、圖4B和圖4C示出了代表按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備和方法中的處理操作的信號；以及-圖5代表照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電能計(jì)量方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式含有電能計(jì)量設(shè)備的裝置的圖形表示在圖1中。像輸入斷路器那樣的電裝置1與供電干線2串聯(lián)。電計(jì)量儀3也與干線2和電裝置1串聯(lián)。從而，電能計(jì)量依賴于流入電線2中的電流。在計(jì)量儀和斷路器的負(fù)載側(cè)，干線供電給受斷路器5保護(hù)和供電給負(fù)載6 的幾條分饋電線4。該電能計(jì)量設(shè)備包含每預(yù)定數(shù)量電能提供一個(gè)電脈沖或造成電路閉合一次的脈沖計(jì)量儀3。該計(jì)量儀的輸出端7用在每個(gè)脈沖上閉合電路的打開晶體管輸出端表示。該計(jì)量設(shè)備還包含與所述脈沖計(jì)量儀連接以便發(fā)送(9)電能和/或消耗電能信息的通信模塊 8，所述模塊包含接入與所述脈沖計(jì)量儀3的連線的兩個(gè)輸入端10。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，通信模塊8包含鑒別模塊11，該鑒別模塊11與所述輸入端10連接，以便區(qū)分能量脈沖信息和也與所述輸入端連接的電裝置1的狀態(tài)信息的。電裝置的狀態(tài)經(jīng)由與該裝置的機(jī)構(gòu)相聯(lián)系的輔助狀態(tài)接觸器12提供。所述輔助接觸器具有在斷路器的情況下基于打開、閉合或跳閘狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)位置。脈沖計(jì)量儀3和電裝置的狀態(tài)接觸器12并聯(lián)在通信模塊輸入端10上。當(dāng)在比最大脈沖持續(xù)時(shí)間長的預(yù)定時(shí)段期間激活輸入端時(shí)，該鑒別模塊檢測狀態(tài)信息。例如，如果脈沖持續(xù)20ms (毫秒)，預(yù)定狀態(tài)測試時(shí)段可以是300ms。因此，當(dāng)輸入端在比預(yù)定時(shí)間段長的時(shí)段期間有效時(shí)，通信模塊發(fā)送所述電裝置的狀態(tài)消息。通信模塊還包含計(jì)算累計(jì)能耗尤其能量的處理模塊13，以及發(fā)送信息的發(fā)送器。圖2示出了電能計(jì)量儀提供給通信電路的脈沖信號15。脈沖的狀態(tài)1對應(yīng)于有效狀態(tài)和計(jì)量儀輸出端7的閉合。在每個(gè)脈沖上，累計(jì)能量值肚增加預(yù)定值En，并且可以隨在兩個(gè)脈沖的開頭之間經(jīng)過的時(shí)間T而變地計(jì)算能量，即，P = En/T。圖3代表按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備中含有通信電路8、電能計(jì)量儀3和電裝置1以及它的輔助狀態(tài)接觸器12的圖形。這些元件可以是排列在導(dǎo)軌形式的支架16上的模塊化裝置。計(jì)量儀3的輸出端和輔助接觸器12的輸出端并聯(lián)在通信模塊8的輸入端10 上。在這個(gè)圖形中，通信模塊8包含可充電或一次性電池17和全局通信處理電路18，全局通信處理電路18包含鑒別模塊11、計(jì)算累計(jì)能量和能量的處理模塊13、和發(fā)送器14的功能。電路18和電池連接在模塊8的輸入端10之間。圖4A、圖4B和圖4C示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的設(shè)備和方法中的處理值。圖 4A示出了通信模塊8的輸入端10的狀態(tài)。在第一時(shí)段20期間，輸入端接收電能計(jì)量脈沖 15，而在從時(shí)間t5開始的第二時(shí)段21期間，狀態(tài)信號22連續(xù)出現(xiàn)。圖4B示出了代表像P =En/T那樣的平均能量值的確定的曲線圖23，T是兩個(gè)相繼脈沖之間的時(shí)段。