專利名稱：失壓斷流失流計時儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三相三線電能計量中檢測計量回路電壓、電流異常狀況的儀表，特別是一種能夠檢測到計量回路中發(fā)生無電壓、無電流、電流被分流狀況的多功能檢測儀表。
三相電能計量中，一般將電壓信號和電流信號輸入到電能表中，若進入電能表的電壓、電流不正常，如無電壓、無電流或電流被分流等，均會影響計量的準確性，造成電量的漏記或少記。為了提高電能表計量的準確性，人們設計出一種失壓斷流計時儀，它由微處理器、失壓檢測電路、斷流檢測電路、失壓斷流信號顯示電路、記錄電路、時鐘電路、通訊接口電路和按鍵輸入電路構(gòu)成，能夠檢測出計量回路中無電壓和無電流的狀況，并能夠記錄、顯示和通訊傳輸。失壓斷流計時儀中由于未設有失流檢測電路，因而不能檢測計量回路中電流被分流的狀況，其不足之處是不能檢測到計量回路中電流被分流的情況。
本實用新型的目的就是針對上述不足之處而提供一種既能夠檢測計量回路中無電壓、無電流狀況，又能夠檢測計量回路中電流被分流狀況的失壓斷流失流計時儀。
本實用新型的技術(shù)解決方案是一種失壓斷流失流計時儀，包括微處理器及與其連接的失壓檢測電路、斷流檢測電路、失壓斷流信號顯示電路、記錄電路、時鐘電路、通訊接口電路和按鍵輸入電路，其特征是所述的斷流檢測電路還包括三個與計量回路連接的電流取樣電路，其中兩個電流取樣電路分別與計量回路的兩個電流支路連接，另一個電流取樣電路同時與該計量回路的兩個電流支路連接。該三個電流取樣電路輸出分別與三個波形變換電路連接。該三個波形變換電路經(jīng)測時電路與微處理器連接。所述的失壓斷流信號顯示電路中還包括失流信號顯示電路。
本實用新型技術(shù)解決方案中所述的計量回路的兩個電流支路可以分別通過兩個電流取樣電路，再電連接后通過另一個電流取樣電路。
本實用新型技術(shù)解決方案中所述的計量回路的兩個電流支路還可以分別通過兩個電流取樣電路，再共同穿過另一個由互感器構(gòu)成的電流取樣電路。
本實用新型由于在斷流檢測電路中增設了三個電流取樣電路，三個波形變換電路、測時電路，在失壓斷流信號顯示電路中增設了失流信號顯示電路，其中，兩個電流取樣電路分別與計量回路的兩個電流支路連接，另一個電流取樣電路同時與該計量回路的兩個電流支路連接，因而，當計量回路中的任一電流支路出現(xiàn)電流被分流時，均導致電流向量之間的相位角偏離正常，經(jīng)電流取樣電路、波形變換電路、測時電路和微處理器可將該偏離正常的相位角準確測量出來，再由微處理器判斷出有分流發(fā)生，并實時記錄、顯示。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型除能夠檢測出計量回路中無電壓、無電流的狀況外，還能夠檢測出計量回路中電流被分流的狀況，因而達到了本實用新型的目的。
附圖的圖面說明如下

圖1是三相三線計量回路分流情況示意圖；圖2是圖1中無分流時的電流向量圖；圖3是圖1中A相出現(xiàn)分流時的電流向量圖；圖4是圖1中C相出現(xiàn)分流時的電流向量圖；圖5是圖1中A、C相均出現(xiàn)分流時的電流向量圖；圖6是本實用新型的電路方框圖；圖7是圖6中無分流時的電流波形圖；圖8是本實用新型實施例的部分電路圖；圖9是本實用新型實施例的部分電路圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳述如圖1所示，A和C相電流Ia、Ic進入電能表4，流出電能表4后匯接在一起組成回路，合成電流為-Ib。三根虛線1、2、3分別為實際使用中可能會出現(xiàn)的三種分流情況，其中，虛線1是將A相電流分流，虛線2是將C相電流分流，虛線3是將A、C相電流均分流。在正常情況下，電流Ia、Ic、-Ib的向量如圖2所示，其之間的相位角均為120°，考慮到系統(tǒng)工作時會略有不平衡，其角度會稍有變化，但變化很小。當出現(xiàn)虛線1所示的分流時，會使流入電能表4的A相電流減小，電流-Ib的向量會向Ic發(fā)生偏移，從而使角度Φ1增大，大于60°；Φ2減小，小于60°，如圖3所示。同理，當出現(xiàn)虛線2所示的分流時，會使角度Φ2增大，大于60°，Φ1減小，小于60°，如圖4所示。若出現(xiàn)虛線3所示的分流時，則會使角度Φ1、Φ2均減個，小于60°，此時流入電能表4的電流Ia、Ic之間的相位角會小于120°，如圖5所示。
