一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明適用于電力計(jì)量領(lǐng)域，提供了一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，包括采樣單元，提供多路外接引腳，用于采集各用電分支的電壓和電流，并將采集到的電壓值和電流值傳輸出去；處理單元，用于接收所述采樣單元傳輸?shù)乃鲭妷褐岛碗娏髦颠M(jìn)行電力綜合分析得到分析結(jié)果，在所述分析結(jié)果滿足設(shè)定條件時(shí)輸出一電能計(jì)量脈沖或警示信號(hào)，同時(shí)將所述分析結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。本發(fā)明通過(guò)集成多回路電力計(jì)量技術(shù)的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家居內(nèi)部全部用電分支的用電狀況的整體監(jiān)控，不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)使用電量的計(jì)量，還能夠?qū)τ秒姞顩r進(jìn)行安全監(jiān)控，同時(shí)還對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便用戶查詢。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力計(jì)量領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們生活水平的日益提高，各種各樣的家用電器已經(jīng)進(jìn)入了千家萬(wàn)戶，致使普通居民家庭對(duì)電力供應(yīng)的需求日益激增。而據(jù)調(diào)查顯示，普通居民家庭用戶電能浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，56.5%的市民清楚知道很多電器只要接通電源就會(huì)耗電，11.6%的市民表示聽(tīng)說(shuō)過(guò)這個(gè)現(xiàn)象，14.6%的市民則表示完全不知道。鑒于發(fā)電過(guò)程帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題和用電側(cè)的電能浪費(fèi)現(xiàn)象，如何合理、有效的控制居民家庭能耗是重要的研宄課題。
[0003]當(dāng)前每戶居民家庭用戶的供電系統(tǒng)中，普遍是只在居民家庭入戶位置安裝有一只供電公司提供的電能表，該電能表是作為供電公司的計(jì)量收費(fèi)工具在使用。該電能表僅計(jì)量此居民家庭用戶的總用電量信息與一些簡(jiǎn)單電能數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)僅僅是供電公司在采集與使用，居民家庭用戶很難實(shí)時(shí)獲得這些用電信息。居民家庭用電信息僅在每月以電費(fèi)賬單的形式反饋給居民家庭用戶，而電費(fèi)賬單只告知了用戶一定時(shí)期內(nèi)的總用電量，并不能給予用戶詳細(xì)的家居用電能耗構(gòu)成。
[0004]供電線路在接入到居民家庭后一般會(huì)產(chǎn)生多個(gè)用電分支，如圖1示例中就有4個(gè)回路的用電分支，用于各種家庭電器的用電供應(yīng)。而對(duì)于居民家庭內(nèi)部各用電分支的用電狀況，當(dāng)前并沒(méi)有有效的方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)與管控，導(dǎo)致居民家庭用戶對(duì)各個(gè)用電分支下各種電器的電能消費(fèi)情況無(wú)法知曉，用電消費(fèi)時(shí)沒(méi)有依據(jù)，導(dǎo)致盲目用電消費(fèi)。特別是某些老舊、高耗能的家用電器造成電能的白白浪費(fèi)，但當(dāng)前這些狀況都沒(méi)有有效的方法和手段能去發(fā)現(xiàn)與預(yù)防。
[0005]隨著居民家庭使用的電器越來(lái)越多，用電安全的問(wèn)題也日益嚴(yán)重，由違規(guī)用電造成的財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡事件也日益增多，如何更加有效的保障人們安全用電，是一個(gè)急需解決的難題。
[0006]盲目用電或不安全用電通常都是因?yàn)閷?duì)自身用電狀況不了解造成的，現(xiàn)今，人們對(duì)自身的用電狀況缺乏有效的了解工具、手段與途徑，導(dǎo)致盲目的用電。
[0007]現(xiàn)有居民家庭用電的電力計(jì)量監(jiān)測(cè)方法，通常有安裝專(zhuān)業(yè)的單相電力電能表或使用簡(jiǎn)易插座式電力監(jiān)測(cè)儀兩種方式。
