專利名稱：三相計量回路監測儀的制作方法
技術領域：
一種三相計量回路監測儀，用于監測三相電計量回路接線的正確性，或者說用于監測以不正確的三相電計量回路接線為手段進行竊電的行為。
三相電的計量，從根本上說就是正確測量三相電源電壓和三相負載電流以及用電時間，由此就可以計算出三相電功率和三相電能(用電量)。三相電的計量回路，一側是信號源各相電壓信號各自經過一定變比的電源電壓互感器給出，各相負載電流信號各自經過一定變比的負載電流互感器給出；另一側是計量儀表的輸入級接受電壓信號的輸入級并接在上述電源電壓互感器的副邊上，接受電流信號的輸入級串聯在上述負載電流互感器的副邊回路中。
利用計量回路不正確接線進行竊電的手法，大致可分為三類第一類失壓在正常供電和用電狀態，斷開電能表或計量回路中的電壓輸入信號。
第二類錯接線將電流信號的入端與出端互換(令電流反相)；或者各相電壓信號接線順序調換。
第三類短接負載電流互感器次級使電流信號為零(或近似為0)。
申請號為99200177．3的實用新型，它由微處理器1、實時時鐘3、本地電壓互感器4_i(i=1，2，或3)、本地電流互感器5_i(i=1，2，或3)、多路模擬開關6_1、放大電路7_1與7_2、整形電路9_1與9_2、A／D變換器8_1與8_2等部分組成。
各相本地電壓互感器(三相三線制用2個，三相四線制用3個)，并接在各相電源電壓互感器的副邊上。
各相本地電流互感器串聯在各相負載電流互感器的副邊回路中。多路模擬開關在實時時鐘和微處理器控制下，定時選通某相電壓與電流信號，經放大、整形、A／D變換后由微處理器采集處理，求出電壓電流的有效值，它們之間的相位差，有功功率和累計電量；此外，特別應指出，它能判定是否有上述第一類和第二類竊電行為。
遺憾的是上述現有技術不能判別前述第三類竊電行為，即不能區別下列兩種不同情況是不用電 還是負載電流互感器副邊被短接 本實用新型的目的是要彌補現有技術之不足，提供一種能判別負載電流互感器副邊是否被短接的技術。
本實用新型的基本思路是在計量回路的負載電流回路中施加一個短暫的幅度一定的頻率高于50Hz的擾動電動勢，這個擾動電動勢在回路中引起的擾動電流，其大小與回路的阻抗有關當負載電流互感器副邊被短接時，擾動電流大，否則，擾動電流小。可見，從擾動電流的大小就可以判別負載電流互感器副邊是否被短接。當然，這種擾動對計量儀表的影響應限于精度許可的范圍以內。適當提高擾動信號的頻率，限制擾動的強度和縮短擾動持續時間，就可以減少擾動對計量精度的影響。
下面是實現上述構思的技術方案。
在申請號為99200177．3的實用新型的基礎上，增加一個振蕩器14，它有一個控制端可控制振蕩的起停，振蕩起停的控制信號由微處理器發出；增加2個(對于三相三線制)或3個(對于三相四線制)信號變換器12_1、12_2、12_3，它們各自串聯在各相的負載電流互感器的副邊回路中；另增加一個多路模擬開關6_2，它在實時時鐘電路和微處理器控制下，將振蕩器14的輸出與信號變換器12_i(i=1，2或3)的輸入端接通。擾動電流經本地電流互感器5_i(i=1，2或3)輸出，由多路模擬開關6_2選通到放大電路7_3，再經濾波與整流電路13后送A／D變換器8_3，最后送微處理器作分析判斷。
對電壓、電流信號的采樣和對電流回路的擾動在微處理器的程序控制下定時進行，例如一分鐘進行一次。對相鄰兩次采樣數據作比較分析，可知有無異常變化，若發現有異常變化，則就把這些數據包括變化發生的時間作為異常記錄存入存儲器，以備查詢。例如有無失壓或由失壓恢復正常；有無錯接線或恢復正常接線；負載電流互感器副邊有無短接或由短接恢復正常等等。
本實用新型采用了計算機技術，能測量三相電壓的有效值、三相負載電流的有效值、有功功率、有功電量，還具有綜合分析和記憶能力，能感知并記錄何時失壓及失壓累計時間、何時發生計量回路錯接線及其持續時間、何時短接負載電流互感器及短接持續時間，總之能感知并記錄竊電的類型及其發生時間以及竊電的累計時間，本實用新型將作為反竊電領域的有力武器。
