本實(shí)用新型屬于電力系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種帶三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置的多路智能雙向電能表。

背景技術(shù)：

目前市場(chǎng)現(xiàn)行的智能電能表只是多功能電子電能表，以費(fèi)控為主，許多沒(méi)有通訊接口，有通訊接口的電能表也只是單向通訊主要用于計(jì)費(fèi)收費(fèi)管理，無(wú)法做到實(shí)時(shí)控制并檢測(cè)電表運(yùn)行狀態(tài)。另外，目前的用電負(fù)荷一般都是通過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行的經(jīng)驗(yàn)估算確定的，三相負(fù)荷平衡也就是通過(guò)經(jīng)驗(yàn)估算的數(shù)值進(jìn)行分配，無(wú)法真正做到與實(shí)際用電情況相匹配，進(jìn)而三相負(fù)荷的平衡也就有影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種帶三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置的多路智能雙向電能表，以解決現(xiàn)有實(shí)時(shí)計(jì)量雙向通信智能電表存在的無(wú)法實(shí)時(shí)控制三相負(fù)荷平衡的問(wèn)題。

一種帶三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置的多路智能雙向電能表，它包括控制器、三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置、電壓互感器、電流互感器、多路開(kāi)關(guān)選擇器、電能計(jì)量芯片、外部存儲(chǔ)器、遠(yuǎn)程通訊模塊、遠(yuǎn)程控制終端模塊、第一光電隔離模塊、第二光電隔離模塊，三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置包括相位控制器和相位轉(zhuǎn)換裝置，電壓互感器和電流互感器輸出端連接多路開(kāi)關(guān)選擇器輸入端，多路開(kāi)關(guān)選擇器輸出端連接電能計(jì)量芯片的輸入端，控制器的端口連接多路開(kāi)關(guān)選擇器的控制端，電能計(jì)量芯片的數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)第一光電隔離模塊連接外部存儲(chǔ)器和控制器的數(shù)據(jù)輸入端；進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)處理并顯示，外部存儲(chǔ)器為系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，可以做到掉電不丟失數(shù)據(jù)?？刂破鬟€連接遠(yuǎn)程控制終端模塊和遠(yuǎn)程通訊模塊?？刂破鞯妮敵龆丝谕ㄟ^(guò)第二光電隔離模塊連接相位控制器，相位控制器連接相位轉(zhuǎn)換裝置。

優(yōu)選地，控制器連接有顯示模塊，來(lái)進(jìn)行顯示統(tǒng)計(jì)得到的有功功率、無(wú)功功率、視在功率和峰值電壓電流等數(shù)據(jù)，并顯示系統(tǒng)目前的工作控制狀態(tài)。

優(yōu)選地，控制器連接有鍵盤(pán)模塊，控制各個(gè)數(shù)據(jù)顯示并發(fā)出控制指令進(jìn)行控制整個(gè)系統(tǒng)的工作。

本實(shí)用新型是在控制器平臺(tái)上監(jiān)控多用戶電能計(jì)量，具有雙向計(jì)量用電功能，并監(jiān)控電力三相輸入狀態(tài)，控制三相負(fù)荷自動(dòng)平衡裝置，通過(guò)改變用戶相位，來(lái)平衡用電負(fù)荷裝置的多路智能雙向電能表。

在整體方案中，電壓和電流的采樣采用互感器的方式，互感器將芯片與電網(wǎng)進(jìn)行隔離，保持較強(qiáng)的抗干擾性能。采樣得到的信號(hào)，通過(guò)專(zhuān)用的電能計(jì)量芯片，得到計(jì)量脈沖或電能計(jì)量芯片直接將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在寄存器中?？刂破魍ㄟ^(guò)計(jì)量脈沖或直接讀取寄存器的數(shù)值進(jìn)行處理得到相應(yīng)的值，然后進(jìn)行存儲(chǔ)并顯示。為實(shí)現(xiàn)多功能多用戶操作，在設(shè)計(jì)中加入了鍵盤(pán)控制。