[0008]單相電力電能表具有計(jì)量精度高、性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，是國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督局認(rèn)可的專(zhuān)用電力計(jì)量器具，具有權(quán)威性。
[0009]單相電力電能表屬于專(zhuān)業(yè)電力計(jì)量?jī)x表，安裝方式以工業(yè)應(yīng)用方式設(shè)計(jì)，不適合居民家庭的安裝或便攜使用，為滿足能夠方便使用的需求，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些做成插座形式的簡(jiǎn)易電力監(jiān)測(cè)儀表。這些簡(jiǎn)易電力監(jiān)測(cè)儀表使用比較簡(jiǎn)便，只要將用電設(shè)備插頭插入到已通電的電力監(jiān)測(cè)儀表插孔中取電，即可通過(guò)電力監(jiān)測(cè)儀表實(shí)現(xiàn)對(duì)該用電設(shè)備用電狀況的監(jiān)測(cè)與查看。
[0010]電力電能表的操作與使用需要一定的專(zhuān)業(yè)技術(shù)水平與特定安裝箱體，要實(shí)際在居民家庭中應(yīng)用仍存在一定的限制，采用單相導(dǎo)軌電表的方式采集各個(gè)分支用電狀況，每個(gè)分支都是互相獨(dú)立的計(jì)量，相互之間數(shù)據(jù)無(wú)法集中統(tǒng)計(jì)與分析。并且對(duì)安裝空間的要求也比較高，需要占用較大的箱體空間。電力監(jiān)測(cè)儀則僅僅實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)電器進(jìn)行電能計(jì)量與電力參數(shù)測(cè)量功能，計(jì)量精度與穩(wěn)定性沒(méi)有保障，最大用電計(jì)量容量也比較小(僅限對(duì)單個(gè)電器的用電計(jì)量)，數(shù)據(jù)只能人工的方式離散采集，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)居民家庭整體用電監(jiān)測(cè)的綜合管理要求。
[0011]綜合分析上述特點(diǎn)，上述裝置的應(yīng)用局限性總結(jié)如下:
[0012]a.每個(gè)用電回路的監(jiān)測(cè)彼此獨(dú)立，采集數(shù)據(jù)比較離散，需要借助其他工具或人工的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、整合與統(tǒng)計(jì)，不便于實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)居民家庭用電的整體管理、查看與分析。
[0013]b.裝置功能單一，僅僅實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的電量計(jì)量、狀況查看等功能，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)居民家庭用電狀況的長(zhǎng)期監(jiān)控與保護(hù)。
[0014]c.裝置為針對(duì)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)人士設(shè)計(jì)，裝置的安裝、使用與操作均需要一定的電力專(zhuān)業(yè)知識(shí)，不能普及到普通居民家庭用戶應(yīng)用。
[0015]d.單個(gè)裝置最大用電計(jì)量容量偏小，對(duì)較大用電容量計(jì)量不能滿足，需要單獨(dú)定制大容量規(guī)格裝置才能滿足。
[0016]e.裝置必須采用多個(gè)組合使用的方式才能實(shí)現(xiàn)多用電分支的監(jiān)測(cè)，因此對(duì)安裝空間、接線、布線均有較高要求，不適合普通居民家庭多用電回路，并且安裝空間又比較有限的應(yīng)用需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，旨在目前電力監(jiān)測(cè)裝置監(jiān)控單一，安裝復(fù)雜，無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)控的問(wèn)題。
[0018]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，包括:
[0019]采樣單元，提供多路外接引腳，用于采集各用電分支的電壓和電流，并將采集到的電壓值和電流值傳輸出去；
[0020]處理單元，用于接收所述采樣單元傳輸?shù)乃鲭妷褐岛碗娏髦颠M(jìn)行電力綜合分析得到分析結(jié)果，在所述分析結(jié)果滿足設(shè)定條件時(shí)輸出一電能計(jì)量脈沖或警示信號(hào)，同時(shí)將所述分析結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0021]進(jìn)一步地，所述采樣單元包括至少一片三相計(jì)量芯片，所述三相計(jì)量芯片可接入最多三路用電分支。
