專利名稱：一種計量全電流的電子式電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電能計量裝置，尤其是一種能對所有有功電能和無功電能進(jìn)
行全面計量的單、三相電能表和三相多功能電能表、三相負(fù)荷控制儀、三相配變測量儀等電 力儀表。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)的三相電子式電能表和三相電子式多功能電能表等電力儀表多數(shù)是 采用電流互感器(CT)作為被測電流的取樣器件，電流互感器取樣器件具有取樣精度高的 特點(diǎn)，但是，電流互感器取樣器件仍存在以下著難以彌補(bǔ)的缺陷，(一)根據(jù)法拉第電磁 感應(yīng)定律，電流互感器取樣器件是無法檢測到流經(jīng)計量回路的直流分量，因而會漏計由電 流中直流分量所產(chǎn)生的電能消耗，在我國實際用電環(huán)境中，采用半波整流的用電器的種類 非常多，如日常生活中常見的可控硅調(diào)光臺燈、電吹風(fēng)、電飯煲，工業(yè)生產(chǎn)中常用的箱式 電阻爐、加熱爐等設(shè)備，均采用半波整流方式實行電流與功率的控制。在國內(nèi)外現(xiàn)行的 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中也明確規(guī)定在偶次諧波(直流分量)狀態(tài)下不得漏計電能，如國家標(biāo)準(zhǔn)GB/ T17215. 321-2008 (等同于IEC 62053. 21-2003)中的8. 2. 3條規(guī)定超過3%即判定為不合 格，而現(xiàn)行利用電流互感器取樣器件制造的三相直通式電能表誤差最大可達(dá)到50%左右， 漏計電能遠(yuǎn)超過規(guī)定指標(biāo)，造成現(xiàn)有企業(yè)生產(chǎn)的直通式三相四線制電能表處于大批的不合 格狀態(tài)。(二)電流互感器取樣器件采用的是金屬鐵芯上繞制一次與二次線圈的結(jié)構(gòu)，當(dāng)外 加直流與交流磁場時，金屬鐵芯受到外加磁場的磁化會產(chǎn)生飽和磁場而降低感生信號的產(chǎn) 生，漏計大量的電能，不法分子常用此方法，對三相三線制高壓計量電能表與三相四線制互 感式計量電能表實施偷竊電能而很難發(fā)現(xiàn)。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的是針對現(xiàn)有電流互感器取樣電能表對流經(jīng)計量回路的直流分量 無法計量的缺陷，輔之電流電阻器取樣器件及相應(yīng)的電能計量電路，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)電流互感 器取樣器件對直流分量不能響應(yīng)的不足，同時對兩種取樣器件上所采集到的取樣信號進(jìn)行 比較、判斷，計量化處理判斷輸出，實現(xiàn)二種電流取樣信號的誤差判斷與自檢測，達(dá)到在偶 次諧波直流分量狀態(tài)下不漏計電能的目的，同時，通過二個電流取樣器件的誤差比較，實現(xiàn) 自檢提高了電能計量的可靠性，并有效防止各種竊電。 為實現(xiàn)上述目的，本實用新型給出技術(shù)方案，所述的計量全電流的電子式電能表，
其組成包括有，電能表殼體、端鈕、電流互感器取樣器件、電流電阻器取樣器件、電能計量電
路、電能計量數(shù)據(jù)處理電路、電能計量顯示電路，其特征在于所述電流電阻器取樣器件與
電流互感器取樣器件串接于電流回路的負(fù)載同一側(cè)或電表回路的負(fù)載同一側(cè)。 在本實用新型總體技術(shù)方案中，針對三相四線電能表，所述電流電阻器取樣器件
與電流互感器取樣器件串接于三相電能表的A相回路、B相回路、C相回路各自負(fù)載同一側(cè)。 在上述三相四線電能表技術(shù)方案中，A相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入A單相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入B單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入C單相電能計量電路，A單相電能計量電路、B單相電能計量電路、 C單相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號送入單片機(jī)處理。此三相四線電能表的計量方法特點(diǎn) 是，在三相四線電能表各相負(fù)載同一側(cè)串接電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件， 電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)該各回路的電流進(jìn)行取樣，各相回 路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號分別輸入至各個單相計量電路 中進(jìn)行比較，選擇出各相回路中電流值較大的電流互感器取樣信號或電流電阻器取樣信號 進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理，再將各個單相計量電路處理后的計量化數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，三相四線 電能表各相回路計量數(shù)據(jù)在單片機(jī)中疊加處理后輸出到電能計量顯示電路。