當(dāng)脈沖規(guī)則時(shí)，平均能量是常數(shù)，例如，在時(shí)段tl與t2之間。如果脈沖越來越遠(yuǎn)，則能量P像在時(shí)間t3 上那樣減小。在兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間間隔變得太長或脈沖停止的情況下，當(dāng)超過沒有任何脈沖的預(yù)定時(shí)段時(shí)，通信模塊計(jì)算低于前能量的估計(jì)中間能量值Pi。例如，在時(shí)間t4上，超過了沒有脈沖的時(shí)段Tb，能量值P下降。圖4C示出了通信模塊8進(jìn)行的消息發(fā)送M。因此，優(yōu)選地每隔一定間隔或當(dāng)能量與前值相比具有大于預(yù)定值的偏差時(shí)發(fā)送包含電能和/ 或消耗電能值的消息。消息25的發(fā)送也可以在發(fā)生特定事件時(shí)，尤其通過檢測輸入端10 上的狀態(tài)接觸器的閉合來觸發(fā)。圖5代表按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電能計(jì)量方法的流程圖。該方法包含監(jiān)視接入接觸器閉合脈沖計(jì)量儀3的連線和電裝置1的狀態(tài)接觸器12的連線的通信模塊8的輸入端10的第一步驟30。步驟31進(jìn)行鑒別以便區(qū)分能量脈沖信息和與所述通信模塊輸入端連接的電裝置的狀態(tài)信息。如果輸入端10在比最大時(shí)段TM大的時(shí)段TA期間有效，那么在步驟32中檢測所述接觸器的狀態(tài)。在脈沖的情況下，時(shí)段TA比TM短得多。在步驟33中，進(jìn)行脈沖計(jì)量儀提供的脈沖的檢測，每個(gè)脈沖代表預(yù)定數(shù)量電能。步驟34通過在每個(gè)脈沖上將前值增加預(yù)定值來計(jì)算累計(jì)能量肚。在步驟35中進(jìn)行兩個(gè)脈沖之間的平均能量Pn的計(jì)算。在這種情況下，能量Pn依賴于兩個(gè)脈沖之間的時(shí)間。例如，如果脈沖出現(xiàn)在時(shí)間tn上和前脈沖出現(xiàn)在時(shí)間tn-Ι上， 則兩個(gè)脈沖之間的平均能量的值是Pn = En/(tn-tn-l)，其中En是指定給每個(gè)脈沖的能量值。步驟36檢驗(yàn)沒有脈沖的時(shí)段是否超過最大監(jiān)視時(shí)間Tb，以便不保持高能量值，而是使能量隨著脈沖分開而減小。因此，如果超過時(shí)間Tb，步驟37就計(jì)算低于前能量Pn的估計(jì)中間能量Pi。步驟38監(jiān)視電能和/或消耗電能消息的發(fā)送，以便當(dāng)能量與前值相比具有大于預(yù)定值的偏差時(shí)發(fā)送該消息。步驟39監(jiān)視電能和/或消耗電能消息的發(fā)送，以便每隔取決于脈沖的時(shí)間和/或取決于脈沖的預(yù)定數(shù)量的一定間隔發(fā)送該消息。步驟40進(jìn)行電能和/或消耗電能消息的發(fā)送，尤其在通過步驟38或39的監(jiān)視限定的條件下。在圖5的流程圖中，當(dāng)所述輸入端在比預(yù)定時(shí)間長的時(shí)間期間有效時(shí)，步驟40 還進(jìn)行所述電裝置的狀態(tài)消息的發(fā)送。在上文所述的實(shí)施例中，電裝置尤其指含有輔助接觸器的斷路器。但是，本發(fā)明還應(yīng)用于包含能夠與脈沖計(jì)量儀相聯(lián)系的狀態(tài)接觸器的組件或任何類型的裝置。
權(quán)利要求
1.一種電能計(jì)量設(shè)備，包含-脈沖計(jì)量儀(3)，每預(yù)定數(shù)量電能提供一個(gè)電脈沖(1 或造成電路閉合一次；以及-通信模塊(8)，與所述脈沖計(jì)量儀C3)連接以便發(fā)送電能和/或消耗電能信息，所述通信模塊(8)包含接入與所述脈沖計(jì)量儀的連線的兩個(gè)輸入端(10)，其特征在于，所述通信模塊(8)包含與所述輸入端(10)連接以便區(qū)分能量脈沖信息和與所述輸入端(10)連接的電裝置(1)的狀態(tài)信息的鑒別部件(11，18，31)。
2.按照權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述脈沖計(jì)量儀(3)和所述電裝置(1)的狀態(tài)接觸器(1 并聯(lián)在所述通信模塊(8)的所述輸入端(10)上。