本實(shí)用新型的裝置采用計(jì)量微處理芯片，每戶設(shè)有一個(gè)單獨(dú)的計(jì)量模塊，能與高級(jí)配電運(yùn)行系統(tǒng)自動(dòng)鏈接結(jié)合，具備雙向通信功能，即電網(wǎng)不僅能從電表收集用電信息，還能將電網(wǎng)信息（如實(shí)時(shí)電價(jià)等）及控制命令下達(dá)給電表，能做到同時(shí)雙向計(jì)量48戶單相用電情況以及數(shù)據(jù)信息采集、遠(yuǎn)傳、智能控制等功能，具有更高級(jí)的多路電能能源管理系統(tǒng)。

本實(shí)用新型將三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置與電能監(jiān)測(cè)計(jì)量裝置集成于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)平臺(tái)，各個(gè)功能通過(guò)模塊組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置解決了在用戶側(cè)負(fù)載平衡問(wèn)題，當(dāng)接到改變相位指令時(shí)，電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作，中間轉(zhuǎn)子只需正向或反向轉(zhuǎn)動(dòng)60度就改變了相位。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2是本實(shí)用新型中三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記含義如下：電壓互感器PT1，電流互感器CT1，控制器U1，多路開(kāi)關(guān)選擇器U2，電能計(jì)量芯片U3，第一光電隔離模塊U4，第二光電隔離模塊U5，相位控制器U6，遠(yuǎn)程通訊模塊U7，外部存儲(chǔ)器SD1，顯示模塊LCD1，鍵盤(pán)模塊KEY1，遠(yuǎn)程控制終端模塊S2，遠(yuǎn)程客戶端USER，相位轉(zhuǎn)換裝置Z1。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，本實(shí)施方式中電壓互感器、電流互感器、多路開(kāi)關(guān)選擇器、電能計(jì)量芯片、控制器、鍵盤(pán)、顯示模塊、外部存儲(chǔ)器、遠(yuǎn)程通訊模塊均為商購(gòu)。電能計(jì)量芯片選用CS5464，控制器選用單片機(jī)MCF51EM256。

一種帶三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置的多路智能雙向電能表，它包括控制器U1、三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置、電壓互感器PT1、電流互感器CT1、多路開(kāi)關(guān)選擇器U2、電能計(jì)量芯片U3、外部存儲(chǔ)器SD1、遠(yuǎn)程通訊模塊U7、遠(yuǎn)程控制終端模塊S2、第一光電隔離模塊U4、第二光電隔離模塊U5，三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整裝置包括相位控制器U6和相位轉(zhuǎn)換裝置Z1，電壓互感器PT1和電流互感器CT1輸出端連接多路開(kāi)關(guān)選擇器U2輸入端，多路開(kāi)關(guān)選擇器U2輸出端連接電能計(jì)量芯片U3的輸入端，控制器U1的端口連接多路開(kāi)關(guān)選擇器U2的控制端，電能計(jì)量芯片U3的數(shù)據(jù)輸出端通過(guò)第一光電隔離模塊U4連接外部存儲(chǔ)器SD1和控制器U1的數(shù)據(jù)輸入端；控制器U1還連接遠(yuǎn)程控制終端模塊S2和遠(yuǎn)程通訊模塊U7，進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，把該電表的工作狀態(tài)及運(yùn)行數(shù)據(jù)通過(guò)以太網(wǎng)同步發(fā)射到遠(yuǎn)程終端控制模塊上，遠(yuǎn)程客戶端USER監(jiān)視電表的工作狀態(tài)及數(shù)據(jù)，控制電表的啟停及運(yùn)行模式，從而達(dá)到受電、用電功能，實(shí)現(xiàn)電能調(diào)度的作用。控制器U1的輸出端口通過(guò)第二光電隔離模塊U5連接相位控制器U6，相位控制器U6連接相位轉(zhuǎn)換裝置Z1?？刂破鱑1連接有顯示模塊LCD1?？刂破鱑1連接鍵盤(pán)模塊KEY1。