此三相四線電 能表能檢測并計量三相負(fù)載回路中流經(jīng)電流的直流分量或偶次諧波分量所形成的電能消 耗。 在上述三相四線電能表技術(shù)方案中，A相回路中的電流電阻器取樣信號輸入A單 相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號輸入B單相電能計量電路，C相回路中 的電流電阻器取樣信號輸入C單相電能計量電路，而A相回路、B相回路和C相回路中的電 流互感器取樣信號同時輸入同一個三相計量電路，A相電能計量電路、B相電能計量電路、C 相電能計量電路以及三相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號均送入單片機(jī)處理。此三相四線電 能表的計量方法特點(diǎn)是，在三相四線電能表各相負(fù)載同一側(cè)串接電流互感器取樣器件和電 流電阻器取樣器件，并將各相回路中的電流電阻器取樣信號分別輸入至各個單相計量電路 中，而將各相回路中的電流互感器取樣信號輸入到同一個三相計量電路中，在該三相計量 電路中，各相電流互感器取樣信號進(jìn)行疊加處理后輸出到單片機(jī)中，與此同步，各個單相計 量電路的計量化數(shù)據(jù)也輸出到單片機(jī)，單片機(jī)將來自各個單相計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊 加并與來自三相計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取兩者之間較大的計量數(shù)據(jù)輸出到電能計 量顯示電路。此三相四線電能表能檢測并計量三相負(fù)載回路中流經(jīng)電流的直流分量或偶次 諧波分量所形成的電能消耗。 在本實用新型總體技術(shù)方案中，針對三相四線電能表，所述電流電阻器取樣器件 與電流互感器取樣器件串接于三相四線電能表的A相回路、B相回路、C相回路各自負(fù)載同 一側(cè)，所述電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件還串接于該三相四線電能表N相回 路中。 在上述三相四線電能表技術(shù)方案中，A相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入A單相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入B單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入C單相電能計量電路，N相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入N單相電能計量電路，A單相電能計量電路、B單相電能計量電路、C 單相電能計量電路和N單相計量電路的計量數(shù)據(jù)信號送入單片機(jī)處理。此三相四線電能表 的計量方法特點(diǎn)是，在三相四線電能表各相負(fù)載同一側(cè)和零線中均串接電流互感器取樣器 件和電流電阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)該各回 路的電流進(jìn)行取樣，各回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號分別輸 入至各個相線的單相計量電路和零線的單相計量電路中進(jìn)行比較，選擇出各相回路和零線中電流值較大的電流互感器取樣信號或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理，再將各 個單相計量電路計量化數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行疊加處理，再輸出到電能計量顯示電路，當(dāng)三
相電路負(fù)載平衡時，零線中不會出現(xiàn)取樣電流信號，而當(dāng)三相電路負(fù)載失衡時，零線中則會
出現(xiàn)取樣電流信號，此時的零線計量電路選擇出信號電流值較大的電流互感器取樣信號或
電流電阻器取樣信號，并對較大的取樣信號進(jìn)行計量化處理后也同時輸出到單片機(jī)，此時，
單片機(jī)會將三相四線電能表相線回路和零線的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理后輸出到電能表顯
示電路。此三相四線電能表能檢測并計量三相用電不平衡狀態(tài)時電能消耗。 在上述三相四線電能表技術(shù)方案中，A相回路中的電流電阻器取樣信號輸入A單
相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號輸入B單相電能計量電路，C相回路中
的電流電阻器取樣信號輸入C單相電能計量電路，N相回路中的電流電阻器取樣信號輸入
N單相計量電路，而A相回路、B相回路、C相回路和N相回路中的電流互感器取樣信號同時
輸入同一個三相計量電路，A單相電能計量電路、B單相電能計量電路、C單相電能計量電路
以及三相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號均送入單片機(jī)處理。此三相四線電能表的計量方法
特點(diǎn)是，在三相四線電能表各相負(fù)載同一側(cè)和零線中均串接電流互感器取樣器件和電流電
阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)該各回路的電流進(jìn)
行取樣，各回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號分別輸入至各個相