本實用新型電路方框圖如圖6所示。電流取樣電路5、6、7，波形變換電路8、9、10，測時電路11均為常規(guī)電路。電流Ia、Ic經(jīng)電流取樣電路5、6、7分別取樣后，再由波形變換電路8、9、10分別將其變換為方波，將這些方波信號送入測時電路11，測量出波形之間的時間差，從而得出相位角Φ1和Φ2，再由微處理器12根據(jù)一事先設定的閥值進行比較，從而判斷出是否有分流發(fā)生。正常時電流Ia、Ic和-Ib的波形圖如圖7所示。測時電路也可使用單片微處理機中的定時器完成。失壓檢測電路13、斷流檢測電路14、15、時鐘電路16、記錄電路17、通訊接口電路19、按鍵輸入電路20均與現(xiàn)有技術(shù)失壓斷流計時儀中的相同。當有任一電壓VA或VB或VC低于一設定的閥值時，失壓檢測電路13即可分別產(chǎn)生一個有效的信號，送入微處理器12中，由微處理器進行處理。當計量回路中的電流為零時，斷流檢測電路14、15便會輸出一有效的信號到微處理器12。微處理器12的軟件能夠分析并區(qū)分出系統(tǒng)停電或負荷為零的正常情況。時鐘電路16可產(chǎn)生正確的日歷和時鐘，以使微處理器12能夠記錄下發(fā)生上述各種異常情況的日期和時間。記錄電路17用于記錄各種數(shù)據(jù)。通訊接口電路19用于與其它計算機進行數(shù)據(jù)通信，以組成實時的監(jiān)控系統(tǒng)，通信協(xié)議符合有關(guān)標準。按鍵輸入電路20可對儀表的日期和時間進行校正和設定，也可用按鍵并通過顯示器讀取儀表內(nèi)記錄的各種數(shù)據(jù)，還可使用按鍵將儀表內(nèi)的數(shù)據(jù)清零。失壓斷流信號顯示電路18為現(xiàn)有技術(shù)電路，但增設有失流信號顯示電路，可用數(shù)碼管顯示日期和時間，用LRD顯示系統(tǒng)是否有失壓、斷流或失流的發(fā)生，以及發(fā)生的相別。本實用新型在安裝時即可安裝在互感器與電能表之間，也可安裝在電能表以后。
本實用新型電路中計量回路的兩個電流支路分別通過兩個電流取樣電路5、6，再電連接后通過另一個電流取樣電路7。
本實用新型實施例如圖8、圖9所示。三個電流取樣電路均由小型電流互感器H1、H2、H3構(gòu)成，為常規(guī)電路。三個LM339比較器構(gòu)成三個波形變換電路，為常規(guī)電路。兩個7404非門電路、兩個7400與門電路和89C51單片機內(nèi)部的定時器T0和T1構(gòu)成測時電路。計量回路的兩個支路分別穿過H1和H2，再共同穿過H3，即電流Ia和Ic通過磁合成在H3次級形成電流-Ib。H1、H2和H3次級的電流信號送入LM339比較器分別將其轉(zhuǎn)換為方波信號。為了利用89C51單片機內(nèi)部的定時器T0和T1來測量Φ1、Φ2的寬度，將這三個信號經(jīng)7404、7400門電路等變換為Φ1和Φ2，并將反映Φ1和Φ2的信號分別連接至89C51單片機的INT0和INT1引腳，工作時將89C51單片機內(nèi)部的T0和T1設定為門控工作方式，INT0和INT1設為下降沿中斷，這樣在Φ1和Φ2為高電平期間，T0、T1進行計時，Φ1、Φ2變低后停止計時，同進向CPU發(fā)出中斷申請，CPU進入中斷服務程序后讀取T0、T1的計數(shù)值，即為Φ1、Φ2的寬度。
斷流檢測電路包括兩組由二極管D1、D2、電容C1、C2、電阻R1、R2構(gòu)成的整流電路，為現(xiàn)有技術(shù)電路。IN4148二極管D1、D2、電容器C1、C2、電阻R1、R2分別把A相電流和C相電流的波形變換為直流。若Ia或Ic中有電流，則其相應的波形通過二極管周期性地分別向C1、C2充電，使之維持高電平；發(fā)生斷流時，波形消失，電容兩端電壓為零，將C1、C2的電壓信號直接連接到89C51單片機的P1.2和P1.3、引腳。
