專利名稱：電能計量設備和方法
技術領域：
本發明涉及電能計量設備，其包含-脈沖計量儀(pulsemeter)，每預定數量電能提供一個電脈沖或造成電路閉合一次(closing)；以及-通信模塊，與所述脈沖計量儀連接，以便發送電能和/或消耗電能信息，所述通信模塊包含接入與所述脈沖計量儀的連線的兩個輸入端。本發明還涉及電能計量方法。
背景技術：
已知電能計量設備包含使用校準脈沖發送電能信息的計量儀。因此，每個脈沖代表預定數量電能。該脈沖或者是電脈沖或者是電接觸器(contact)閉合。該計量儀往往與通信模塊相聯系，以便遠程發送有關消耗能量、累計能耗和/或電能的數據。該通信模塊也可以發送附加信息，尤其所述模塊附近的電裝置提供的狀態信息。 在這種情況下，該通信模塊包含幾個狀態輸入端。但是，幾個輸入端的存在造成通信電路的尺寸增大。
發明內容
本發明的目的是提供可以減少通信電路輸入端的數量的電能計量設備和方法。在包含如下的按照本發明的電能計量設備中-脈沖計量儀，每預定數量電能提供一個電脈沖或造成電路閉合一次；以及-通信模塊，與所述脈沖計量儀連接以便發送電能和/或消耗電能信息，所述通信模塊包含接入與所述脈沖計量儀的連線的兩個輸入端，所述通信模塊包含與所述輸入端連接以便區分能量脈沖信息和與所述輸入端連接的電裝置的狀態信息的鑒別部件。在一個優選實施例中，所述脈沖計量儀和所述電裝置的狀態接觸器并聯在所述通信模塊的所述輸入端上。所述通信模塊有利地包含計算兩個脈沖之間的平均能量的部件。所述通信模塊優選地包含當超過沒有脈沖的預定時段時計算低于前能量的估計中間能量的部件。所述通信模塊優選地包含發送電能和/或消耗電能消息的部件，以便每隔一定間隔或當能量與前值相比具有大于預定值的偏差時發送所述消息。在一個特定實施例中，所述通信模塊包含當所述輸入端在比預定時間長的時段期間有效時發送所述電裝置的狀態消息的部件。按照本發明的計量電能的方法包含-監視接入脈沖或接觸器閉合計量儀的連線和電裝置的狀態接觸器的連線的通信模塊的輸入端；
-檢測所述脈沖計量儀提供的脈沖，每個脈沖代表預定數量電能；-通過通信模塊發送電能和/或消耗電能信息；以及-進行鑒別以便區分能量脈沖信息和與所述通信模塊輸入端連接的電裝置的狀態
fn息ο所述方法有利地包含計算兩個脈沖之間的平均能量。所述方法優選地包含當超過沒有脈沖的預定時段時計算低于前能量的估計中間
能量°所述方法優選地包含發送電能和/或消耗電能消息，以便每隔一定間隔或當能量與前值相比具有大于預定值的偏差時發送所述消息。在一個優選實施例中，所述方法包含當所述輸入端在比預定時間長的時段內有效時發送所述電裝置的狀態消息。
其它優點和特征可以從僅僅為了非限制性示范目的給出的和表示在附圖中的本發明特定實施例的如下描述中明顯看出，在附圖中-圖1代表含有按照本發明第一實施例的電能計量設備的裝置的圖形；-圖2示出了按照本發明一個實施例的設備中電能計量儀提供給通信電路的脈沖
信號；-圖3代表按照本發明一個實施例的設備中含有通信電路、電能計量儀和電裝置的圖形；-圖4A、圖4B和圖4C示出了代表按照本發明一個實施例的設備和方法中的處理操作的信號；以及-圖5代表照本發明一個實施例的電能計量方法的流程圖。
具體實施例方式含有電能計量設備的裝置的圖形表示在圖1中。像輸入斷路器那樣的電裝置1與供電干線2串聯。電計量儀3也與干線2和電裝置1串聯。從而，電能計量依賴于流入電線2中的電流。在計量儀和斷路器的負載側，干線供電給受斷路器5保護和供電給負載6 的幾條分饋電線4。該電能計量設備包含每預定數量電能提供一個電脈沖或造成電路閉合一次的脈沖計量儀3。該計量儀的輸出端7用在每個脈沖上閉合電路的打開晶體管輸出端表示。該計量設備還包含與所述脈沖計量儀連接以便發送(9)電能和/或消耗電能信息的通信模塊 8，所述模塊包含接入與所述脈沖計量儀3的連線的兩個輸入端10。按照本發明的一個實施例，通信模塊8包含鑒別模塊11，該鑒別模塊11與所述輸入端10連接，以便區分能量脈沖信息和也與所述輸入端連接的電裝置1的狀態信息的。