一种三相智能电能表的制作方法

1.本实用新型涉及电能计量领域，具体涉及一种三相智能电能表。


背景技术：

2.随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。智能电能表是电力系统中的核心计量部件，其承担着计量用户电能的重要任务。因此，电能表的性能好坏直接影响到电能计量的准确性和电力系统的稳定运行。
3.目前，智能三相智能表在输入的三相电缺相时并不会切断电源，而缺相电会导致三相用电器不能正常工作，甚至可能因缺相而将三相用电器烧毁。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中缺少三相电缺相保护的缺陷，从而提供一种三相智能电能表。
5.为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
6.本实用新型实施例提供一种三相智能电能表，包括：缺相检测电路、控制器及继电器电路，其中，所述缺相检测电路的输入端与外部三相电源连接，所述缺相检测电路的输出端与所述控制器的第一输入端连接，所述缺相检测电路用于检测外部三相电源是否缺相，并将缺相检测结果发送至所述控制器；所述控制器的第一输出端与所述继电器电路的输入端连接，所述控制器用于根据所述缺相检测结果生成第一控制信号，将所述第一控制信号发送至所述继电器电路；所述继电器电路的输出端与电能表负荷连接，所述继电器电路用于根据所述第一控制信号控制所述电能表负荷的工作状态。
7.可选地，三相智能电能表还包括：三相电源输入电路，所述三相电源输入电路的输入端与外部三相电源连接，所述三相电源输入电路的第一输出端与所述缺相检测电路的输入端连接，用于为所述缺相检测电路提供待检测三相电源，所述三相电源输入电路的第二输出端与所述控制器的第二输入端连接，用于为所述控制器供电。
8.可选地，所述三相电源输入电路，包括：第一变压器、第二变压器、第三变压器、第一整流器、第二整流器及第三整流器，其中，所述第一变压器原边侧的第一端与a相线连接，所述第一变压器原边侧的第二端与n相线连接，所述第一变压器副边侧的第一端与所述第一整流器的第一端连接，所述第一变压器副边侧的第二端与所述第一整流器的第二端连接，所述第一整流器的第三端接地，所述第一整流器的第四端分别与所述缺相检测电路的输入端及所述控制器的第二输入端连接；所述第二变压器原边侧的第一端与b相线连接，所述第二变压器原边侧的第二端与n相线连接，所述第二变压器副边侧的第一端与所述第二整流器的第一端连接，所述第二变压器副边侧的第二端与所述第二整流器的第二端连接，所述第二整流器的第三端接地，所述第二整流器的第四端分别与所述缺相检测电路的输入端及所述控制器的第二输入端连接；所述第三变压器原边侧的第一端与c相线连接，所述第
三变压器原边侧的第二端与n相线连接，所述第三变压器副边侧的第一端与所述第三整流器的第一端连接，所述第三变压器副边侧的第二端与所述第三整流器的第二端连接，所述第三整流器的第三端接地，所述第三整流器的第四端分别与所述缺相检测电路的输入端及所述控制器的第二输入端连接。
9.可选地，所述缺相检测电路，包括：第一电阻、第二电阻、第一电容、第三电阻、第四电阻、第二电容、第五电阻、第六电阻及第三电容，其中，所述第一电阻的一端与所述第一整流器的第四端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端、所述第一电容的一端及所述控制器的第一输入端连接，所述第二电阻的另一端与所述第一电容的另一端连接后接地；所述第三电阻的一端与所述第二整流器的第四端连接，所述第三电阻的另一端分别与所述第四电阻的一端、第二电容的一端及所述控制器的第一输入端连接，所述第四电阻的另一端与所述第二电容的另一端连接后接地；所述第五电阻的一端与所述第三整流器的第四端连接，所述第五电阻的另一端分别与所述第六电阻的一端、第三电容的一端及所述控制器的第一输入端连接，所述第六电阻的另一端与所述第三电容的另一端连接后接地。
10.可选地，三相智能电能表还包括：光电检测电路，所述光电检测电路与所述控制器的第三端输入连接，所述光电检测电路用于检测待测区域开关门状态，根据所述待测区域开关门状态生成电流信号，将所述电流信号发送至所述控制器，所述控制器用于根据所述电流信号生成第二控制信号，将所述第二控制信号发送至所述继电器电路，所述继电器电路用于根据所述第二控制信号控制所述电能表负荷的工作状态。
