專利名稱：電力電量竊電監(jiān)測器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在用電管理中測量用戶所用電力電量(以下簡稱功率)及竊電情況的在線監(jiān)測裝置。
在用電管理中，為最大發(fā)揮電網(wǎng)的效能，對用電單位日用電量和用電峰、谷期間的用電指標(biāo)都有要求，現(xiàn)有的電力電量智能監(jiān)測(控)裝置，由于存貯器容量有限(一般不超過4K)及軟硬件功能不強，能夠記錄到的以往用電情況的數(shù)據(jù)不能滿足用電管理的需要；一般這種裝置都是只由用電管理部門專用的，用電單位不能從這種裝置中獲取有利于本單位用電管理的數(shù)據(jù)；由于沒有有效的監(jiān)測竊電的手段，對一些不法用戶的竊電行為不能做到有效的監(jiān)督。據(jù)電力部門測算，一個中等以上的城市，一年由于竊電所造成的損失超過百萬元，給國家造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
本實用新型的目的是提供一種用于管理除居民以外的用電單位的電力電量及竊電監(jiān)測裝置。用電管理部門可以取得用戶前30－45天每小時及一年每月的用電參數(shù)，為用電管理提供原始數(shù)據(jù)，提高用電管理水平，用電單位也可以從本裝置中一次取得前一天日和小時的用電參數(shù)，減輕變電所值班員的勞動強度，用電管理部門還可以掌握用電單位全用電過程有無竊電行為，竊電時間、手段及竊電量，因而加強用電管理水平，杜絕經(jīng)濟(jì)損失。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的主機除電源變壓器、整流器、穩(wěn)壓器和掉電保護(hù)器外，主要包括由地址鎖存器、程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、監(jiān)督定時器、A／D轉(zhuǎn)換器、實時時鐘芯片、鍵盤操作顯示器和單片機CPU組成的微機系統(tǒng)，還包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它由帶光電耦合器件的計量用電度表(下稱電度表)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)采樣器、采集流經(jīng)電度表電流(二路或三路)線圈的電源采樣器(Ⅰ1、Ⅰ3)及從另一途徑采集相應(yīng)電流的電流采樣器(Ⅰ2、Ⅰ4)，采集加在電度表電壓線圈上的電壓(三路)的電壓采樣器組成。該實用新型可以用在一路電源供電系統(tǒng)，也可以用在由兩路電源供電的用電系統(tǒng)，這時、采樣系統(tǒng)的采樣器要加倍。本機的操作部份由鍵盤、鍵盤顯示芯片、數(shù)碼顯示器和狀態(tài)顯示器構(gòu)成。鍵盤由設(shè)在機殼外部的值班員操作鍵和設(shè)在機殼內(nèi)部的操作鍵構(gòu)成，內(nèi)部操作鍵也可以通過主機的串行口由用電管理人員操作的抄表控制器構(gòu)成，通過內(nèi)部操作鍵輸入電量、功率控制指標(biāo)及用電峰、谷時段的劃分值和打印命令，以打印相應(yīng)的數(shù)據(jù)。值班員操作鍵供變電所值班員采集前一天主要用電參數(shù)。本實用新型是這樣工作的由電度表轉(zhuǎn)數(shù)采樣器采集電度表圓盤轉(zhuǎn)數(shù)和相應(yīng)時間，與相應(yīng)的常數(shù)可以計算出用電量及用電功率，由電流采樣器采集的某路流過電度表電流線圈的電流與從另一途徑采集的該路電流的差值，可判斷有否通過電流分流進(jìn)行竊電的情況，通過判斷電壓采樣器的電壓有無，可以知道有否采用切斷電壓互感器電源進(jìn)行竊電的情況。上述功能都是通過微機系統(tǒng)完成的，因系統(tǒng)內(nèi)有一實時時鐘芯片，可以把年、月、日、時、分等時間參數(shù)記錄下來，并把用戶的小時用電量、最大功率、最大需量、最大需量出現(xiàn)時間、負(fù)荷率、超指標(biāo)用電情況、竊電情況(包括竊電時間、手段及竊電量)及月用電數(shù)據(jù)、存在容量達(dá)32K的數(shù)據(jù)存貯器內(nèi)，可以通過由內(nèi)部操作鍵控制的打印機把需要的情況打印出來，作為用電管理的憑證。需要顯示的數(shù)據(jù)或工作狀態(tài)可以由數(shù)碼管和發(fā)光二極管顯示出來。