[0022]進(jìn)一步地，所述處理系統(tǒng)包括:
[0023]處理器，用于接收所述采樣單元傳輸?shù)乃鲭妷褐岛碗娏髦颠M(jìn)行電力綜合分析得到分析結(jié)果，在分析結(jié)果滿足設(shè)定條件時(shí)輸出一控制信號(hào)或警示信號(hào)，并將分析結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)；
[0024]脈沖輸出電路，用于接收所述控制信號(hào)后輸出一電能計(jì)量脈沖。
[0025]再進(jìn)一步地，所述處理器在將所述分析結(jié)果在進(jìn)行存儲(chǔ)前，還對(duì)所述分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成各參數(shù)的時(shí)間變化曲線圖表，最后將所述分析結(jié)果和所述時(shí)間變化曲線圖表進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0026]再進(jìn)一步地，所述電力綜合分析包括下述分析中的一種或多種:
[0027]總電能分析:對(duì)各用電分支的所述電壓值和電流值進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，生成各用電分支的單支電能數(shù)據(jù)，再對(duì)所述單支電能數(shù)據(jù)進(jìn)行求和得出總電能數(shù)據(jù)；
[0028]脈沖分析:統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的總電能增量數(shù)據(jù)」E，將總電能增量」E與脈沖常數(shù)K相乘取整得到一計(jì)算值，在所述計(jì)算值超過(guò)設(shè)定值時(shí)生成一用于控制所述脈沖輸出電路的控制信號(hào)；
[0029]漏電分析:將各用電分支的所述電流值和零線電流值進(jìn)行代數(shù)和計(jì)算得出總漏電流值，在所述總漏電流值超過(guò)設(shè)定值時(shí)生成一警示信號(hào)；
[0030]電壓分析:在電壓相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下，以分鐘為單位間隔計(jì)算電壓平均值及保存電壓數(shù)據(jù)曲線；當(dāng)出現(xiàn)電壓突變時(shí)，將電壓數(shù)據(jù)曲線保存單位變換為秒，以秒為間隔單位計(jì)算電壓平均值及保存電壓數(shù)據(jù)曲線；
[0031]負(fù)荷分析:根據(jù)所述電壓值和電流值計(jì)算各用電分支分鐘平均有功功率，按分鐘為單位保存分鐘平均有功功率值，生成以分鐘為單位的有功功率記錄數(shù)據(jù)負(fù)荷曲線；
[0032]數(shù)據(jù)分析:將各用電分支的所述電壓值和電流值獨(dú)立統(tǒng)計(jì)，并按照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行獨(dú)立保存。
[0033]進(jìn)一步地，所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置還包括顯示單元，與所述處理單元相連接，用于在接收到輸出指令時(shí)，將所述分析結(jié)果以可視化的方式進(jìn)行顯示。
[0034]進(jìn)一步地，所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置還包括通訊單元，與所述處理單元相連接，用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0035]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本發(fā)明通過(guò)集成多回路電力計(jì)量技術(shù)的方法，提供多路接線引腳，分別接入家庭各用電分支，不僅實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)家居內(nèi)部全部用電分支的用電計(jì)量與監(jiān)控，還能對(duì)各用電分支的計(jì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，使用本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)使用電量的計(jì)量，對(duì)用電狀況進(jìn)行安全監(jiān)控，同時(shí)還能將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，方便用戶查詢。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0036]圖1是普通居民家庭用戶用電線路簡(jiǎn)圖。