線的單相計量電路和零線的單相計量電路中進(jìn)行比較，選擇出各相回路和零線中電流值較
大的電流互感器取樣信號或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理，再將各個單相計量
電路計量化數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行疊加處理，再輸出到電能表顯示電路，當(dāng)三相電路負(fù)載平
衡時，零線中不會出現(xiàn)取樣電流信號，而當(dāng)三相電路負(fù)載失衡時，零線中則會出現(xiàn)取樣電流
信號，此時的零線計量電路選擇出信號電流值較大的電流互感器取樣信號或電流電阻器取
樣信號，并對較大的取樣信號進(jìn)行計量化處理后也同時輸出到單片機(jī)，此時，單片機(jī)會將三
相四線電能表相線回路和零線的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理后輸出到電能計量顯示電路。此三
相四線電能表能檢測并計量三相用電不平衡狀態(tài)時電能消耗。 在本實用新型總體技術(shù)方案中，針對三相三線電能表，所述電流電阻器取樣器件 與電流互感器取樣器件串接于三相電能表的A相回路和C相回路各自負(fù)載同一側(cè)。 在上述三相三線電能表技術(shù)方案中，A相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入A單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互 感器取樣信號同時輸入C單相電能計量電路，A單相電能計量電路、C單相電能計量電路的 計量數(shù)據(jù)信號送入單片機(jī)處理，B相回路電流也直接送入單片機(jī)。此三相三線電能表的計 量方法特點(diǎn)是，在三相三線電能表A相和C相負(fù)載同一側(cè)串接電流互感器取樣器件和電流 電阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)該各回路的電流 進(jìn)行取樣，A相和C相回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號分別輸 入至A單相計量電路和C單相計量電路中進(jìn)行比較，選擇出A相和C相回路中電流值較大 的電流互感器取樣信號或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理，再將A單相計量電路 和C單相計量電路處理后的計量化數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，而B相電流直接送入單片機(jī)，三相三線 電能表A相回路和C相回路的計量數(shù)據(jù)在單片機(jī)中疊加(代數(shù)和)處理后輸出到電能計量 顯示電路，而B相電流不用于計量，只用于判斷電能表的三根線電流是否平衡，可以提示漏 電或某些竊電的狀態(tài)。此三相三線電能表能有效避免外加直流和交變磁場，三相三線電能表漏計大量電能的現(xiàn)象，并對三相三線制高壓計量電能表技術(shù)竊電行為及時發(fā)現(xiàn)并有效遏 制。 在上述三相三線電能表技術(shù)方案中，A相回路中的電流電阻器取樣信號輸入A單 相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號輸入C單相電能計量電路，而A相回路 和C相回路中的電流互感器取樣信號同時輸入同一個三相計量電路，A相電能計量電路、C 相電能計量電路以及三相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號均送入單片機(jī)處理，B相回路也直 接連接于單片機(jī)。此三相三線電能表的計量方法特點(diǎn)是，在三相三線電能表A相和C相負(fù)載 同一側(cè)串接電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件，并將A相回路中的電流電阻器取 樣信號輸入至A單相計量電路中，將C相回路中的電流電阻器取樣信號輸入至C單相計量 電路中，而將A相和C相回路中的電流互感器取樣信號輸入到同一個三相計量電路中，在該 三相計量電路中，A相和C相電流互感器取樣信號進(jìn)行疊加處理后輸出到單片機(jī)中，與此同 步，A單相計量電路和C單相計量電路的計量化數(shù)據(jù)也輸出到單片機(jī)，B相回路電流也直接 送入單片機(jī)，單片機(jī)將來自A單相計量電路的計量數(shù)據(jù)與來自三相計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn) 行比較，取兩者之間較大的計量數(shù)據(jù)輸出到電能計量顯示電路，B相回路電流不用于計量， 而用于判斷三根線的電流是否平衡，可以提示漏電或某些竊電的狀態(tài)。此三相三線電能表 能有效避免外加直流和交變磁場，三相三線電能表漏計大量電能的現(xiàn)象，并對三相三線制 高壓計量電能表技術(shù)竊電行為及時發(fā)現(xiàn)并有效遏制。 在本實用新型總體技術(shù)方案中，針對單相電能表，所述電流電阻器取樣器件與電 流互感器取樣器件串接于單相電能表L相回路中，L相回路中的電流電阻器取樣信號和電 流互感器取樣信號同時輸入單相電能計量電路，該單相電能計量電路的計量信號直接送入 計量顯示電路。