電裝置的狀態經由與該裝置的機構相聯系的輔助狀態接觸器12提供。所述輔助接觸器具有在斷路器的情況下基于打開、閉合或跳閘狀態的一個或多個位置。脈沖計量儀3和電裝置的狀態接觸器12并聯在通信模塊輸入端10上。當在比最大脈沖持續時間長的預定時段期間激活輸入端時，該鑒別模塊檢測狀態信息。例如，如果脈沖持續20ms (毫秒)，預定狀態測試時段可以是300ms。因此，當輸入端在比預定時間段長的時段期間有效時，通信模塊發送所述電裝置的狀態消息。通信模塊還包含計算累計能耗尤其能量的處理模塊13，以及發送信息的發送器。圖2示出了電能計量儀提供給通信電路的脈沖信號15。脈沖的狀態1對應于有效狀態和計量儀輸出端7的閉合。在每個脈沖上，累計能量值肚增加預定值En，并且可以隨在兩個脈沖的開頭之間經過的時間T而變地計算能量，即，P = En/T。圖3代表按照本發明一個實施例的設備中含有通信電路8、電能計量儀3和電裝置1以及它的輔助狀態接觸器12的圖形。這些元件可以是排列在導軌形式的支架16上的模塊化裝置。計量儀3的輸出端和輔助接觸器12的輸出端并聯在通信模塊8的輸入端10 上。在這個圖形中，通信模塊8包含可充電或一次性電池17和全局通信處理電路18，全局通信處理電路18包含鑒別模塊11、計算累計能量和能量的處理模塊13、和發送器14的功能。電路18和電池連接在模塊8的輸入端10之間。圖4A、圖4B和圖4C示出了按照本發明一個實施例的設備和方法中的處理值。圖 4A示出了通信模塊8的輸入端10的狀態。在第一時段20期間，輸入端接收電能計量脈沖 15，而在從時間t5開始的第二時段21期間，狀態信號22連續出現。圖4B示出了代表像P =En/T那樣的平均能量值的確定的曲線圖23，T是兩個相繼脈沖之間的時段。當脈沖規則時，平均能量是常數，例如，在時段tl與t2之間。如果脈沖越來越遠，則能量P像在時間t3 上那樣減小。在兩個脈沖之間的時間間隔變得太長或脈沖停止的情況下，當超過沒有任何脈沖的預定時段時，通信模塊計算低于前能量的估計中間能量值Pi。例如，在時間t4上，超過了沒有脈沖的時段Tb，能量值P下降。圖4C示出了通信模塊8進行的消息發送M。因此，優選地每隔一定間隔或當能量與前值相比具有大于預定值的偏差時發送包含電能和/ 或消耗電能值的消息。消息25的發送也可以在發生特定事件時，尤其通過檢測輸入端10 上的狀態接觸器的閉合來觸發。圖5代表按照本發明一個實施例的電能計量方法的流程圖。該方法包含監視接入接觸器閉合脈沖計量儀3的連線和電裝置1的狀態接觸器12的連線的通信模塊8的輸入端10的第一步驟30。步驟31進行鑒別以便區分能量脈沖信息和與所述通信模塊輸入端連接的電裝置的狀態信息。如果輸入端10在比最大時段TM大的時段TA期間有效，那么在步驟32中檢測所述接觸器的狀態。在脈沖的情況下，時段TA比TM短得多。在步驟33中，進行脈沖計量儀提供的脈沖的檢測，每個脈沖代表預定數量電能。步驟34通過在每個脈沖上將前值增加預定值來計算累計能量肚。在步驟35中進行兩個脈沖之間的平均能量Pn的計算。在這種情況下，能量Pn依賴于兩個脈沖之間的時間。例如，如果脈沖出現在時間tn上和前脈沖出現在時間tn-Ι上， 則兩個脈沖之間的平均能量的值是Pn = En/(tn-tn-l)，其中En是指定給每個脈沖的能量值。步驟36檢驗沒有脈沖的時段是否超過最大監視時間Tb，以便不保持高能量值，而是使能量隨著脈沖分開而減小。因此，如果超過時間Tb，步驟37就計算低于前能量Pn的估計中間能量Pi。步驟38監視電能和/或消耗電能消息的發送，以便當能量與前值相比具有大于預定值的偏差時發送該消息。步驟39監視電能和/或消耗電能消息的發送，以便每隔取決于脈沖的時間和/或取決于脈沖的預定數量的一定間隔發送該消息。步驟40進行電能和/或消耗電能消息的發送，尤其在通過步驟38或39的監視限定的條件下。在圖5的流程圖中，當所述輸入端在比預定時間長的時間期間有效時，步驟40 還進行所述電裝置的狀態消息的發送。在上文所述的實施例中，電裝置尤其指含有輔助接觸器的斷路器。但是，本發明還應用于包含能夠與脈沖計量儀相聯系的狀態接觸器的組件或任何類型的裝置。