[0037]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置的安裝示意圖。
[0038]圖3是本發(fā)明提供的一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的ATT7022E三相計(jì)量芯片的應(yīng)用示意圖。
[0040]圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的兩片ATT7022E組合成六回路分支計(jì)量采樣電路示意圖。
[0041]圖6是本發(fā)明實(shí)施例提供的多回路電力計(jì)量SPI集成通信原理框圖。
[0042]圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的多回路電力計(jì)量集成電壓異常事件曲線圖。

【具體實(shí)施方式】
[0043]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0044]如圖2所示，本發(fā)明提供的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置I可分別直接接入多路用電分支，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的電路布線即可對(duì)各用電分支進(jìn)行單獨(dú)的電力計(jì)量。
[0045]圖3為本發(fā)明提供的本發(fā)明提供的一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括:處理單元11和采樣單元12，采樣單元12提供多路外接引腳，用于采集各用電分支的電壓和電流，并將采集到的電壓值和電流值傳輸給處理單元11 ;處理單元11，用于接收采樣單元12傳輸?shù)乃鲭妷褐岛碗娏髦颠M(jìn)行電力綜合分析得到分析結(jié)果，在所述分析結(jié)果滿足設(shè)定條件時(shí)輸出一電能計(jì)量脈沖或警示信號(hào)，同時(shí)將所述分析結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0046]本發(fā)明方法的核心是通過(guò)用一片處理器芯片(MCU)組合多片三相計(jì)量芯片，由處理器作為主控，控制多片三相計(jì)量芯片實(shí)現(xiàn)多個(gè)用電回路電力計(jì)量功能。
[0047]在具體實(shí)施過(guò)程中，計(jì)量芯片可采用ADI公司的ADE775X系列、鉅泉公司的ATT702xE系列、銳能微公司的RX8302等三相電力計(jì)量芯片
[0048]在本【具體實(shí)施方式】中，三相計(jì)量芯片選用鉅泉公司的ATT7022E，處理器選用ST公司的STM32F107VCT6為例進(jìn)行介紹。
[0049]本發(fā)明針對(duì)多回路電力計(jì)量應(yīng)用，靈活運(yùn)用三相計(jì)量芯片的多路計(jì)量通道，將三相計(jì)量芯片運(yùn)用到單相用電計(jì)量應(yīng)用中。
[0050]將單片三相電力計(jì)量芯片按單相用電計(jì)量來(lái)使用，最多只能支持3個(gè)回路單相用電計(jì)量，三相計(jì)量芯片的A、B、C相計(jì)量通道分別作為三個(gè)單相通道來(lái)使用。要滿足4回路、6回路、9回路、12回路或更多用電回路分支計(jì)量時(shí)，使用單一芯片無(wú)法滿足這么多計(jì)量回路的需求。因此實(shí)際應(yīng)用中將多片三相計(jì)量芯片進(jìn)行組合使用，靈活運(yùn)用三相計(jì)量芯片的電力計(jì)量功能，再由處理系統(tǒng)將各分支計(jì)量電能數(shù)據(jù)進(jìn)行重新組合、計(jì)算與處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)居民家庭多用電分支特點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)合的用電計(jì)量與監(jiān)控。
[0051]電力計(jì)量采樣電路中涉及到交流電壓、電流兩個(gè)基本分量的采樣，在ATT7022E三相計(jì)量芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)中提供了典型的三相供電方式應(yīng)用示意圖，如圖4所示，在單相計(jì)量應(yīng)用中僅需一路電壓U計(jì)量，所以應(yīng)去除三相計(jì)量應(yīng)用中的B、C相電壓采樣電路，將三相計(jì)量芯片各相電壓米樣輸入復(fù)用同一路電壓米樣電路，使各分支米樣輸入電壓一致。
[0052]新增I路入戶端零線電流1采樣電路，擴(kuò)展1-N路分支電流V (1-η)采樣電路。(10為總?cè)霊舻牧憔€電流(用于漏電流監(jiān)測(cè))，I'為各用電分支電流。)