此單相電能表計量方法特點(diǎn)是，在單相電能表火線負(fù)載同一側(cè)串接電流互 感器取樣器件和電流電阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對 流經(jīng)火線回路的電流進(jìn)行取樣，火線回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取 樣信號輸入至同一個單相計量電路中進(jìn)行比較，選擇出電流值較大的電流互感器取樣信號 或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理后直接輸出到單相電能表顯示電路。此單相電 能表能檢測并計量L相回路中流經(jīng)電流的直流分量或偶次諧波分量所形成的電能消耗。 在本實用新型總體技術(shù)方案中，針對單相防竊電電能表，所述電流電阻器取樣器 件與電流互感器取樣器件串接于單相電能表L相回路和N相回路中，L相回路中的電流電阻 器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入L單相電能計量電路，N相回路中的電流電阻 器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入N單相電能計量電路，L單相電能計量電路和N 單相電能計量電路的計量信號送入單片機(jī)處理。此單相防竊電電能表計量方法特點(diǎn)是，在 單相電能表火線負(fù)載同一側(cè)和地線中均串接電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件， 電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)火線回路的電流進(jìn)行取樣，火線回 路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號輸入至火線計量電路中，地線回 路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號輸入至地線計量電路中，火線計 量電路和地線計量電路分別比較各自輸入信號電流值，選擇出電流值較大的電流互感器取 樣信號或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理后送入到單片機(jī)，單片機(jī)將火線計量電 路的計量數(shù)據(jù)和地線計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理后再輸出到電能表顯示電路。此單 相防竊電電能表能檢測并計量火線地線反接竊電狀態(tài)下實際電能消耗。[0016] 在上述所有的三相電能表和單相電能表技術(shù)方案中，所述電流電阻器取樣器件為 錳銅電阻或康銅電阻。 本實用新型的優(yōu)點(diǎn)是，充分利用了電流電阻器取樣器件線性好，對所有流經(jīng)的電 流均有所反應(yīng)的特點(diǎn)，將其與電流互感器取樣器件串接于所在相回路負(fù)載的同一側(cè)，有效 的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電流互感器對流經(jīng)其的直流分量沒有反應(yīng)的缺陷。將本實用新型技術(shù)方案 應(yīng)用于傳統(tǒng)三相四線電能表中，通過對各相回路的互感器取樣信號和電阻器取樣信號進(jìn)行 分別處理，匯總判斷，數(shù)據(jù)校正，能有效克服了現(xiàn)有三相四線電能表對直流分量的漏計量現(xiàn) 象。將本實用新型技術(shù)方案應(yīng)用于傳統(tǒng)三相三線電能表中，能避免傳統(tǒng)三相三線電能表在 外加直流和交流磁場情況下漏計大量電能的現(xiàn)象，從而有效遏制技術(shù)竊電。本實用新型針 對計量全電流電子式電能表獨(dú)特結(jié)構(gòu)，所給出的計量方法，不違背現(xiàn)有的電能表計量原則， 同時充分發(fā)揮本實用新型給出的計量全電流電子式電能表獨(dú)到的作用，從而彌補(bǔ)和完善了 對流經(jīng)電能表各回路電流的直流分量和偶次諧波分量的電能計量，并有效遏制在各類單、 三相電能表上的技術(shù)竊電。

圖l是本實用新型能計 圖2是本實用新型能計 圖3是本實用新型能計 圖4是本實用新型能計 圖5是本實用新型能計 圖6是本實用新型能計 圖7是本實用新型能計 圖8是本實用新型能計 C單相計
全電流三相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之一示意圖。 全電流三相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之二示意圖。 全電流三相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之三示意圖。 全電流三相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之四示意圖。 全電流三相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之五示意圖。 全電流三相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之六示意圖。 全電流單相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之一示意圖。 全電流單相電能表電路結(jié)構(gòu)形式之二示意圖。 以上附圖中，101是單片機(jī)，102是A單相計量芯片，103是B單相計量芯片，104是 i芯片，105是A相電流電阻和電流互感取樣器件，106是B相電流電阻和電流互感