11.可选地，三相智能电能表还包括：稳压滤波电路，所述稳压滤波电路的输入端与所述三相电源输入电路的第一输出端连接，所述稳压滤波电路的输出端与所述控制器的第二输入端连接。
12.可选地，三相智能电能表还包括：电压电流采样电路及计量芯片，其中，所述电压电流采样电路的输入端与所述三相电源输入电路的第三输出端连接，所述电压电流采样电路的第一输出端与所述计量芯片，用于采集外部三相电源的电压信号、电流信号，将所述电压信号及所述电流信号发送至所述计量芯片；所述计量芯片的输出端与所述控制器的第四端输入连接，用于根据接收的所述电压信号及所述电流信号进行电能计量，得到电量数据，将所述电量数据发送至所述控制器。
13.可选地，三相智能电能表还包括：通信电路，所述通信电路的一端与所述控制器连接，所述通信电路的另一端与上位机连接。
14.可选地，三相智能电能表还包括：停电数据保存电池，所述停电数据保存电池的输出端与所述控制器的第五输入端连接，用于为所述控制器提供备用电源。
15.可选地，所述控制器的型号为ht6015。
16.本实用新型技术方案，具有如下优点：
17.本实用新型提供的三相智能电能表，包括：缺相检测电路、控制器及继电器电路，其中，缺相检测电路的输入端与外部三相电源连接，缺相检测电路的输出端与控制器的第一输入端连接，缺相检测电路用于检测外部三相电源是否缺相，并将缺相检测结果发送至控制器；控制器的第一输出端与继电器电路的输入端连接，控制器用于根据缺相检测结果生成第一控制信号，将第一控制信号发送至继电器电路；继电器电路的输出端与电能表负
荷连接，继电器电路用于根据第一控制信号控制电能表负荷的工作状态。控制器通过检测三相电源是否出现缺相故障，并在出现缺相故障时切断负载电源，有效的防止因缺相导致用户的三相用电器烧毁。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型实施例中三相智能电能表的一个具体示例的原理框图；
20.图2为本实用新型实施例中三相智能电能表的另一个具体示例的原理框图；
21.图3为本实用新型实施例中三相电源输入电路及缺相检测电路图；
22.图4为本实用新型实施例中光电检测电路图；
23.图5为本实用新型实施例中电压电流采样电路图。
具体实施方式
24.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
26.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
28.本实用新型实施例提供一种三相智能电能表，应用于缺相保护场景。如图1所示，上述三相智能电能表，包括：缺相检测电路1、控制器2及继电器电路3。其中，缺相检测电路1的输入端与外部三相电源连接，缺相检测电路1的输出端与控制器2的第一输入端连接，缺相检测电路1用于检测外部三相电源是否缺相，并将缺相检测结果发送至控制器2；控制器2的第一输出端与继电器电路3的输入端连接，控制器2用于根据缺相检测结果生成第一控制信号，将第一控制信号发送至继电器电路3；继电器电路3的输出端与电能表负荷连接，继电器电路3用于根据第一控制信号控制电能表负荷的工作状态。
29.在一具体实施例中，如图2所示，三相智能电能表还包括：三相电源输入电路4，三相电源输入电路4的输入端与外部三相电源连接，三相电源输入电路4的第一输出端与缺相检测电路1的输入端连接，用于为缺相检测电路1提供待检测三相电源。缺相检测电路1根据三相电源输入电路4提供的供待检测三相电源检测外部三相电源是否缺相。当缺相检测电路1检测到三相电源输入电路4提供的供待检测三相电源出现缺相故障时，将缺相故障信息发送至控制器2。控制器2根据缺相故障信息生成第一控制信号，将第一控制信号发送至继电器电路3。继电器电路3根据第一控制信号关闭电能表负荷开关，切断负载电源确保商户用电安全。在本实用新型实施例中，控制器2的型号为ht6015。
30.本实用新型提供的三相智能电能表，包括：缺相检测电路、控制器及继电器电路，其中，缺相检测电路的输入端与外部三相电源连接，缺相检测电路的输出端与控制器的第一输入端连接，缺相检测电路用于检测外部三相电源是否缺相，并将缺相检测结果发送至控制器；控制器的第一输出端与继电器电路的输入端连接，控制器用于根据缺相检测结果生成第一控制信号，将第一控制信号发送至继电器电路；继电器电路的输出端与电能表负荷连接，继电器电路用于根据第一控制信号控制电能表负荷的工作状态。控制器通过检测三相电源是否出现缺相故障，并在出现缺相故障时切断负载电源，有效的防止因缺相导致用户的三相用电器烧毁。