[0053]圖5所示為采用了兩片ΑΤΤ7022Ε組合成的六回路分支計(jì)量采樣電路應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)多回路用電分支計(jì)量集成應(yīng)用，需要同步實(shí)時(shí)將各用電分支離散的電力計(jì)量數(shù)據(jù)采集到處理器后，由處理器對(duì)離散數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一整合與處理，實(shí)現(xiàn)對(duì)所有用電分支電能數(shù)據(jù)的系統(tǒng)化處理、統(tǒng)計(jì)與管理。
[0054]如圖6所示，處理器和三相計(jì)量芯片均提供了 SPI通信接口，基本的SPI通信方式以四條通信控制線為物理接口，分別包括:SPI_CS、SPI_CLK、SPI_MISO、SPI_MOSI。本應(yīng)用中將多片三相計(jì)量芯片SPI通信口中三根通信控制線(SPI_CLK、SPI_MISO、SPI_MOSI)并聯(lián)，SPI_CS則單獨(dú)控制，多片三相計(jì)量芯片共享同一路SPI通信接口與通用處理器的SPI通信接口連通，實(shí)現(xiàn)SPI數(shù)據(jù)通信。
[0055]處理器作為主SPI控制器為每一片三相計(jì)量芯片分配一個(gè)片選控制引腳，分別與三相計(jì)量芯片的SPI_CS相連，同一時(shí)間內(nèi)只能選中一片三相計(jì)量芯片的SPI_CS，依次輪流控制三相計(jì)量芯片SPI_CS使能，從而共享同一路SPI通信口實(shí)現(xiàn)計(jì)量數(shù)據(jù)采集。
[0056]入戶總用電數(shù)據(jù)是所有用電分支的用電總和，入戶總用電容量相對(duì)與各用電分支會(huì)較大些，如果直接對(duì)入戶總用電能進(jìn)行計(jì)量，對(duì)計(jì)量電路的容量參數(shù)與空間體積會(huì)有更高的要求。
[0057]為減小因入戶總用電較大用電容量導(dǎo)致對(duì)計(jì)量電路的較高要求，在本應(yīng)用中不直接對(duì)總?cè)霊艟€路進(jìn)行計(jì)量，采用對(duì)各用電分支單獨(dú)計(jì)量，將各用電計(jì)量集中后，對(duì)各用電分支用電數(shù)據(jù)累加得到總?cè)霊綦娔軘?shù)據(jù)，入戶總電能數(shù)據(jù)E采用將各用電分支計(jì)量出的電能數(shù)據(jù)E'取代數(shù)和的方式:E= Σ E'。
[0058]居民家庭用戶對(duì)家用電器的待機(jī)耗電情況普遍沒(méi)有過(guò)了解，為使居民家庭用戶對(duì)家電的待機(jī)耗電情況能夠有個(gè)直觀、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)，從而減少不必要的用電損耗。裝置將對(duì)總及各用電分支進(jìn)行待機(jī)用電電能的統(tǒng)計(jì)與監(jiān)測(cè)。
[0059]待機(jī)用電統(tǒng)計(jì)結(jié)合各線路動(dòng)態(tài)負(fù)荷變化狀況與當(dāng)前靜態(tài)負(fù)荷值進(jìn)行判斷當(dāng)前是否處于待機(jī)耗電狀態(tài)，判斷依據(jù)為單位時(shí)間內(nèi)動(dòng)態(tài)負(fù)荷變化率低于設(shè)定值(n% )，當(dāng)前靜態(tài)負(fù)荷值低于設(shè)定值(nkW)，則判斷該用電線路進(jìn)入待機(jī)耗電狀態(tài)，確認(rèn)進(jìn)入待機(jī)耗電狀態(tài)后則開(kāi)始單獨(dú)統(tǒng)計(jì)各用電線路的待機(jī)耗電數(shù)據(jù)。
[0060]電能計(jì)量脈沖的輸出是電力計(jì)量類(lèi)裝置校準(zhǔn)的基本手段，在本應(yīng)用中因涉及到計(jì)量芯片的組合使用問(wèn)題，各計(jì)量芯片都具備電能計(jì)量脈沖輸出功能，但各計(jì)量芯片脈沖輸出僅反映的是其自身芯片計(jì)量數(shù)據(jù)，如采用計(jì)量芯片組合的工作模式，直接使用計(jì)量芯片輸出并不能準(zhǔn)確反映整個(gè)系統(tǒng)的電能計(jì)量脈沖輸出，這里將對(duì)電能計(jì)量脈沖的輸出方式進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)。
[0061 ] 處理器采集各計(jì)量芯片的電能數(shù)據(jù)，按kWh (千瓦時(shí))電能單位計(jì)算得出各分支電能數(shù)據(jù):E'，按代數(shù)和的方式進(jìn)行入戶總電能數(shù)據(jù)累計(jì):E =Σ E'，統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間段內(nèi)入戶總電能增量數(shù)據(jù):Ε，入戶總電能增量數(shù)據(jù)E與脈沖常數(shù)K進(jìn)行電能量與脈沖數(shù)的換算:K' =ΙΝΤ(Ε*Κ)，當(dāng)C每滿足進(jìn)位條件時(shí)則由處理器控制脈沖輸出電路輸出一個(gè)電能計(jì)量脈沖，“ INT ”為取整運(yùn)算
