本發(fā)明涉及電工測量技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有三相四線制供電系統(tǒng)中使用三相四線電能計(jì)量裝置來計(jì)量電力用戶使用的用電量，三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端及零線端與三相四線制供電系統(tǒng)的三相電壓線路端及零線端相連接，三相四線電能計(jì)量裝置的三相電流輸入端與測量三相四線制供電系統(tǒng)的電力電流互感器的輸出端相連接時，三相四線電能計(jì)量裝置對三相四線制供電系統(tǒng)進(jìn)行測量并計(jì)算出三相電壓有效值、三相電流有效值、三相有功功率、三相無功功率、三相有功電能量、三相無功電能量等電網(wǎng)參數(shù)，當(dāng)三相四線電能計(jì)量裝置的零線與三相四線制供電系統(tǒng)的零線斷開時，則三相四線電能計(jì)量裝置的零線會發(fā)生電位移，直接影響三相四線電能計(jì)量裝置的電網(wǎng)參數(shù)的測量精度，因此需要檢測出三相四線電能計(jì)量裝置的零線是否連接到三相四線制供電系統(tǒng)的零線，當(dāng)發(fā)生三相四線電能計(jì)量裝置的零線與三相四線制供電系統(tǒng)的零線斷開時，提供缺零線報(bào)警信號。

中國專利CN100588977C“一種三相電路的缺零檢測方法及裝置”中提供了一種三相四線智能電能表的缺零檢測電路和檢測方法，如圖1所示，包括光耦、零線電流互感器和信號處理電路，將該專利技術(shù)方案應(yīng)用于檢測三相四線電能計(jì)量裝置是否缺零線時的電路圖如圖2所示，使用零線電流互感器串接入三相四線電能計(jì)量裝置的零線電流，信號處理電路通過檢測零線上是否有電流來判定三相四線電能計(jì)量裝置是否發(fā)生了缺零線，在零線電流互感器的初級端會產(chǎn)生一個較小的信號電壓使三相四線電能計(jì)量裝置的零線會發(fā)生較小的電位移，對三相四線電能計(jì)量裝置的電網(wǎng)參數(shù)的測量精度造成影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)的不足而提供一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，根據(jù)具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相四線電源電路的零線電流的大小來判定三相四線電能計(jì)量裝置是否缺零線，消除了現(xiàn)有技術(shù)中接入的零線電流互感器對三相四線電能計(jì)量裝置的電網(wǎng)參數(shù)的測量精度所造成影響。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下幾種技術(shù)方案：

第一種技術(shù)方案是：一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，包括：三相四線電能計(jì)量處理電路，缺零線信號處理電路，三相四線電源電路，零線電流傳感器；

所述三相四線電能計(jì)量處理電路的三相電壓信號輸入端和公共端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端和零線輸入端，所述三相四線電能計(jì)量處理電路的三相電流信號輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電流輸入端，所述三相四線電能計(jì)量處理電路對三相輸入電壓信號及三相輸入電流信號進(jìn)行采樣，計(jì)算出三相電壓有效值、三相電流有效值、三相有功功率、三相無功功率、三相有功電能量、三相無功電能量等電網(wǎng)參數(shù)；

所述三相四線電源電路的三相電壓輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端，所述三相四線電源電路向所述三相四線電能計(jì)量處理電路和所述缺零線信號處理電路提供工作電源；

所述零線電流傳感器的輸入端的一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端,所述零線電流傳感器的輸入端的另一端連接到所述三相四線電源電路的零線輸入端；

所述缺零線信號處理電路的輸入端連接到所述零線電流傳感器的輸出端，所述缺零線信號處理電路對所述零線電流傳感器的輸出信號進(jìn)行采樣并計(jì)算出所述三相四線電源電路的零線電流，當(dāng)所述三相四線電源電路的零線電流小于設(shè)置的缺零線電流閥值時，所述缺零線信號處理電路輸出缺零線信號。