31.在一实施例中，如图2所示，三相电源输入电路4的第二输出端与控制器2的第二输入端连接，用于为控制器2供电。
32.在一具体实施例中，三相智能电能表，还包括：稳压滤波电路5，稳压滤波电路的输入端与三相电源输入电路4的第二输出端连接，稳压滤波电路的输出端与控制器2的第二输入端连接。
33.在本实用新型实施例中，三相电源输入电路4的输入端分别与外部三相电源三相进线口连接。三相电源输入电路4的第二输出端与稳压滤波电路5输入端连接，三相电源输入电路4将获取的电能发送至稳压滤波电路5进行稳压滤波处理，获得优质的电源，进而为控制器2供电。在本实用新型实施例中，三相电源输入电路4采用变压器构成的电源输入电路。
34.具体地，如图3所示，三相电源输入电路4，包括：第一变压器t1、第二变压器t2、第三变压器t3、第一整流器d01、第二整流器d02及第三整流器d03，其中，第一变压器t1原边侧的第一端与a相线连接，第一变压器t1原边侧的第二端与n相线连接，第一变压器t1副边侧的第一端与第一整流器d01的第一端连接，第一变压器t1副边侧的第二端与第一整流器d01的第二端连接，第一整流器d01的第三端接地，第一整流器d01的第四端分别与缺相检测电路1的输入端及控制器2的第二输入端连接；第二变压器t2原边侧的第一端与b相线连接，第二变压器t2原边侧的第二端与n相线连接，第二变压器t2副边侧的第一端与第二整流器d02的第一端连接，第二变压器t2副边侧的第二端与第二整流器d02的第二端连接，第二整流器d02的第三端接地，第二整流器d02的第四端分别与缺相检测电路1的输入端及控制器2的第二输入端连接；第三变压器t3原边侧的第一端与c相线连接，第三变压器t3原边侧的第二端与n相线连接，第三变压器t3副边侧的第一端与第三整流器d03的第一端连接，第三变压器t3副边侧的第二端与第三整流器d03的第二端连接，第三整流器d03的第三端接地，第三整流器d03的第四端分别与缺相检测电路1的输入端及控制器2的第二输入端连接。
35.进一步地，三相电源分别经第一变压器t1、第二变压器t2、第三变压器t3进行调压，之后通过第一整流器d01、第二整流器d02及第三整流器d03将交流电源整流为直流电源，为控制器2提供18v的直流电源。
36.在一实施例中，如图3所示，缺相检测电路1，包括：第一电阻r73、第二电阻r74、第一电容c26、第三电阻r71、第四电阻r72、第二电容c25、第五电阻r69、第六电阻r70及第三电容c24，其中，第一电阻r73的一端与第一整流器d01的第四端连接，第一电阻r73的另一端分别与第二电阻r74的一端、第一电容c26的一端及控制器2的第一输入端连接，第二电阻r74的另一端与第一电容c26的另一端连接后接地；第三电阻r71的一端与第二整流器d02的第四端连接，第三电阻r71的另一端分别与第四电阻r72的一端、第二电容c25的一端及控制器2的第一输入端连接，第四电阻r72的另一端与第二电容c25的另一端连接后接地；第五电阻r69的一端与第三整流器d03的第四端连接，第五电阻r69的另一端分别与第六电阻r70的一端、第三电容c24的一端及控制器2的第一输入端连接，第六电阻r70的另一端与第三电容c24的另一端连接后接地。
37.在一具体实施例中，a相缺相检测电路包括第一电阻r73、第二电阻r74、第一电容c26。b相缺相检测电路包括第三电阻r71、第四电阻r72、第二电容c25。b相缺相检测电路包括第五电阻r69、第六电阻r70及第三电容c24。以a相为例，当a相不缺相时，第一电阻r73、第二电阻r74分压为5v；当a相电压缺相时，第一电阻r73、第二电阻r74分压为0v。当控制器2检测到从qxa端输入的电压为0v(低电平)时，控制器2判断a相缺相，否则为不缺相。b、c相同理。当控制器2检测到a、b、c相中任意一相或两相缺相，会点亮报警灯，同时控制电能表的继电器电路3切断负载电源，起到保护负载作用，可以有效的防止因缺相导致用户的三相用电器烧毁。
38.在一实施例中，三相智能电能表还包括：光电检测电路6，光电检测电路6与控制器2的第三端输入连接，光电检测电路6用于检测待测区域开关门状态，根据待测区域开关门状态生成电流信号，将电流信号发送至控制器2，控制器2用于根据电流信号生成第二控制信号，将第二控制信号发送至继电器电路3，继电器电路3用于根据第二控制信号控制电能表负荷的工作状态。