權利要求
1.一種電能計量設備，包含-脈沖計量儀(3)，每預定數量電能提供一個電脈沖(1 或造成電路閉合一次；以及-通信模塊(8)，與所述脈沖計量儀C3)連接以便發送電能和/或消耗電能信息，所述通信模塊(8)包含接入與所述脈沖計量儀的連線的兩個輸入端(10)，其特征在于，所述通信模塊(8)包含與所述輸入端(10)連接以便區分能量脈沖信息和與所述輸入端(10)連接的電裝置(1)的狀態信息的鑒別部件(11，18，31)。
2.按照權利要求1所述的設備，其特征在于，所述脈沖計量儀(3)和所述電裝置(1)的狀態接觸器(1 并聯在所述通信模塊(8)的所述輸入端(10)上。
3.按照權利要求1或2之一所述的設備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含計算兩個脈沖(15)之間的平均能量(Pn, 23)的部件(13，35)。
4.按照權利要求1到3的任何一項所述的設備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含當超過沒有脈沖的預定時間(Tb)時計算低于前能量的估計中間能量(Pi，23)的部件(13， 18，37)。
5.按照權利要求1到4的任何一項所述的設備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含發送電能和/或消耗電能消息的部件(14，18,40)，以便每隔一定間隔或當能量與前值相比具有大于預定值的偏差時發送消息。
6.按照權利要求1到5的任何一項所述的設備，其特征在于，所述通信模塊(8)包含當所述輸入端(10)在比預定時間(TM)長的時間(TA)期間有效時發送所述電裝置⑴的狀態消息的部件(14，18，40)。
7.一種計量電能的方法，其特征在于，它包含-監視(30)接入脈沖或接觸器閉合計量儀(3)的連線和電裝置⑴的狀態接觸器(12) 的連線的通信模塊的輸入端；-檢測(3 所述脈沖計量儀( 提供的脈沖，每個脈沖(1 代表預定數量電能(En)；-通過通信模塊發送04，40)電能和/或消耗電能信息；以及-進行鑒別(11，31)以便區分能量脈沖信息(15，20)和與所述通信模塊⑶的所述輸入端(10)連接的電裝置的狀態信息01，22)。
8.按照權利要求7所述的方法，其特征在于，它包含計算(35)兩個脈沖(15)之間的平均能量。
9.按照權利要求7或8之一所述的方法，其特征在于，它包含當超過沒有脈沖的預定時間時，計算低于前能量(Pn)的估計中間能量(Pi)。
10.按照權利要求7到9的任何一項所述的方法，其特征在于，它包含發送(38，39，40) 電能和/或消耗電能消息以便每隔一定間隔或當能量與前值相比具有大于預定值的偏差時發送所述消息。
11.按照權利要求7到10的任何一項所述的方法，其特征在于，它包含當所述輸入端 (10)在比預定時間(TM)長的時間(TA)內有效時發送(32，40)所述電裝置的狀態消息。
全文摘要
電能計量設備包含每預定數量電能提供一個電脈沖(15)或造成電路閉合一次的脈沖計量儀(3)。通信模塊(8)與所述脈沖計量儀(3)連接，以便發送電能和/或消耗電能信息。通信模塊(8)的兩個輸入端(10)接入與脈沖計量儀的連線。所述通信模塊(8)包含與輸入端(10)連接，以便區分能量脈沖信息和與所述輸入端(10)連接的電裝置(1)的狀態信息的鑒別部件(11，18，31)。電能計量方法包含區分能量脈沖信息(15，20)和與通信模塊(8)的所述輸入端(10)連接的電裝置的狀態信息(21，22)的鑒別步驟(11，31)。
文檔編號G01R22/10GK102279315SQ201110159998
公開日2011年12月14日 申請日期2011年6月14日 優先權日2010年6月14日
發明者馬克.布魯爾 申請人:施耐德電器工業公司