取樣器件，107是C相電流電阻和電流互感取樣器件，108是三相負(fù)載，201是單片機(jī)，202是 三相計量芯片，203是A單相計量芯片，204是B單相計量芯片，205是C單相計量芯片，206 是A相電流電阻和電流互感取樣器件，207是B相電流電阻和電流互感取樣器件，208是C 相電流電阻和電流互感取樣器件，209是三相負(fù)載，301是單片機(jī)，302是A單相計量芯片， 303是B單相計量芯片，304是C單相計量芯片，305是N單相計量芯片，306是A相電流電 阻和電流互感取樣器件，307是B相電流電阻和電流互感取樣器件，308是C相電流電阻和 電流互感取樣器件，309是N相電流電阻和電流互感取樣器件，310是三相負(fù)載，401是單片 機(jī)，402是三相計量芯片，403是A單相計量芯片，404是B單相計量芯片，405是C單相計量 芯片，406是N單相計量芯片，407是A相電流電阻和電流互感取樣器件，408是B相電流電 阻和電流互感取樣器件，409是C相電流電阻和電流互感取樣器件，410是N相電流電阻和 電流互感取樣器件，411是三相負(fù)載，501是單片機(jī)，502是A單相計量芯片，503是C單相計 量芯片，504是A相電流電阻和電流互感取樣器件，505是C相電流電阻和電流互感取樣器 件，506是負(fù)載，601是單片機(jī)，502是三相計量芯片，603A單相計量芯片，604是C單相計量 芯片，605是A相電流電阻和電流互感取樣器件，606是C相電流電阻和電流互感取樣器件，607是負(fù)載，701是單片機(jī)，702是L單相計量芯片，703是L相電流電阻和電流互感取樣器 件，801是單片機(jī)，802是L單相計量芯片，803是N單相計量芯片，804是L相電流電阻和電 流互感取樣器件，805是N相電流電阻和電流互感取樣器件。
具體實施例
以下結(jié)合附圖，介紹本實用新型的具體實施例。 實施例一 本實施例為三相四線電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如附圖1所示。其中，單 相計量芯片選用AD7761，單片機(jī)選用PIC16F630。 在本實施例一中，此三相四線電能表出廠調(diào)試時，將各相電流電阻器取樣信號設(shè) 置成負(fù)誤差，這樣，當(dāng)三相回路負(fù)載中均不存在直流分量的電能消耗情況下，三相電能表顯 示的是電流互感器取樣信號經(jīng)計量電路處理后的電能計量數(shù)據(jù)，當(dāng)三相回路負(fù)載中有一相 回路負(fù)載或多相回路負(fù)載中存在直流分量電能消耗的負(fù)載時，電流電阻器取樣信號則會出 現(xiàn)明顯變化，此刻電流電阻器取樣信號與同一回路中電流互感器取樣信號在計量芯片里進(jìn) 行電流值大小的比較，選擇信號電流值較大的送入單片機(jī)，單片機(jī)將各計量芯片數(shù)據(jù)進(jìn)行 疊加處理后，再輸出給電能計量顯示電路。此時，電能計量顯示是流經(jīng)該三相電能表全部電 流，(即在偶、奇次諧波狀態(tài)下的所有電流)的電能消耗計量值。 實施例二 本實施例仍為三相四線電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如附圖2所示。其中，
單相計量芯片選用AD7761，三相計量芯片選用AD7752，單片機(jī)選用PIC16F630。 本實施例二中，三相四線電能表各相負(fù)載同一側(cè)串接電流互感器取樣器件和電流
電阻器取樣器件，各相回路中的電流電阻器取樣信號分別輸入至各個單相計量電路中，而
各相回路中的電流互感器取樣信號輸入到同一個三相計量電路中，在該三相計量電路中，
各相電流互感器取樣信號進(jìn)行疊加處理后輸出到單片機(jī)中，與此同步，各個單相計量電路
的計量化數(shù)據(jù)也輸出到單片機(jī)，單片機(jī)將來自各個單相計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加并與
來自三相計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取兩者之間較大的計量數(shù)據(jù)輸出到電能計量顯示電路。 實施例三本實施例為三相四線電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如附圖3所示。其中，單 相計量芯片選用AD7761，單片機(jī)選用PIC16F630。 本實施例三中，三相四線電能表各相負(fù)載同一側(cè)和零線中均串接電流互感器取樣 器件和電流電阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)該各 回路的電流進(jìn)行取樣，各回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號分別 輸入至各個相線的單相計量電路和零線的單相計量電路中進(jìn)行比較，在產(chǎn)品出廠調(diào)試時， 預(yù)先將各相電流電阻器取樣信號設(shè)置成負(fù)誤差，這樣，當(dāng)三相回路負(fù)載中均不存在直流分 量的電能消耗情況下，三相電能表顯示的是電流互感器取樣信號經(jīng)計量電路處理后的電能 計量數(shù)據(jù)，當(dāng)三相回路負(fù)載中有一相回路負(fù)載或多相回路負(fù)載中存在直流分量電能消耗的 負(fù)載時，電流電阻器取樣信號則會出現(xiàn)明顯變化，此刻電流電阻器取樣信號與同一回路中 電流互感器取樣信號在計量芯片里進(jìn)行電流值大小的比較，選擇出各相回路和零線中電流 值較大的電流互感器取樣信號或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理，再將各個單相 計量電路計量化數(shù)據(jù)送入單片機(jī)進(jìn)行疊加處理，再輸出到電能表顯示電路，當(dāng)三相電路負(fù) 載平衡時，零線中不會出現(xiàn)取樣電流信號，而當(dāng)三相電路負(fù)載失衡時，零線中則會出現(xiàn)取樣電流信號，此時的零線計量電路選擇出信號電流值較大的電流互感器取樣信號或電流電阻