失壓檢測電路為已有技術(shù)電路。該電路由穩(wěn)壓二極管D3、D4、D5、二極管D6、D7、D8和光電耦合器G1、G2、G3組成。穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值決定失壓檢測的閾值，電阻R3、R4、和R5起限流作用，二極管D6、D7、D8起反向隔離作用，光電耦合器起光電耦合作用。當Va、Vb、Vc某一相電壓低于閾值時，相應的穩(wěn)壓二極管便不能導通，從而使相應的光電耦合器輸出為高電平，例如Va低于閾值，則G1、G2均輸出為高電平，而G3輸出為低電平。G1、G2和G3的輸出分別接至89C51單片機的P1.4、P1.5、P1.6引腳。電容C3、C4、C5起濾波作用。
含失流信號顯示電路的失壓斷流信號顯示電路為常規(guī)電路，由7只與89C51單片機的P0口連接的發(fā)光二極管、3只與89C51單片機的P1口連接的74HC595移位寄存器及11只數(shù)碼管顯示器構(gòu)成。由P0口驅(qū)動7只發(fā)光二極管分別指示Va、Vb、Vc失壓、Ia、Ic斷流和Ia、Ic分流。通過P1口的三根引線驅(qū)動3只74HC595移位寄存器對11只數(shù)碼管進行動態(tài)掃描，顯示日期、時間和記錄數(shù)據(jù)等有關(guān)信息。
記錄電路采用具有I2C接口的24C256EEPROM芯片構(gòu)成。時鐘電路采用具有I2C接口的P8583實時時鐘芯片構(gòu)成，由89C51單片機直接生成I2C驅(qū)動信號對其進行操作。通訊接口電路采用MAX1487接口芯片構(gòu)成。接鍵輸入電路由5只與89C51單片機的P2口連接的按鍵構(gòu)成。
權(quán)利要求1.一種失壓斷流失流計時儀，包括微處理器(12)及與其連接的失壓檢測電路(13)、斷流檢測電路(14、15)、失壓斷流信號顯示電路(15)、記錄電路(17)、時鐘電路(16)、通訊接口電路(19)和按鍵輸入電路(20)，其特征是所述的斷流檢測電路(14、15)還包括三個與計量回路連接的電流取樣電路(5、6、7)，其中兩個電流取樣電路(5、6)分別與計量回路的兩個電流支路(Ia、Ic)連接，另一個電流取樣電路(7)同時與該計量回路的兩個電流支路(Ia、Ic)連接；該三個電流取樣電路(5、6、7)輸出分別與三個波形變換電路(8、9、10)連接；該三個波形變換電路(8、9、10)經(jīng)測時電路(11)與微處理器(12)連接；所述的失壓斷流信號顯示電路(18)中還包括失流信號顯示電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種失壓斷流失流計時儀，其特征是所述的計量回路的兩個電路支路(Ia、Ic)分別通過兩個電流取樣電路(5、6)，再電連接后通過另一個電流取樣電路(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種失壓斷流失流計時儀，其特征是所述的計量回路的兩個電流支路(Ia、Ic)分別通過兩個電流取樣電路(H1、H2)，再共同穿過另一個由互感器(H3)構(gòu)成的電流取樣電路(H3)。
專利摘要本實用新型屬于一種用于檢測三相三線電能計量器中電壓電流失常的儀表。主要是解決失壓斷流計時儀不能檢測電流被分流狀況的問題。它包括微處理器、失壓檢測電路、斷流檢測電路、失壓斷流信號顯示電路、記錄電路、時鐘電路、通迅接口電路和按鍵輸入電路,其特征是還包括三個電流取樣電路、三個波形變換電路、測時電路和失流信號顯示電路。除能夠檢測出計量回路中無電壓、無電流的狀況外,還能夠檢測出計量回路中電流被分流的狀況。
文檔編號G01R19/00GK2493940SQ0123964
公開日2002年5月29日 申請日期2001年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者呂治安, 吳濤 申請人:呂治安, 吳濤