3.按照權(quán)利要求1或2之一所述的設(shè)備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含計(jì)算兩個(gè)脈沖(15)之間的平均能量(Pn, 23)的部件(13，35)。
4.按照權(quán)利要求1到3的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含當(dāng)超過沒有脈沖的預(yù)定時(shí)間(Tb)時(shí)計(jì)算低于前能量的估計(jì)中間能量(Pi，23)的部件(13， 18，37)。
5.按照權(quán)利要求1到4的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含發(fā)送電能和/或消耗電能消息的部件(14，18,40)，以便每隔一定間隔或當(dāng)能量與前值相比具有大于預(yù)定值的偏差時(shí)發(fā)送消息。
6.按照權(quán)利要求1到5的任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含當(dāng)所述輸入端(10)在比預(yù)定時(shí)間(TM)長的時(shí)間(TA)期間有效時(shí)發(fā)送所述電裝置⑴的狀態(tài)消息的部件(14，18，40)。
7.一種計(jì)量電能的方法，其特征在于，它包含-監(jiān)視(30)接入脈沖或接觸器閉合計(jì)量儀(3)的連線和電裝置⑴的狀態(tài)接觸器(12) 的連線的通信模塊的輸入端；-檢測(3 所述脈沖計(jì)量儀( 提供的脈沖，每個(gè)脈沖(1 代表預(yù)定數(shù)量電能(En)；-通過通信模塊發(fā)送04，40)電能和/或消耗電能信息；以及-進(jìn)行鑒別(11，31)以便區(qū)分能量脈沖信息(15，20)和與所述通信模塊⑶的所述輸入端(10)連接的電裝置的狀態(tài)信息01，22)。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，它包含計(jì)算(35)兩個(gè)脈沖(15)之間的平均能量。
9.按照權(quán)利要求7或8之一所述的方法，其特征在于，它包含當(dāng)超過沒有脈沖的預(yù)定時(shí)間時(shí)，計(jì)算低于前能量(Pn)的估計(jì)中間能量(Pi)。
10.按照權(quán)利要求7到9的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，它包含發(fā)送(38，39，40) 電能和/或消耗電能消息以便每隔一定間隔或當(dāng)能量與前值相比具有大于預(yù)定值的偏差時(shí)發(fā)送所述消息。
11.按照權(quán)利要求7到10的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，它包含當(dāng)所述輸入端 (10)在比預(yù)定時(shí)間(TM)長的時(shí)間(TA)內(nèi)有效時(shí)發(fā)送(32，40)所述電裝置的狀態(tài)消息。
全文摘要
電能計(jì)量設(shè)備包含每預(yù)定數(shù)量電能提供一個(gè)電脈沖(15)或造成電路閉合一次的脈沖計(jì)量儀(3)。通信模塊(8)與所述脈沖計(jì)量儀(3)連接，以便發(fā)送電能和/或消耗電能信息。通信模塊(8)的兩個(gè)輸入端(10)接入與脈沖計(jì)量儀的連線。所述通信模塊(8)包含與輸入端(10)連接，以便區(qū)分能量脈沖信息和與所述輸入端(10)連接的電裝置(1)的狀態(tài)信息的鑒別部件(11，18，31)。電能計(jì)量方法包含區(qū)分能量脈沖信息(15，20)和與通信模塊(8)的所述輸入端(10)連接的電裝置的狀態(tài)信息(21，22)的鑒別步驟(11，31)。
文檔編號G01R22/10GK102279315SQ201110159998
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月14日
發(fā)明者馬克.布魯爾 申請人:施耐德電器工業(yè)公司