器取樣信號，并對較大的取樣信號進(jìn)行計量化處理后也同時輸出到單片機(jī)，此時，單片機(jī)會
將三相表相線回路和零線的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理后輸出到電能表顯示電路。
實施例四本實施例仍為三相四線電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如附圖4所示。其中，
單相計量芯片選用AD7761，三相計量芯片選用AD7752，單片機(jī)選用PIC 16F630。 本實施例四中，在三相四線電能表各相負(fù)載同一側(cè)和零線中均串接電流互感器取
樣器件和電流電阻器取樣器件，并將各相回路和零線中的電流電阻器取樣信號分別輸入至
各個單相計量電路和零線計量電路中，而將各相回路和零線中的電流互感器取樣信號輸入
到同一個三相計量電路中，在該三相計量電路中，各相線和零線中的電流互感器取樣信號
進(jìn)行疊加處理后輸出到單片機(jī)中，與此同步，各個單相計量電路和零線計量電路的計量化
數(shù)據(jù)也輸出到單片機(jī)，單片機(jī)將來自各個單相計量電路和零線計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊
加并與來自三相計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取兩者之間較大的計量數(shù)據(jù)輸出到電能計
量顯示電路。 實施例五本實施例為三相三線電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如圖5所示，其中，單相 計量芯片選用AD7761，單片機(jī)選用PIC16F630。 本實施例五中，三相三線電能表A相和C相負(fù)載同一側(cè)串接電流互感器取樣器件 和電流電阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)該各回路 的電流進(jìn)行取樣，A相和C相回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號 分別輸入至A單相計量電路和C單相計量電路中進(jìn)行比較，選擇出A相和C相回路中電流 值較大的電流互感器取樣信號或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理，再將A單相計 量電路和C單相計量電路處理后的計量化數(shù)據(jù)送入單片機(jī)，而B相電流直接送入單片機(jī)，三 相三線電能表A相回路和C相回路的計量數(shù)據(jù)在單片機(jī)中疊加(代數(shù)和)處理后輸出到電 能計量顯示電路，而B相電流不用于計量，只用于判斷電能表的三根線電流是否平衡，可以 提示漏電或某些竊電的狀態(tài)。此三相三線電能表能有效避免外加直流和交變磁場，三相三 線電能表漏計大量電能的現(xiàn)象，并對三相三線制高壓計量電能表技術(shù)竊電行為及時發(fā)現(xiàn)并 有效遏制。 實施例六本實施例為三相三線電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如圖6所示，其中，單相 計量芯片選用AD7761，三相計量芯片選用AD7752，單片機(jī)選用PIC16F630。 本實施例六中，三相三線電能表A相和C相負(fù)載同一側(cè)串接電流互感器取樣器件 和電流電阻器取樣器件，并將A相回路中的電流電阻器取樣信號輸入至A單相計量電路中， 將C相回路中的電流電阻器取樣信號輸入至C單相計量電路中，而將A相和C相回路中的電 流互感器取樣信號輸入到同一個三相計量電路中，在該三相計量電路中，A相和C相電流互 感器取樣信號進(jìn)行疊加處理后輸出到單片機(jī)中，與此同步，A單相計量電路和C單相計量電 路的計量化數(shù)據(jù)也輸出到單片機(jī)，B相回路電流也直接送入單片機(jī)，單片機(jī)將來自A單相計 量電路的計量數(shù)據(jù)與來自三相計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，取兩者之間較大的計量數(shù)據(jù) 輸出到電能計量顯示電路，B相回路電流不用于計量，而用于判斷三根線的電流是否平衡， 可以提示漏電或某些竊電的狀態(tài)。此三相三線電能表能有效避免外加直流和交變磁場，三 相三線電能表漏計大量電能的現(xiàn)象，并對三相三線制高壓計量電能表技術(shù)竊電行為及時發(fā) 現(xiàn)并有效遏制。[0040] 實施例七本實施例為單相普通電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如附圖7所示。其中，單相計量芯片選用AD7761。 本實施例七中，在單相電能表火線負(fù)載同一側(cè)串接電流互感器取樣器件和電流電
阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)火線回路的電流進(jìn)
