[发明专利]一种基于交流电特征的智能电能表安全跳合闸技术

说明书

本发明提供一种基于交流电特征的智能电能表安全跳合闸技术，包括微处理器电路，继电器，以及与所述微处理器电路连接的电源电路、交流电特征提取电路及继电器驱动电路；所述微处理器电路包括一个微处理器；所述交流电特征提取电路包括电压分压采样电路、电流采样电路及特征提取模块电路，所述特征提取模块电路用于获取火线电压、电流的过零点及相位等特征信息。由于本发明可以实现跳合闸时刻的可控性，所以本发明可以灵活应对各种负载特性下的跳合闸状况。

技术领域

本发明涉及一种基于交流电特征的智能电能表安全跳合闸技术，属于智能电能表领域。

背景技术

电能表的跳合闸功能是电表进行费控的一项必要功能。对于智能电能表，其跳合闸功能一般由电表MCU通过控制继电器驱动电路来实现，目前的主要方式是当电能表需要跳合闸时，电表MCU立即使能继电器驱动电路以驱动继电器完成跳合闸动作。电能表继电器控制的是50Hz交流电的通断，目前跳合闸动作完成的时刻是完全随机的，当负载较重且呈现感性或容性时，如果跳合闸时刻处于电压或电流较大值时，此时会产生较大的冲击电压或涌流，产生拉弧。现在居民用户的用电设备种类繁多，跳合闸时刻产生的冲击电压或涌流一方面会减少继电器使用次数、缩短电表整体使用寿命，另一面会损害用户的用电设备，严重时可能会损坏用电设备、引起火灾甚至造成人身伤害。

随着智能电能表的全面普及、居民用电设备的增多，安全的电能表跳合闸技术对于电力公司及居民用户都具有重要意义，一方面对于电力公司来说，安全的跳合闸技术可以延长电能表使用寿命；另一方面对于用户而言，安全的跳合闸技术可以保护家用电器并提供更加安全的用电环境。因此，实现基于交流电特征的智能电能表安全跳合闸技术具有非常重要的意义。

发明内容

本发明的目的是为了改善现有智能电能表跳合闸技术随机性所带来的问题，提出了一种基于交流电特性的、电压过零点跳闸、电流过零点合闸的电能表安全跳合闸技术。

本发明所述的一种基于交流电特性的智能电能表安全跳合闸技术，它包括电源电路，交流电特征提取电路，微控制器电路，继电器，继电器驱动电路。

本发明所述的交流电特征提取电路包括L线电压分压采样电路，L线电流采样电路，特征提取模块电路。

所述特征提取电路包括L线电压过零点检测电路、L线电流过零点检测电路、L线电压相位检测电路、L线电流相位检测电路、功率因数检测电路、强弱电隔离耦合电路以及与所述微控制器相连接的通讯电路等功能电路。

所述L线电压分压采样电路由分压电阻组成，一端接交流市电，另一端接所述特征提取模块电路L线电压采样引脚。

所述L线电压分压采样电路由锰铜组成，一端接交流市电，另一端接所述特征提取模块电路L线电流采样引脚。

所述继电器为磁保持继电器，可通过向磁保持继电器线圈提供正反向电压来控制其通断。。

所述继电器驱动电路包括继电器驱动芯片，及与所述磁保持继电器规格相适配的外围电阻电容。

所述继电器驱动芯片包括与所述微控制器连接的正向驱动使能引脚，反向驱动使能引脚。

所述继电器驱动芯片包括与所述继电器连接的驱动引脚。

所述电源电路包括3.3V电源，为微处理器及其外围电路供电、交流电特征提取电路供电。

所述电源电路包括15V电源，为继电器驱动电路供电。

所述微控制器电路包括微控制器及其外围电路。

所述微控制器包括与所述特征提取模块连接的通讯模块。

所述微控制器包括与所述继电器驱动芯片正反向驱动使能端连接的IO引脚。