圖1是三相計量回路監測儀的結構框圖，其中1是微處理器，2是存儲器，3是實時時鐘電路，4_1、4_2、4_3是本地電壓互感器，5_1、5_2、5_3是本地電流互感器，6_1、6_2是多路模擬開關，7_1、7_2、7_3是放大電路，8_1、8_2、8_3是A／D變換器，9_1、9_2是整形電路，10是掌上電腦，11是微機，12_1、12_2、12_3是信號變換器，13是濾波與整流電路，14是振蕩器。
圖2是三相計量回路監測儀三相四線制輸入回路接線圖。其中A、B、C為各相火線，N為中線。LPT1、LPT2、LPT3即圖1中的4_1、4_2、4_3，是本地電壓互感器。LCT1、LCT2、LCT3即圖1中的5_1、5_2、5_3，是本地電流互感器。ST1、ST2、ST3即圖1中的12_1、12_2、12_3，是信號變換器。CT1、CT2、CT3是負載電流互感器。
圖3是三相計量回路監測儀三相三線制輸入回路接線圖。其中A、B、C是火線。PT是電源電壓互感器，CT1、CT3是負載電流互感器。LPT1、LPT3即圖1中的4_1、4_3，是本地電壓互感器。LCT1、LCT3即圖1中的5_1、5_3，是本地電流互感器。ST1、ST3即圖1中的12_1、12_3，是信號變換器。
實施例按本實用新型的技術特征組成的三相計量回路監測儀，其輸入回路接法如圖2或圖3。
圖2適于三相四線制，圖3適于三相三線制。
LPT1、LPT2、LPT3是本地電壓互感器，LCT1、LCT2、LCT3是本地電流互感器，ST1、ST2、ST3是信號變換器(一定變比的耦合變壓器)，6_1、6_2是多路模擬開關，可以采用雙四選一的模擬開關4052，6_2的X通道用來將振蕩信號選通到某相的電流計量回路中，6_2的Y通道用來選通某相的擾動電流到放大電路7_3。
振蕩器14可采用7555組成的多諧振蕩器，其重復頻率fo(例如1kHz〈fo〈5kHz)。7555的腳4接微處理器的某I／O腳，以控制振蕩的起停。
濾波器可采用50Hz陷波器和中心頻率為fo的帶通濾波器串聯。
權利要求1.一種三相計量回路監測儀，用于監測竊電行為，它具有(1．1)本地電壓互感器，對于三相三線制需2個對于三相四線制需3個，分別并聯在各相電源電壓互感器的副邊上，(1．2)本地電流互感器，對于三相三線制需2個，對于三相四線制需3個，各自串聯在各相負載電流互感器的副邊回路中，(1．3)多路模擬開關，其輸入側與本地電壓互感器和本地電流互感器的副邊相聯，其輸出側聯放大電路，(1．4)放大電路、整形電路，(1．5)A／D變換器，(1．6)實時時鐘電路，(1．7)微處理器，其特征在于還具有(1．8)一個頻率高于50Hz的振蕩器，在實時時鐘電路和微處理器控制下，定時發出短暫的一定幅度的擾動信號，(1．9)信號耦合器，對于三相三線制需2個，對于三相四線制需3個，各信號耦合器的初級(1．10)所述多路模擬開關與(1．8)所述振蕩器輸出端相聯，各信號耦合器的次級分別串聯在各相負載電流互感器的副邊回路中，(1．10)另一個多路模擬開關，用以在實時時鐘電路和微處理器的控制下選通上面(1．9)所述信號耦合器中之某一個，并將擾動信號耦合到某相負載電流互感器的副邊回路中，(1．11)上述固定頻率的電流擾動信號的大小與負載電流互感器副邊短接與否有關，這個信號反應在(1．2)所述電流互感器的次級，經放大濾波、整形后，由微處理器采集處理。
2.按照權利要求1所述的三相計量回路監測儀，其特征在于所說的振蕩器是由7555組成的多諧振蕩器，其腳4用于控制振蕩的起停，其振蕩頻率選定在1kHz～5kHz之內。
專利摘要一種三相計量回路監測儀,用于監測竊電行為。本實用新型用信號耦合器將頻率遠大于50Hz的方波信號轉換為負載電流互感器副邊回路中的擾動電動勢,并在該回路中引起短暫的擾動電流,此電流之大小反映電流互感器是否被短接。本實用新型用實時時鐘電路測量時間,而電壓電流信號經放大濾波、整形、A/D采樣后由微處理器作數據處理。本實用新型能感知并記錄失壓、錯接線、電流互感器短接等狀態的發生時間和累計時間,是反竊電領域的有力武器。
文檔編號G01R11/00GK2427812SQ99244219
公開日2001年4月25日 申請日期1999年9月7日 優先權日1999年9月7日
發明者徐銘, 李奕, 徐鈺崗, 曹建平 申請人:北京華奧電力設備有限公司