行取樣，火線回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號輸入至同一個單
相計量電路中進(jìn)行比較，此單相電能表出廠調(diào)試時，將電流電阻器取樣信號設(shè)置成負(fù)誤差，
這樣，當(dāng)負(fù)載回路中不存在直流分量的電能消耗情況下，單相電能表顯示的是電流互感器
取樣信號經(jīng)計量電路處理后的電能計量數(shù)據(jù)，當(dāng)負(fù)載回路中存在直流分量電能消耗的負(fù)載
時，電流電阻器取樣信號則會出現(xiàn)明顯變化，此刻電流電阻器取樣信號與電流互感器取樣
信號在計量芯片里進(jìn)行電流值大小的比較，并選擇出電流值較大的電流互感器取樣信號或
電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理后直接輸出到單相電能計量顯示電路。 實施例八本實施例為單相防竊電電能表，其電路組成結(jié)構(gòu)如附圖8所示。其中，
單相計量芯片選用AD7761，單片機(jī)選用PIC16F630。 本實施例八中，在單相電能表火線負(fù)載同一側(cè)和地線中均串接電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件，電流互感器取樣器件和電流電阻器取樣器件同時對流經(jīng)火線回路的電流進(jìn)行取樣，火線回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號輸入至火線計量電路中，地線回路取樣獲得的電流互感器取樣信號和電流電阻器取樣信號輸入至地線計量電路中，此單相防竊電電能表出廠調(diào)試時，將電流電阻器取樣信號設(shè)置成負(fù)誤差，這樣，當(dāng)火線負(fù)載回路和地線回路中不存在直流分量的電能消耗情況下，該單相防竊電電能表顯示的是電流互感器取樣信號經(jīng)計量電路處理后的電能計量數(shù)據(jù)，當(dāng)火線負(fù)載回路和(或)地線負(fù)載回路中存在直流分量電能消耗的負(fù)載時，電流電阻器取樣信號則會出現(xiàn)明顯變化，此刻電流電阻器取樣信號與電流互感器取樣信號在火線計量芯片和地線計量芯片里進(jìn)行電流值大小的比較，選擇出電流值較大的電流互感器取樣信號或電流電阻器取樣信號進(jìn)行數(shù)據(jù)計量化處理后送入到單片機(jī)，單片機(jī)將火線計量電路的計量數(shù)據(jù)和地線計量電路的計量數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加處理后再輸出到電能計量顯示電路。
權(quán)利要求一種計量全電流的電子式電能表，其組成包括有，電能表殼體、端鈕、電流互感器取樣器件、電流電阻器取樣器件、電能計量電路、電能計量數(shù)據(jù)處理電路、電能計量顯示電路，其特征在于所述電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件串接于電流回路的負(fù)載同一側(cè)或電表回路的負(fù)載同一側(cè)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于所述電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件串接于三相電能表的A相回路、B相回路、C相回路各自負(fù)載同一側(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于A相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入A單相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入B單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入C單相電能計量電路，A單相電能計量電路、B單相電能計量電路、C單相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號送入單片機(jī)處理。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于A相回路中的電流電阻器取樣信號輸入A單相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號輸入B單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號輸入C單相電能計量電路，而A相回路、B相回路和C相回路中的電流互感器取樣信號同時輸入同一個三相計量電路，A相電能計量電路、B相電能計量電路、C相電能計量電路以及三相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號均送入單片機(jī)處理。