39.在一具体实施例中，当待测区域开门时，光电检测电路6检测到开门状态后，生成第一电流信号，通时将第一电流信号发送至控制器2。控制器2接收到上述第一电流信号后判断出待测区域处于开门状态，判定用户此时有用电需求，进而生成开启控制信号，将上述开启控制信号发送至继电器电路3。继电器电路3根据开启控制信号打开电能表负荷开关，使用户可以正常用电。当待测区域关门时，光电检测电路6检测到关门状态后，生成第二电流信号，通时将第二电流信号发送至控制器2。控制器2接收到上述第二电流信号后判断出待测区域处于关门状态，判定用户此时没有用电需求，进而生成关门控制信号，将关门控制信号发送至继电器电路3。继电器电路3根据关门控制信号关闭电能表负荷开关，切断负载电源确保商户用电安全。
40.在本实用新型实施例中，如图4所示，光电检测电路6，包括：光电开关101及第一光耦器件102，其中，光电开关101的输出端与第一光耦器件102的输入端连接，用于检测待测区域开关门状态，根据待测区域开关门状态生成电流信号，将电流信号发送至第一光耦器件102；第一光耦器件102的输出端与控制器2的第一端输入连接，用于将电流信号进行光电
隔离处理，将光电隔离处理处理后的电流信号发送至控制器2。
41.在一具体实施例中，光电开关101利用待测区域店门对光束的遮挡或反射作用，从而判断待测区域店门开关门状态，将光电开关101中发射端与接收端的光线的变化转化为电流信号，达到待测区域开关门状态检测的目的。光电开关101将电流信号发送至第一光耦器件102进行光电隔离处理，实现第一光耦器件102输入端与输出端的电气隔离输，以避免输出端对输入端的影响。
42.在一实施例中，如图2所示，三相智能电能表还包括：电压电流采样电路7及计量芯片8，其中，电压电流采样电路7的输入端与三相电源输入电路4的第三输出端连接，电压电流采样电路7的第一输出端与计量芯片8，用于采集外部三相电源的电压信号、电流信号，将电压信号及电流信号发送至计量芯片8；计量芯片8的输出端与控制器2的第四端输入连接，用于根据接收的电压信号及电流信号进行电能计量，得到电量数据，将电量数据发送至控制器2。
43.在一具体实施例中，电压电流采样电路7如图5所示，p1、n1端接至锰铜片，用于采集外部三相电源的电流信号，将外部三相电源的电流信号转换为电压信号发送至计量芯片8中。同理p2、n2端接至电流互感器，用于采集外部三相电源的电压信号，将外部三相电源的电压信号发送至计量芯片8中。计量芯片8基于电压信号及电流信号进行计算，得到电量数据，并将电量数据发送至控制器2。需要说明的是，本实用新型实施例的计量芯片8中所涉及的计算方法均为现有技术成熟的计算方法，以实现基于电压信号及电流信号进行计算后得到不限于电能、功率等电气数据信息，在此不再赘述。在本实用新型实施例中，计量芯片8的型号为ade7752。
44.在一实施例中，如图2所示，三相智能电能表还包括：通信电路9，通信电路9的一端与控制器2连接，通信电路9的另一端与上位机连接。
45.在一具体实施例中，通信电路9包括rs485通信电路及红外通信电路。其中，三相智能电能表本体上设有用于通信连接的rs485通信接口，rs485通信电路通过rs485通信接口与三相智能电能表实现连接。rs485通信电路通过设置于电能表本体上rs485通信接口实现区域内电能表互联，便于区域内三相智能电能表的集中控制。红外通信电路连接于控制器2与上位机之间，用于实现控制器2与上位机之间的通信。
46.在一实施例中，如图2所示，三相智能电能表还包括：停电数据保存电池10，停电数据保存电池10的输出端与控制器2的第五输入端连接，用于为控制器2提供备用电源。
47.在一具体实施例中，停电数据保存电池10为备用电源。当外部三相电源出现故障，无法为控制器2供电时，停电数据保存电池10开始启动。为保障控制器2在外部三相电源故障后不断电，停电数据保存电池10优先为电能表存储资料保存等功能提供电源。
48.在一实施例中，如图2所示，三相智能电能表，还包括：显示电路11，显示电路11与控制器2连接，用于显示电量数据。
49.在一具体实施例中，显示电路11包括lcd液晶。显示模块为液晶显示，其包含液晶屏lcd、液晶驱动芯片ic6，型号为tm1621，控制器2通过spi方式向液晶驱动芯片写入显示参数和数据，驱动液晶屏显示相应的电能、电压、电流等参数。在本实用新型实施例中，三相智能电能表，还包括：存储器12，存储器12与控制器2连接，用于存储电量数据。
50.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对
于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。