所述零線電流傳感器是電阻；

由于所述三相四線電能計(jì)量處理電路的公共端通過具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端連接到三相四線制供電系統(tǒng)的零線，所述三相四線電能計(jì)量處理電路能夠準(zhǔn)確地測量出電網(wǎng)參數(shù)，而所述零線電流傳感器的輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端和所述三相四線電源電路的零線輸入端，因此接入的零線電流傳感器的初級端所產(chǎn)生的信號電壓不會對所述三相四線電能計(jì)量處理電路的電網(wǎng)參數(shù)的測量精度造成影響。

第二種技術(shù)方案是：一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，包括：三相四線電能計(jì)量處理電路，缺零線信號處理電路，三相四線電源電路，零線電流傳感器，偏置負(fù)載；

所述三相四線電能計(jì)量處理電路的三相電壓信號輸入端和公共端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端和零線輸入端，所述三相四線電能計(jì)量處理電路的三相電流信號輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電流輸入端，所述三相四線電能計(jì)量處理電路對三相輸入電壓信號及三相輸入電流信號進(jìn)行采樣，計(jì)算出三相電壓有效值、三相電流有效值、三相有功功率、三相無功功率、三相有功電能量、三相無功電能量等電網(wǎng)參數(shù)；

所述三相四線電源電路的三相電壓輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端，所述三相四線電源電路向所述三相四線電能計(jì)量處理電路和所述缺零線信號處理電路提供工作電源；

所述偏置負(fù)載的一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的任一相電壓輸入端，所述偏置負(fù)載的另一端連接到所述三相四線電源電路的零線輸入端；

所述零線電流傳感器的輸入端的一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端,所述零線電流傳感器的輸入端的另一端連接到所述三相四線電源電路的零線輸入端；

所述缺零線信號處理電路的輸入端連接到所述零線電流傳感器的輸出端，所述缺零線信號處理電路對所述零線電流傳感器的輸出信號進(jìn)行采樣并計(jì)算出流過所述零線電流傳感器的電流，當(dāng)流過所述零線電流傳感器的電流小于設(shè)置的缺零線電流閥值時，所述缺零線信號處理電路輸出缺零線信號。

所述零線電流傳感器是電阻；

所述偏置負(fù)載可以是阻性負(fù)載，或者是容性負(fù)載，或者是感性負(fù)載；

增加偏置負(fù)載的原因是：如果所述三相四線電源電路的零線電流過小，不能滿足滿足所述缺零線信號處理電路的測量要求，則需要將一個偏置負(fù)載連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端中的任一電壓輸入端和所述三相四線電源電路的零線輸入端，用于加大流過所述零線電流傳感器的電流，以滿足所述缺零線信號處理電路的測量要求。

第三種技術(shù)方案是：一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，包括：三相四線電能計(jì)量處理電路，缺零線信號處理電路，輔助電源電路，零線電流傳感器，偏置負(fù)載；

所述三相四線電能計(jì)量處理電路的三相電壓信號輸入端和公共端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端和零線輸入端，所述三相四線電能計(jì)量處理電路的三相電流信號輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電流輸入端，所述三相四線電能計(jì)量處理電路對三相輸入電壓信號及三相輸入電流信號進(jìn)行采樣，計(jì)算出三相電壓有效值、三相電流有效值、三相有功功率、三相無功功率、三相有功電能量、三相無功電能量等電網(wǎng)參數(shù)；

所述輔助電源電路的輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的輔助電源輸入端，所述輔助電源電路向所述三相四線電能計(jì)量處理電路和所述缺零線信號處理電路提供工作電源；

所述零線電流傳感器的輸入端的一端和所述偏置負(fù)載的一端相連接，所述零線電流傳感器的輸入端的另一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端，所述偏置負(fù)載的另一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的任一相電壓輸入端；

