[实用新型]低功耗智能电能表

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统电测量仪器设备，特别是涉及低功耗智能电能表。

背景技术

目前，我国根据自身的经济发展特点，提出了建设智能电网的目标。普通电子式电能表、传统的多费率电能表和多功能电能表已经逐步被智能电能表代替。电能表性能指标越来越高，功能越来越强大，整表的自身功耗也相应增大。为降低电能表自身的电能消耗，对电能表的低功耗的研究越来越迫切。

以单相电能表为例，智能电能表逐渐成为主流，其载波通信、拉合闸等功能广泛使用，使得表计电压线路静态功耗由原来0.7W上升到1.1W。考虑到成本，目前主要使用0.5mm厚度普通矽钢片。而且，现有的表计设有载波通信、红外通信、拉合闸、拉合闸检测、背光等功能，变压器容量需要设计的很大（载波拉闸电能表功率在3W左右，普通具有RS485和拉闸功能的电能表功率在2.5W左右）。对于电压稳压块硅损耗得到要求，在70%Un时，正常拉合闸，且载波电源>12V时才能保证通信成功率。使得表计在100%Un正常工作时，稳压块前端电压过高，在18V左右，导致稳压块效率<30%。载波模块工作时静态功耗大约在0.2～0.3W，且从稳压模块后端取电，进一步加大了稳压模块上的损耗。另外，由电阻串从220V上分压得到信号，通过光耦检测，此电阻串损耗比较大。表计微处理器（MCU）功耗在0.03W左右，计量芯片功耗在0.03W左右。

通过上述对电能表电压线路动态功耗消耗点分析和测试得知，变压器铁损和稳压块硅损耗已成为影响表计静态功耗最大二个因素。另外，继电器反馈检测和载波模块也有一定影响。采用锰铜分流器和内置继电器必然会导致电流线路有功耗大，载波模块功耗也比较大。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种低功耗智能电能表，能够降低电路的功耗。

一种低功耗智能电能表，包括：

测量电路、与所述测量电路相连的计量芯片，所述测量电路包括与电流输入端相连的电流互感器和/或与电压输入端相连的预设精度的电阻；与所述计量芯片通过SPI总线相连的控制处理器，与所述控制处理器相连的继电保护电路；其中，还包括分别与所述计量芯片、所述控制处理器相连的用于提供工作电压的电源供电电路。

通过高精度电流互感器（CT）和/或高精度电阻分别对电流量和电压量进行信号采集，并通过电源获取低功耗智能电能表的工作电压，以便降低功耗。另外，采用控制处理器智能动态控制拉合闸，适当降低变压器输出电压，降低电压稳压块硅损耗，控制处理器也具备判断拉合闸检测的功能，代替常规硬件拉合闸检测电路，去除此部分电路功耗，能够降低单相或三相电能表的功耗，节约能源，延长电能表的使用寿命。

在其中一个实施例当中，所述电源供电电路包括工频变压器，以及与该工频变压器电耦合的DC-DC振荡型电源。使用DC-DC振荡型电源代替常规技术中的电压稳压块可降低硅损耗，理论提高70%效率。

在其中一个实施例当中，所述工频变压器是由厚度为0.35mm的硅钢片组成。选用0.35mm厚度的硅钢片，可将变压器铁损降至最小，理论提高70%效率。

在其中一个实施例当中，所述电源供电电路包括开关电源，以及与该开关电源电耦合的DC-DC振荡型电源。使用DC-DC振荡型电源代替常规技术中的电压稳压块可降低硅损耗，理论提高70%效率。

在其中一个实施例当中，所述开关电源为具有预设宽输入电压范围的开关电源。使用宽输入电压（85V～420V）开关电源代替传统工频变压器，理论提高70%效率。

附图说明

图1为本实用新型低功耗智能电能表的优选实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述。

图1为本实用新型低功耗智能电能表的优选实施例的结构示意图，包括：

测量电路、与所述测量电路相连的计量芯片，所述测量电路包括与电流输入端相连的电流互感器和/或与电压输入端相连的预设精度的电阻；与所述计量芯片通过SPI总线相连的控制处理器，与所述控制处理器相连的继电保护电路；其中，还包括分别与所述计量芯片、所述控制处理器相连的用于提供工作电压的电源供电电路。