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于所述電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件串接于三相電能表的A相回路、B相回路、C相回路各自負(fù)載同一側(cè)，所述電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件還串接于該三相電能表N相回路中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于A相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入A單相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入B單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入C單相電能計量電路，N相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入N單相電能計量電路，A單相電能計量電路、B單相電能計量電路、C單相電能計量電路和N單相計量電路的計量數(shù)據(jù)信號送入單片機(jī)處理。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于A相回路中的電流電阻器取樣信號輸入A單相電能計量電路，B相回路中的電流電阻器取樣信號輸入B單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號輸入C單相電能計量電路，N相回路中的電流電阻器取樣信號輸入N單相計量電路，而A相回路、B相回路、C相回路和N相回路中的電流互感器取樣信號同時輸入同一個三相計量電路，A單相電能計量電路、B單相電能計量電路、C單相電能計量電路以及三相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號均送入單片機(jī)處理。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于所述電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件串接于三相電能表的A相回路和C相回路各自負(fù)載同
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于A相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入A單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入C單相電能計量電路，A單相電能計量電路、C單相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號送入單片機(jī)處理，B相回路直接連接于單片機(jī)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于A相回路中的電流電阻器取樣信號輸入A單相電能計量電路，C相回路中的電流電阻器取樣信號輸入C單相電能計量電路，而A相回路和C相回路中的電流互感器取樣信號同時輸入同一個三相計量電路，A相電能計量電路、C相電能計量電路以及三相電能計量電路的計量數(shù)據(jù)信號均送入單片機(jī)處理，B相回路也直接連接于單片機(jī)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于所述電流電阻器取樣器件與電流互感取樣器件串接于單相電能表L相回路中，L相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入單相電能計量電路，該單相電能計量電路的計量信號送入單片機(jī)處理。
12. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于所述電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件串接于單相電能表L相回路和N相回路中，L相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入L單相電能計量電路，N相回路中的電流電阻器取樣信號和電流互感器取樣信號同時輸入N單相電能計量電路，L單相電能計量電路和N單相電能計量電路的計量信號送入單片機(jī)處理。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7或8或9或10或11或12所述的一種計量全電流的電子式電能表，其特征在于所述電流電阻器取樣器件為錳銅電阻或康銅電阻。
專利摘要本實用新型涉及一種計量全電流的電子式電能表及其計量方法，該電能表的特點(diǎn)是，將電流電阻器取樣器件與電流互感器取樣器件串接于電子式電能表電流回路的負(fù)載同一側(cè)或串接于電表回路的負(fù)載同一側(cè)，充分利用電流電阻器取樣器件線性好，對所有流經(jīng)的電流均有所反應(yīng)的特點(diǎn)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)電流互感器對直流分量沒有反應(yīng)的缺陷，此外，還能避免傳統(tǒng)三相三線電能表在外加直流和交流磁場情況下漏計大量電能的現(xiàn)象。本實用新型針對各款計量全電流電能表，給出了相應(yīng)的電能計量數(shù)據(jù)比較、判斷、處理的方法和步驟，這些計量方法既不違背現(xiàn)有的電能表計量原則，同時充分發(fā)揮本實用新型計量全電流電子式電能表獨(dú)到的作用，從而彌補(bǔ)和完善了對流經(jīng)電能表各回路電流的直流分量和偶次諧波分量的電能計量，并能有效遏制技術(shù)竊電。
文檔編號G01R22/06GK201449417SQ200920039318
公開日2010年5月5日 申請日期2009年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月6日
發(fā)明者朱嶸, 胡國祥 申請人:南京宇能儀表有限公司