[0062]在實(shí)施例中，電能計(jì)量脈沖輸出要求:脈沖寬度要求為80mS±10mS，當(dāng)脈沖周期小于180mS時(shí)，電能計(jì)量脈沖以占空比為1:1的等寬脈沖輸出。
[0063]通過(guò)本發(fā)明，可以進(jìn)行如下的用電安全監(jiān)測(cè):
[0064]漏電監(jiān)測(cè):漏電流常由家用電器短路、或人為觸電事故引起，現(xiàn)有的漏電保護(hù)裝置對(duì)當(dāng)前漏電流值沒(méi)有辦法做到量化顯示，只有當(dāng)漏電流達(dá)到其設(shè)定的固定閥值時(shí)才能執(zhí)行切斷動(dòng)作。
[0065]通過(guò)對(duì)用電分支電流I'與入戶零線電流1進(jìn)行代數(shù)和計(jì)算，直接測(cè)算出居民家庭用電中的總漏電流值Ib:1b = Abs ( Σ Ir +10) ο
[0066]設(shè)定漏電流告警定值，當(dāng)超出定值時(shí)進(jìn)行警示。自動(dòng)記錄發(fā)生漏電異常狀況事件記錄，保存異常狀態(tài)下漏電流曲線，方便對(duì)出現(xiàn)異常狀況歷史記錄的查詢。
[0067]電壓監(jiān)測(cè):電壓的波動(dòng)對(duì)家用電器的正常使用與壽命均會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，《中華人民共和國(guó)電力彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 500-1992》、《中華人民共和國(guó)電力彳丁業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T500-2009))中規(guī)定了電壓監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)的基本方式與方法，但在對(duì)電壓異常發(fā)生時(shí)狀況進(jìn)行還原方面沒(méi)有定義，還原異常發(fā)生時(shí)狀況對(duì)分析單次電壓異常事件對(duì)居民家庭用電影響比較有現(xiàn)實(shí)意義。
[0068]為實(shí)現(xiàn)電壓異常發(fā)生時(shí)狀況的還原功能，使用統(tǒng)計(jì)電壓曲線與電壓異常事件記錄結(jié)合的方式:如圖7所示，在電壓相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下，以分鐘為單位間隔計(jì)算電壓平均值及保存電壓數(shù)據(jù)曲線。當(dāng)出現(xiàn)電壓突變時(shí)，將電壓數(shù)據(jù)曲線保存單位變換為秒，以秒為間隔單位計(jì)算電壓平均值及保存電壓數(shù)據(jù)曲線，當(dāng)突變事件結(jié)束時(shí)同步記錄電壓異常事件。
[0069]負(fù)荷監(jiān)測(cè):監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)每個(gè)用電分支的負(fù)荷狀況，可以使人們對(duì)每個(gè)用電分支的用電安全狀況加以了解，了解各用電分支實(shí)際的容量需求與不安全用電的預(yù)警。
[0070]統(tǒng)計(jì)每個(gè)用電分支功率負(fù)荷，計(jì)算每個(gè)用電分支的最大需量，最大需量值即是該用電分支的最大用電容量值，當(dāng)線路的設(shè)計(jì)容量能夠超過(guò)最大需量值時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)因線路超負(fù)荷用電導(dǎo)致的安全性問(wèn)題。
[0071]時(shí)段負(fù)荷曲線:每個(gè)獨(dú)立用電分支計(jì)算該用電分支分鐘平均有功功率，按分鐘為單位保存分鐘平均有功功率值，生成以分鐘為單位的有功功率記錄數(shù)據(jù)即為負(fù)荷曲線。
[0072]數(shù)據(jù)集成:每個(gè)用電分支的參數(shù)與數(shù)據(jù)按測(cè)量點(diǎn)(1-N)的方式分類(lèi)獨(dú)立統(tǒng)計(jì)、保存及訪問(wèn)，對(duì)各電能數(shù)據(jù)編排按《中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T645-2007》規(guī)范定義數(shù)據(jù)項(xiàng)標(biāo)識(shí)進(jìn)行保存，實(shí)現(xiàn)與國(guó)家電力抄表通信系統(tǒng)的兼容，同時(shí)支持按MODBUS協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問(wèn)。