要點是微機系統(tǒng)單片機的低八位地址，通過數(shù)據(jù)總線D給八位地址鎖存器，由地址有效控制線控制，鎖存在地址鎖存器的輸出端，和單片機的高八位地址組成十六位地址總線A，可尋址64K，程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、擴展I／O端口和鍵盤顯示芯片相應(yīng)的地址線都接在地址總線上，地址譯碼器的輸入端也接在地址總線上，其輸出端根據(jù)總線提供的地址和程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、時鐘芯片、可以測量比較八路電流的A／D轉(zhuǎn)換器、擴展I／O端口、鍵盤顯示芯片的片選端相接，它們的八條數(shù)據(jù)線都和數(shù)據(jù)總線D聯(lián)接起來。單片機的讀選通、寫選通、程序讀選通、地址有效選通、復(fù)位線和中斷申請線構(gòu)成單片機的控制總線C，它們和系統(tǒng)的各芯片聯(lián)接。多路電流采樣器輸出的電壓信號通過由單片機的地址線或端口(或擴展I／O端口)控制的模擬開關(guān)，接在A／D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，以便由微機對輸入的八路信號進(jìn)行測量和比較。電壓采樣器通過光電耦合器變成脈沖信號后，和單片機的某一端口或擴展端口聯(lián)接器，以便由單片機判斷電壓的有無，電度表轉(zhuǎn)數(shù)采樣器通過光電耦合和單片機的輸入端聯(lián)接，以便由單片機以對一或兩路輸入信號進(jìn)行鑒別和計數(shù)。打印機和單片機的一個端口或擴展I／O端口聯(lián)接，以便把需要的數(shù)據(jù)打印出來。監(jiān)督定時器是由一振蕩器和計數(shù)器、復(fù)位或電路構(gòu)成，計數(shù)器的清另端由單片機的某個輸出端控制。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作詳細(xì)描述。


圖1是本實用新型一種結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實用新型電原理圖。
圖3是一種電壓采樣變換器的具體電路。
根據(jù)圖1，整個裝置安裝在鐵板壓成的儀表底殼2上，由帶玻璃窗的上護(hù)蓋1蓋緊，并用帶鉛封的螺絲固緊，儀表底殼2的下端有一排引線端子5，可以打開其護(hù)蓋接上供電電源，被測電壓、電流采樣器引入線與電度表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)采樣器引入線。電源變壓器7把交流電壓變成低壓，供給整流器、穩(wěn)壓器，以給裝置提供直流電源，整流器、穩(wěn)壓器和三相電壓采樣器都安裝在整流采樣板6上，由引線端子來的輸入信號通過導(dǎo)線和整流采樣板6連接。由6輸出的信號通過導(dǎo)線和插座9聯(lián)接，輸入給插在插座9上的主線路板8，其上安裝著本機的主要電路。通過接插件把需要打印的信息通過單片機的并行口聯(lián)接到打印機輸出口4上，面板11通過柱狀螺帽固定在主線路板8的上端，面板11上固定有狀態(tài)顯示器12、數(shù)碼顯示器10、鍵盤13，它們都通過接插件和主線路板8連接，備用電池安裝在底殼上。安裝在上護(hù)蓋1上的值班員操作鍵3可供值班員隨時提取日用電參數(shù)。
根據(jù)圖2－3，三相電度表圓盤轉(zhuǎn)數(shù)采樣器，把由光電耦合器來的信號送給IC9，IC9是單片機，信號送給IC9的一個端口或擴展端口，由程序存貯器IC12(本新型使用27128芯片)提供的程序由IC9記錄三相電度表圓盤轉(zhuǎn)數(shù)，并根據(jù)電壓互感器和電流互感器的變比，電度表轉(zhuǎn)盤常數(shù)及測量時間值，就可以監(jiān)測出用戶的用電量、電功率、最大需量及出現(xiàn)時間、日負(fù)荷率等數(shù)據(jù)。時間是由時鐘IC14提供的，它可以提供年、月、日、時、分，秒的數(shù)據(jù)，把監(jiān)測數(shù)據(jù)存放在容量達(dá)16－32K的數(shù)據(jù)存貯器IC13中，本新型使用62256芯片。IC13和IC14除整機供電外，尚有由掉電保護(hù)器控制的備份電源PV供電，當(dāng)主電源停電時，備用電源隨時接入以保存RAM中的數(shù)據(jù)和保證時鐘正確走時。IC11是地址譯碼器，由IC15鎖存器低八位地址和由IC9提供的高八位地址、選擇相應(yīng)芯片和數(shù)據(jù)總線接通，以完成各種功能。ICK是鍵盤顯示操作器，它由鍵盤和鍵盤顯示芯片(8279或8155)構(gòu)成，由鍵盤完成相應(yīng)的操作可以輸入電量、功率控制指標(biāo)及用電峰、谷時段劃分值，對時鐘，也可以顯示相應(yīng)的數(shù)據(jù)，還可以把需要的數(shù)據(jù)通過和打印機接口連接的打印機J打印出來。值班員操作鍵3是露在機殼外部的，值班員按此鍵可以顯示前一天的用電數(shù)據(jù)。需要顯示的數(shù)據(jù)顯示器ED顯示，ES是狀態(tài)顯示器，由發(fā)光二極管顯示工作時段(峰、谷時段)、功率超標(biāo)、用電量超標(biāo)、和電度表采樣器有信號輸出等工作狀態(tài)。IC8是解脫軟件故障的監(jiān)督定時器(Watchdog)，排除軟件干擾，IC9是單片機芯片，圖2給出的是8031或80C31，IC10是A／D轉(zhuǎn)換器如ADCO808或ADCO809或其它A／D轉(zhuǎn)換器加模擬開關(guān)，從電壓互感器(PT)來的三相電壓，經(jīng)過電壓采樣器U1、U2和U3與電壓變換器IC1、IC2、 IC3輸入到單片機IC9的端口或其擴展端口，U1、U2、U3可采用經(jīng)限流電阻R4整流二極管D2和光電耦合器的方法，R5和R6是保護(hù)電阻，在電壓的負(fù)關(guān)周時，由R4、R5和R6分壓，使加在光電偶合器發(fā)光二極管上的反向電壓很小，因而可保護(hù)光電偶合器件。