所述缺零線信號處理電路的輸入端連接到所述零線電流傳感器的輸出端，所述缺零線信號處理電路對所述零線電流傳感器的輸出信號進(jìn)行采樣并計(jì)算出流過所述零線電流傳感器的電流，當(dāng)流過所述零線電流傳感器的電流小于設(shè)置的缺零線電流閥值時，所述缺零線信號處理電路輸出缺零線信號。

所述零線電流傳感器是電阻；

所述偏置負(fù)載可以是阻性負(fù)載，或者是容性負(fù)載，或者是感性負(fù)載；

本發(fā)明所提供的一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于所述三相四線電能計(jì)量處理電路的公共端通過具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端連接到三相四線制供電系統(tǒng)的零線，所述三相四線電能計(jì)量處理電路能夠準(zhǔn)確地測量出電網(wǎng)參數(shù)，所述零線電流傳感器的輸入端的信號電壓不會對所述三相四線電能計(jì)量處理電路的電網(wǎng)參數(shù)的測量精度造成影響，從而消除了現(xiàn)有技術(shù)中接入的零線電流互感器對三相四線電能計(jì)量裝置的電網(wǎng)參數(shù)的測量精度所造成影響。

附圖說明

圖1為中國專利CN100588977C的缺零線檢測電路的原理框圖；

圖2為采用中國專利CN100588977C的技術(shù)方案所設(shè)計(jì)的三相四線電能計(jì)量裝置的缺零線檢測電路的原理框圖；

圖3為本發(fā)明的實(shí)施例1的原理框圖；

圖4為本發(fā)明的實(shí)施例1的缺零線信號處理電路的原理框圖；

圖5為本發(fā)明的實(shí)施例2的原理框圖；

圖6為本發(fā)明的實(shí)施例3的原理框圖。

具體實(shí)施方式

下面通過實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。

實(shí)施例1：

如圖3所示，一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，包括：三相四線電能計(jì)量處理電路1，缺零線信號處理電路2，三相四線電源電路3，零線電流傳感器4；

所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的三相電壓信號輸入端ua+、ub+、uc+和公共端Vcom連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端Ua、Ub、Uc和零線輸入端Un，所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的三相電流信號輸入端ia+、ia-、ib+、ib-、ic+、ic-連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電流輸入端Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-，所述三相四線電能計(jì)量處理電路1對三相輸入電壓信號及三相輸入電流信號進(jìn)行采樣，計(jì)算出三相電壓有效值、三相電流有效值、三相有功功率、三相無功功率、三相有功電能量、三相無功電能量等電網(wǎng)參數(shù)；

所述三相四線電源電路3的三相電壓輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端Ua、Ub、Uc，所述三相四線電源電路3用于向所述三相四線電能計(jì)量處理電路1和所述缺零線信號處理電路2提供工作電源；

所述零線電流傳感器4的輸入端的一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端Un,所述零線電流傳感器4的輸入端的另一端連接到所述三相四線電源電路3的零線輸入端N；

所述缺零線信號處理電路2的輸入端連接到所述零線電流傳感器4的輸出端，所述缺零線信號處理電路2對所述零線電流傳感器4的輸出信號進(jìn)行采樣并計(jì)算出所述三相四線電源電路3的零線電流，當(dāng)所述三相四線電源電路3的零線電流小于設(shè)置的缺零線電流閥值時，所述缺零線信號處理電路2輸出缺零線信號。

由于所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的公共端通過具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端連接到三相四線制供電系統(tǒng)的零線，因此所述零線電流傳感器4的輸入端的信號電壓不會對所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的電網(wǎng)參數(shù)的測量精度造成影響。

如圖4所示的為所述缺零線信號處理電路2的一個簡單的缺零線信號處理電路，所述零線電流傳感器4為采樣電阻R0，采樣電阻R0的兩端分別連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端Un和所述三相四線電源電路3的零線輸入端N，采樣電阻R0的兩端為采樣信號輸出端，連接到所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的計(jì)量芯片ATT7022E的0通道的V0P端，計(jì)量芯片ATT7022E的0通道的V0N端通過電阻連接到所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的公共端Vcom，所述缺零線信號處理電路2通過SPI總線從計(jì)量芯片ATT7022E中讀取0通道所測量的所述三相四線電源電路3的零線電流，當(dāng)所述三相四線電源電路3的零線電流小于設(shè)置的缺零線電流閥值時，所述缺零線信號處理電路2輸出缺零線信號。