[0073]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)家居用電智能化管理的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括: 采樣單元，提供多路外接引腳，用于采集各用電分支的電壓和電流，并將采集到的電壓值和電流值傳輸出去； 處理單元，用于接收所述采樣單元傳輸?shù)乃鲭妷褐岛碗娏髦颠M(jìn)行電力綜合分析得到分析結(jié)果，在所述分析結(jié)果滿足設(shè)定條件時(shí)輸出一電能計(jì)量脈沖或警示信號(hào)，同時(shí)將所述分析結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)。
2.如權(quán)利要求1所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述采樣單元包括至少一片三相計(jì)量芯片，所述三相計(jì)量芯片可接入最多三路用電分支。
3.如權(quán)利要求1所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述處理系統(tǒng)包括: 處理器，用于接收所述采樣單元傳輸?shù)乃鲭妷褐岛碗娏髦颠M(jìn)行電力綜合分析得到分析結(jié)果，在分析結(jié)果滿足設(shè)定條件時(shí)輸出一控制信號(hào)或警示信號(hào)，并將分析結(jié)果進(jìn)行存儲(chǔ)； 脈沖輸出電路，用于接收所述控制信號(hào)后輸出一電能計(jì)量脈沖。
4.如權(quán)利要求3所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述處理器在將所述分析結(jié)果在進(jìn)行存儲(chǔ)前，還對(duì)所述分析結(jié)果進(jìn)行可視化處理，生成各參數(shù)的時(shí)間變化曲線圖表，最后將所述分析結(jié)果和所述時(shí)間變化曲線圖表進(jìn)行存儲(chǔ)。
5.如權(quán)利要求3所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述電力綜合分析包括下述分析中的一種或多種: 總電能分析:對(duì)各用電分支的所述電壓值和電流值進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算，生成各用電分支的單支電能數(shù)據(jù)，再對(duì)所述單支電能數(shù)據(jù)進(jìn)行求和得出總電能數(shù)據(jù)； 脈沖分析:統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的總電能增量數(shù)據(jù)Z E，將總電能增量Z E與脈沖常數(shù)K相乘取整得到一計(jì)算值，在所述計(jì)算值超過(guò)設(shè)定值時(shí)生成一用于控制所述脈沖輸出電路的控制信號(hào)； 漏電分析:將各用電分支的所述電流值和零線電流值進(jìn)行代數(shù)和計(jì)算得出總漏電流值，在所述總漏電流值超過(guò)設(shè)定值時(shí)生成一警示信號(hào)； 電壓分析:在電壓相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下，以分鐘為單位間隔計(jì)算電壓平均值及保存電壓數(shù)據(jù)曲線；當(dāng)出現(xiàn)電壓突變時(shí)，將電壓數(shù)據(jù)曲線保存單位變換為秒，以秒為間隔單位計(jì)算電壓平均值及保存電壓數(shù)據(jù)曲線； 負(fù)荷分析:根據(jù)所述電壓值和電流值計(jì)算各用電分支分鐘平均有功功率，按分鐘為單位保存分鐘平均有功功率值，生成以分鐘為單位的有功功率記錄數(shù)據(jù)負(fù)荷曲線； 數(shù)據(jù)分析:將各用電分支的所述電壓值和電流值獨(dú)立統(tǒng)計(jì)，并按照一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行獨(dú)立保存。
6.如權(quán)利要求4至5任一項(xiàng)所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括顯示單元，與所述處理單元相連接，用于在接收到輸出指令時(shí)，將所述分析結(jié)果以可視化的方式進(jìn)行顯示。
7.如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的多回路電力監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，還包括通訊單元，與所述處理單元相連接，用于與外部系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
【文檔編號(hào)】G01R31/00GK104459413SQ201410787717
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】朱明
申請(qǐng)人:朱明