如圖1所示，前端電路連接電壓互感器PT1和電流互感器CT1的輸入端分別采樣前端電路的電壓和電流信號(hào)，控制器U1控制多路開(kāi)關(guān)選擇器U2選擇輸入到電能計(jì)量芯片U3的電壓信號(hào)和電流信號(hào)，電能計(jì)量芯片U3把輸入得到的電壓信號(hào)和電流信號(hào)進(jìn)行內(nèi)部處理，計(jì)算通過(guò)線路的有功功率、無(wú)功功率、視在功率和峰值電壓電流。控制器U1控制電能計(jì)量芯片U3的輸出信號(hào)類(lèi)型。

相位轉(zhuǎn)換裝置Z1調(diào)節(jié)輸出相位，達(dá)到平衡三相負(fù)荷的目的。如圖2所示，當(dāng)A相負(fù)載比B相負(fù)載超過(guò)設(shè)定百分比時(shí)，相位控制器U6接到改變相位指令，相位轉(zhuǎn)換裝置Z1中的電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作，中間轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60度，輸出相連接點(diǎn)由原來(lái)的a1,a2連接變成了b1,b2連接，即輸出相由A相變?yōu)锽相，從而改變了輸出相位；當(dāng)A相負(fù)載比C相負(fù)載超過(guò)設(shè)定百分比時(shí)，相位控制器U6接到改變相位指令，相位轉(zhuǎn)換裝置Z1中的電磁機(jī)構(gòu)動(dòng)作，中間轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)60度，輸出相連接點(diǎn)由原來(lái)的a1,a2連接變成了c1,c2連接，即輸出相由A相變?yōu)镃相，從而改變了輸出相位。

調(diào)整方法如下：

Step1：系統(tǒng)上電開(kāi)始進(jìn)行初始化自檢啟動(dòng)，檢查各個(gè)連接電路及各個(gè)工作模塊是否正常；

Step2：?jiǎn)?dòng)完成后控制器U1發(fā)送指令至電能計(jì)量芯片U3，通過(guò)電壓互感器PT1進(jìn)行電能采集，之后控制器U1發(fā)送指令，讀取電能計(jì)量芯片U3轉(zhuǎn)換處理后的數(shù)據(jù)到控制器U1內(nèi)部存儲(chǔ)器及系統(tǒng)外部存儲(chǔ)器SD1；

Step3：系統(tǒng)通過(guò)讀取實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)確定目前時(shí)間來(lái)進(jìn)行用電或者受電；

Step4：若目前是受電狀態(tài)，再遠(yuǎn)程發(fā)送受電許可請(qǐng)求，接收到遠(yuǎn)程受電許可確認(rèn)后，進(jìn)行電能計(jì)量存儲(chǔ)，并進(jìn)行時(shí)序電能顯示；若沒(méi)有接收到遠(yuǎn)程受電許可確認(rèn)，則終止進(jìn)行電網(wǎng)受電；

Step5：若目前是用電狀態(tài)，則再次判斷目前時(shí)間是否是用電高峰時(shí)段，若是用電高峰時(shí)段則進(jìn)行峰值電量累加，若不是用電高峰時(shí)段則在判斷是否是用電平時(shí)時(shí)段，若是用電平時(shí)時(shí)段則進(jìn)行平值電量累加，若不是用電平時(shí)時(shí)段則進(jìn)行谷值電量累加；

Step6：峰值電量累加、平值電量累加、谷值電量累加后都要進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)；

Step7：系統(tǒng)讀取存儲(chǔ)后的數(shù)據(jù)再進(jìn)行時(shí)序電能顯示，顯示完成后再循環(huán)進(jìn)行電能采集并重復(fù)上述過(guò)程；

Step8：同時(shí)系統(tǒng)由通訊遠(yuǎn)程通訊模塊U7實(shí)時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊，連接到智能電網(wǎng)上查看電表的實(shí)時(shí)狀態(tài)，并通過(guò)電表的相位控制器U6控制相位轉(zhuǎn)換裝置Z1進(jìn)行三相負(fù)荷分配，從而實(shí)現(xiàn)電表的三相負(fù)荷平衡自動(dòng)調(diào)整的功能。