一种支持配额管理的单相导轨式智能电能表的制作方法

1.本发明涉及电能表技术领域，具体涉及一种支持配额管理的单相导轨式智能电能表。


背景技术：

2.电能表简称电表，是用来测量电能的仪表，传统的电能表仅能记录用电情况，而在实际生活中，在学校的宿舍、实验室或办公室中，通常需要对其用电量进行合理管理分配使用，利于节能；传统的电能表无法实现这一功能。
3.为此，我们提出一种支持配额管理的单相导轨式智能电能表。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种支持配额管理的单相导轨式智能电能表，克服了现有技术的不足，解决了现有的电能表在学校的宿舍、实验室或办公室中不具备对其用电量进行合理管理分配使用的问题；本发明通过在电能表中设置配额管理系统对学校用电进行适配性的管理，既可以帮助供电方提高用电管理水平，又可以帮助用电方进行合理使用，利于节能，且用电管理灵活，方便学校使用。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种支持配额管理的单相导轨式智能电能表，包括：电源电路、电力测量模块、soc芯片电路、通信电路、lcd控制单元，所述电源电路的输出端接soc芯片电路、通信电路、lcd控制单元，用于对各模块供电；所述电力测量模块输入市电、输出端接所述soc芯片电路；所述soc芯片电路用于计量电能，所述soc芯片电路输出端接lcd控制单元和存储单元，所述soc芯片电路还与通信单元连接，实现数据的传输。
9.优选的，该lcd控制单元中设置有配额管理系统，该配额管理系统包括费控模块、配额模块、保电模块和免费电模块；
10.a)电能表通过费控模块设置电能表内的用电金额，当剩余用电金额达到设定的报警金额时，电能表通过通信单元提醒用户；当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表通信单元发出断电信号，负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，首先扣除透支金额，剩余金额大于0且小于透支门限金额时时，电能表自动合闸；
11.b)电能表通过配额模块分配给宿舍、实验室或办公室使用的用电额度，即一定的时间段里，计划可以使用的电量；
12.c)电能表通过保电模块接收保电命令，并将自身调整为保电状态，在保电状态下的电能表不执行任何情况引起的拉闸操作，直至收到解除保电命令；
13.d)电能表通过免费电模块设置可以免费的用电额度，在安装调试期间使用，安装调试前，允许设置一定的免费电，在安装调试后，由后台下发命令清除免费电；
14.d)电能表扣费顺序依次为：免费电
→
配额电
→
购电金额，即在使用过程中，首先扣除免费用电额度，其次扣除配额用电额度，最后扣除购电额度，并根据购电额度支付金额。
15.优选的，所述费控模块设置时可以选择电量数值或金额数值，配额模块、免费电模块需要根据电价换算为金额做计算。
16.优选的，该费控模块
17.a)在供电线路停止供电时，剩余金额以及其他需要保护的信息不应丢失；
18.b)剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；最大储值金额由电能表显示位数决定；
19.c)电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加；
20.d)在保证安全的情况下，可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置。
21.优选的，该保电模块
22.a)保电解除命令只解除保电状态，不改变表计当前状态。
23.b)电能表在保电状态下接收到拉闸命令后，电能表不执行拉闸操作，电能表返回处于保电状态拉闸失败的信息。
24.c)已处于拉闸状态的电能表在接收到保电命令后，电能表处于合闸状态。保电命令解除后，根据剩余电费决定是否执行拉闸。
25.优选的，该免费电模块设置的免费电不占用电配额指标。
26.(三)有益效果
27.本发明实施例提供了一种支持配额管理的单相导轨式智能电能表。具备以下有益效果：
28.本发明通过在电能表中设置配额管理系统对学校用电进行适配性的管理，既可以帮助供电方提高用电管理水平，又可以帮助用电方进行合理使用，利于节能，且用电管理灵活，方便学校使用。
附图说明
29.图1为本发明的框架结构示意图；
30.图2为本发明关于电源电路模块的电路图。
具体实施方式
31.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
32.参照附图1-2，一种支持配额管理的单相导轨式智能电能表，包括：电源电路、电力测量模块、soc芯片电路、通信电路、lcd控制单元，所述电源电路的输出端接soc芯片电路、通信电路、lcd控制单元，用于对各模块供电；所述电力测量模块输入市电、输出端接所述soc芯片电路；所述soc芯片电路用于计量电能，所述soc芯片电路输出端接lcd控制单元和存储单元，所述soc芯片电路还与通信单元连接，实现数据的传输；
33.电源电路采用交直流转换开关电源电路，电源电路输入端接用户端的市电，电源
电路包括：整流滤波电路、电力转换芯片u5、变压器tr1、稳压芯片u6，市电l线上连接有保险丝ptc1，市电经整流滤波电路处理后输入至变压器tr1一次端，整流滤波电路包括：二极管d1、二极管d6、电容e1，二极管d1和d6串联，二极管d1的阳极接市电l线、二极管d6的阴极接电容e1正极和变压器tr1的一次绕组端的4端，电容e1的负极接地。