這時的電壓變換器IC1、IC2和IC3需用放大整形器。I1和I2是在流過三相電度表電流線圈的引線上采樣的電流采樣器，I3和I4是不通過電度表電流線圈的相應(yīng)的電流導(dǎo)線上采樣的電流采樣器，它采集的信號通過緩沖放大器IC4、IC5、IC6、IC7或直接供A／D轉(zhuǎn)換器IC10測量，由相應(yīng)電流之差可以判斷用戶有否竊電行為和竊電量，并把結(jié)果存放在RAMIC13中，IC9也可以采用功能更強的單片機，如MCS－96系列的8098、80C198或8398、83C198芯片與80C552或83C552等，這時IC8、IC9、IC10或IC12(如用83系列芯片)由一塊芯片代替。本實用新型可以把輸入信號S、U1、U2、U3、I1、I2、I3、I4及相應(yīng)的變換器IC1、IC2、IC3、IC4、IC5、IC6、IC7加倍，以適應(yīng)兩路供電的需要，也可以增至三套，供三路供電的變電所使用，屆時A／D轉(zhuǎn)換器IC10需通過多路模擬開關(guān)輸入。
權(quán)利要求1.一種電力電量竊電監(jiān)測器，它包括數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、鍵盤操作顯示部分和微機系統(tǒng)，其特征是所說的微機系統(tǒng)是由單片機的低八位地址通過數(shù)據(jù)總線D給八位地址鎖存器，由地址有效控制線控制，鎖存在地址鎖存器的輸出端，和單片機的高八位地址組成十六位數(shù)據(jù)總線A，可尋址64K，程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、擴展I/O端口和鍵盤顯示芯片的地址線接在相應(yīng)的地址總線上，地址譯碼器的輸入端也接在地址總線上，其輸出端根據(jù)總線提供的地址和程序存貯器、數(shù)據(jù)存貯器、實時時鐘芯片、A/D轉(zhuǎn)換器、擴展I/O端口、鍵盤顯示芯片的片選端相接，它們的八條數(shù)據(jù)線都和數(shù)據(jù)總線聯(lián)接起來，單片機的讀選通、寫選通、程序讀選通、地址有效選通、復(fù)位線和中斷申請線構(gòu)成單片機的控制總線C，它們和系統(tǒng)的各芯片聯(lián)接，多路電流采樣器輸出的電壓信號直接或通過由單片機的地址線、端口或擴展I/O端口控制的模擬開關(guān)，接在A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號輸入端，電壓采樣器通過光電耦合器變成脈沖信號后，和單片機的某一端口或擴展端口聯(lián)接，電度表轉(zhuǎn)數(shù)采樣器通過光電耦合和單片機的輸入端聯(lián)接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測器，其特征是所說的三相電壓采樣器是由電阻限流加二極管整流和電阻反向分壓保護(hù)的光電耦合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測器，其特征是鍵盤上的值班員操作鍵設(shè)在殼體外部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測器，其特征是所說的電流采樣器包括采集流經(jīng)電度表電流線圈(Ⅰ1、Ⅰ3)的電流采樣器和從另一途經(jīng)采集相應(yīng)電流的Ⅰ2、Ⅰ4的電流采樣器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測器，其特征是采用了可以測量比較八路電流的A／D轉(zhuǎn)換器和可測量六路電壓數(shù)字量的輸入或擴展輸入端口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的監(jiān)測器，其特征是所說的數(shù)據(jù)存貯器大于16K。
專利摘要本實用新型涉及一種用于用電管理的在線監(jiān)測裝置。該裝置由電度表轉(zhuǎn)數(shù)、電壓、電流采樣器、微處理器系統(tǒng)、實時時鐘和鍵盤、顯示器組成。用電管理部門可以全面掌握用戶用電情況及監(jiān)督有否竊電行為及竊電數(shù)據(jù)，并可隨時把有關(guān)數(shù)據(jù)打印出來，作為用電管理的依據(jù)，變電所值班人員可以隨時通過鍵盤一次調(diào)出前一天的主要用電數(shù)據(jù)。該裝置適用于現(xiàn)有的供電設(shè)備，安裝時不用停電，因而受到用電管理人員的歡迎。
文檔編號G01R11/00GK2185894SQ9221612
公開日1994年12月21日 申請日期1992年6月5日 優(yōu)先權(quán)日1992年6月5日
發(fā)明者劉國才, 趙淑琴, 楊立忠 申請人:劉國才, 沈陽電業(yè)局