實(shí)施例2

如圖5所示，一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，包括：三相四線電能計(jì)量處理電路1，缺零線信號處理電路2，三相四線電源電路3，零線電流傳感器4，偏置負(fù)載5；

所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的三相電壓信號輸入端ua+、ub+、uc+和公共端Vcom連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端Ua、Ub、Uc和零線輸入端Un，所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的三相電流信號輸入端ia+、ia-、ib+、ib-、ic+、ic-連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電流輸入端Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-，所述三相四線電能計(jì)量處理電路1對三相輸入電壓信號及三相輸入電流信號進(jìn)行采樣，計(jì)算出三相電壓有效值、三相電流有效值、三相有功功率、三相無功功率、三相有功電能量、三相無功電能量等電網(wǎng)參數(shù)；

所述三相四線電源電路3的三相電壓輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端Ua、Ub、Uc，所述三相四線電源電路3用于向所述三相四線電能計(jì)量處理電路1和所述缺零線信號處理電路2提供工作電源；

所述偏置負(fù)載5的兩端分別連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的C相電壓輸入端Uc和所述三相四線電源電路3的零線輸入端N。

所述零線電流傳感器4的輸入端的一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端Un,所述零線電流傳感器4的輸入端的另一端連接到所述三相四線電源電路3的零線輸入端N；

所述缺零線信號處理電路2的輸入端連接到所述零線電流傳感器4的輸出端，所述缺零線信號處理電路2對所述零線電流傳感器4的輸出信號進(jìn)行采樣并計(jì)算出流過所述零線電流傳感器4的電流，當(dāng)流過所述零線電流傳感器4的電流小于設(shè)置的缺零線電流閥值時，所述缺零線信號處理電路2輸出缺零線信號。

實(shí)施例3

如圖6所示，一種具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置，包括：三相四線電能計(jì)量處理電路1，缺零線信號處理電路2，輔助電源電路3，零線電流傳感器4，偏置負(fù)載5；

所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的三相電壓信號輸入端ua+、ub+、uc+和公共端Vcom連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電壓輸入端Ua、Ub、Uc和零線輸入端Un，所述三相四線電能計(jì)量處理電路1的三相電流信號輸入端ia+、ia-、ib+、ib-、ic+、ic-連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的三相電流輸入端Ia+、Ia-、Ib+、Ib-、Ic+、Ic-，所述三相四線電能計(jì)量處理電路1對三相輸入電壓信號及三相輸入電流信號進(jìn)行采樣，計(jì)算出三相電壓有效值、三相電流有效值、三相有功功率、三相無功功率、三相有功電能量、三相無功電能量等電網(wǎng)參數(shù)；

所述輔助電源電路3的輸入端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的輔助電源輸入端L1和L2，所述三相四線電源電路3向所述三相四線電能計(jì)量處理電路1和所述缺零線信號處理電路2提供工作電源；

所述零線電流傳感器4的輸入端的一端和所述偏置負(fù)載5的一端相連接，所述零線電流傳感器4的輸入端的另一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的零線輸入端Un，所述偏置負(fù)載5的另一端連接到具有缺零線檢測功能的三相四線電能計(jì)量裝置的C相電壓輸入端Uc；

所述缺零線信號處理電路2的輸入端連接到所述零線電流傳感器4的輸出端，所述缺零線信號處理電路2對所述零線電流傳感器4的輸出信號進(jìn)行采樣并計(jì)算出流過所述零線電流傳感器4的電流，當(dāng)流過所述零線電流傳感器4的電流小于設(shè)置的缺零線電流閥值時，所述缺零線信號處理電路2輸出缺零線信號。