34.电力转换芯片u5采用pn8175，电力转换芯片u5的s管脚接地且接光耦op6的输出端发射极、en/uv管脚接光耦op6的输出端集电极、d管脚接变压器tr1的一次绕组端的3端和二极管d2的阳极，二极管d2的阴极则连接串联的电阻r11和r16，电阻r11和r16串联后与电容c5并联，二极管d2、电阻r11、r16和电容c5构成保护电路，设置于电力转换芯片u5的d管脚和变压器tr1的一次绕组端的4端之间。
35.变压器tr1的一次绕组端的4端输入经整流滤波电路处理的市电信号、变压器tr1的一次绕组端的1端接地、2端接二极管d3的阳极，二极管d3的阴极接3.6v电压、电容e3正极和电感rs0，电容e3的负极接地、且与rs0的另一端连接电容c7，电感rs0的另一端接稳压芯片u6的vin管脚，稳压芯片u6的vo管脚接电容c8和电容e4正极，并输出3.3v电压，电容c8的另一端与电容e4的负极连接并接地，稳压芯片u6采用ht7533稳压芯片，能够将3.6v电压降压稳压输出3.3v电压。
36.变压器tr1的二次绕组端6端输出电压g485、5端接二极管整流电路，该整流电路包括两个并联的二极管d5、d6，二极管d5、d6的阳极接变压器tr1的二次绕组端6端，二极管d5、d6的阴极接电阻r12一端、电容e5正极和电感rs1一端，电感rs1的另一端连接电容c9，且输出电压v485，电容e5负极和电容c9连接输出电压g485；
37.电阻r12的一端还输入5v电压，电阻r12的另一端连接光耦op6的输入端正极，光耦op6的输入端的正、负极之间连接电阻r13，光耦op6的输入端负极接可控硅q1的k极，可控硅q1的a极接电压g485；光耦op6的输入端负极还接电阻r26一端，电阻r26的两端分别连接电容c10、c11一端，电容c10另一端、电容c11一端则接可控硅q1的r极；可控硅q1的r极还接电阻r29和电阻r36和电阻r37一端，电阻r29的另一端接电压v485，电阻r36和r37并联，电阻r36和r37的另一端接电压g485。
38.采用上述电源电路实现将用户端交流市电转换为3.3v电压、电压v485，以适应多个模块供电需求。
39.该lcd控制单元中设置有配额管理系统，该配额管理系统包括费控模块、配额模块、保电模块和免费电模块；
40.a)电能表通过费控模块设置电能表内的用电金额，当剩余用电金额达到设定的报警金额时，电能表通过通信单元提醒用户；当透支金额低于设定的透支门限金额时，电能表通信单元发出断电信号，负荷开关中断供电；当电能表接收到有效的续交电费信息后，首先扣除透支金额，剩余金额大于0且小于透支门限金额时时，电能表自动合闸；
41.b)电能表通过配额模块分配给宿舍、实验室或办公室使用的用电额度，即一定的时间段里，计划可以使用的电量；
42.a)定义：指在一定的时间段里，计划可以使用的电量。
43.b)时间段由12时间点(只允许定义月、日)划分，时间段最小为1天，最大不超过1年；时间点设置时从小到大排列，循环使用；
44.用户可以选择以电量的方式还是以金额的方式来设置考核指标，该标识发生变化
时，所有的指标数都会清零，请谨慎使用；
45.每个起始时间带一个是否启用标识(启用标识表示该时点是否需要被读取)、一个是否继承标识(指本时段的指标是否和上一时段的结余额相加，超支部分是否继承由用户决定)；
46.当时间过时段起始点时，原有指标数据复位，启用新时段的指标额；如果允许继承，则在当前指标基础上加上结余数；
47.d)实际存储的配额是金额，当以电量方式设置配额时，需同时设置电单价。
48.e)用户设置的配额(电量或金额)用完后，若剩余金额(指的是另外充值的金额)为0，则会跳闸。
49.f)应用举例1：在校园里，每个宿舍在每个月会有一定配额，当配额用完后，若剩余金额(指的是另外充值的金额)为0，则跳闸，等待学生充值后方可继续用电。
50.应用举例：在校园里，每个学年结束后，自动清除配额，并启用新的配额。
51.c)电能表通过保电模块接收保电命令，并将自身调整为保电状态，在保电状态下的电能表不执行任何情况引起的拉闸操作，直至收到解除保电命令；
52.d)电能表通过免费电模块设置可以免费的用电额度，在安装调试期间使用，安装调试前，允许设置一定的免费电，在安装调试后，由后台下发命令清除免费电；
53.d)电能表扣费顺序依次为：免费电
→
配额电
→
购电金额，即在使用过程中，首先扣除免费用电额度，其次扣除配额用电额度，最后扣除购电额度，并根据购电额度支付金额。
54.本实施例中，所述费控模块设置时可以选择电量数值或金额数值，配额模块、免费电模块需要根据电价换算为金额做计算，方便费用计算。
55.该费控模块
56.a)在供电线路停止供电时，剩余金额以及其他需要保护的信息不应丢失；
57.b)剩余金额不能超过设计允许的电能表最大储值金额；最大储值金额由电能表显示位数决定；
58.c)电能表的预存电费金额应能与表内的剩余金额进行准确迭加；
59.d)在保证安全的情况下，可通过虚拟介质对电能表内的用电参数进行设置。
60.该保电模块
61.a)保电解除命令只解除保电状态，不改变表计当前状态。
62.b)电能表在保电状态下接收到拉闸命令后，电能表不执行拉闸操作，电能表返回处于保电状态拉闸失败的信息。
63.c)已处于拉闸状态的电能表在接收到保电命令后，电能表处于合闸状态。保电命令解除后，根据剩余电费决定是否执行拉闸。
64.本实施例中，该免费电模块设置的免费电不占用电配额指标。
65.本发明通过在电能表中设置配额管理系统对学校用电进行适配性的管理，既可以帮助供电方提高用电管理水平，又可以帮助用电方进行合理使用，利于节能，且用电管理灵活，方便学校使用。
66.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
67.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。