专利名称：一种三相三元件反窃电方法及三相三元件反窃电电度表的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电度表，尤其涉及一种三相三元件反窃电方法及三相三元件反窃电电子式电度表。
背景技术：
目前流行的三相反窃电电子电度表，基本的手法除了加强入口端子的封装外，还有失压判别，分相记录累计失压时间，分相统计失压工况下的相应相的“安时”积分，为追补电量计算提供依据。但由于窃电方法(包括非恶意的接线差错)多种，如电压相序反倾，电流二次回路反接等窃电方式，此时三相电压数值仍属正常，故不能单凭失压条件来判别。目前对单方向功率流向的三相电子电度表，依其正常工况下三个分相功率具有相同正负符号的特点，其三相总功率还可采用按分相功率绝对值求和的办法来计算。但对三相两元件电度表而言，由于正常工况下，两个元件的正负符号不一定相同，所以不能采用两个功率元件绝对值求和的办法。目前缺少一个普遍适用的反窃电判别(包括非恶意的接线差错)和计算追补电量的电度表。
发明内容
本发明的目的在于提供一种三相三元件反窃电计量方法，依据四种异常判据，并合理计算追补电量，且能分别适应三相四线或三相三线供电方式的反窃电电度表；能记录异常工况持续时间，并启动异常工况下的实时追补电量累计计算。
本发明的另一目的在于提供一种可适用于多种窃电方式且结构简单、设计新颖、计费合理的三相三元件反窃电电子式电度表。
本发明所述三相三元件反窃电计量方法为先对三相电压、电流进行采样，计算三相有功功率，再进行实时积分，其特征在于采用三个电能计量芯片分相计算分相功率PA、PB、PC，并按三个分相有功功率的绝对值合成三相总有功功率，再进行四种异常判定判据①UX＜(0.7-0.8)·E，其中E为额定电压，UX是任何一个相电压，判据②分相功率PA、PB、PC正负符号是否不相同，判据③电流二次回路存在短路疑点和④三相失压时间累计；满足窃电判据①②后，立即启动三相电流和“安时”积分，和异常区间内本电度表电量累计Wh1，追补电量计算按公式(4)进行，其中E是额定电压；满足判据④时，按公式(5)总失压时间应扣除一次系统因供电部门仃电的时间后，再以额定电压E乘额定电流Ie(视在功率)乘实际的三相失压累计时间(T∑3-T停电)进行追补电量，如公式(5)。
本发明的三相三元件电度表，包括三相四线三元件电度表、三相三线三元件电度表，它们具有相似的软硬件结构，制造简便统一，分别适用三相四线和三相三线供电电源。对非全相失压工况，即本电度表具有直流电源时，能正确判别窃电(或非恶意的接线差错)工况，包括失压窃电，相序反倾窃电，电流互感器反接窃电，都能启动追补电量计算，追补电量计算公平合理；对电流二次回路短接窃电能够提供疑点，以便提醒供电部门进行检查核对。对三相完全失压工况，能记录三相失压累计时间，并记录失压时刻X年X月X日，作为三相失压追补电量的法律依据。
图1为本发明实施例1反窃时电路连接图；图2为本发明实施例2反窃时电路连接图；图3为本发明实施例3反窃时电路连接图；图4为本发明实施例4反窃时电路连接图；图5为本发明实施例5反窃时电路连接图；图6为本发明实施例6反窃时电路连接图；图7为本发明实施例7反窃时电路连接图；图8为本发明实施例8反窃时电路连接图；图9为现有技术三相四线三元件电度表的接线图。
具体实施例方式
以下对本发明的三相三元件反窃电方法进行详细说明。
目前的窃电方式有1.失压窃电由(1)式可知，任何相电压失去，就减少了相应相的有功功率，这是失压窃电的方法，判别失压的方法相对要容易，只要判别UX＜(0.7-0.8)·E时，就可记录失PΣ=1T{∫0T(uA·iA+uB·iB+uC·iC)dt......(1)]]>压的时间T∑，其中E为额定电压，UX是任何一个相电压。
三相四线三元件电度表的接线如图9，Wha、Whb、Whc分别是A、B、C三相的功率元件，水平粗线表示电流线圈，垂直细线表示电压线圈。对电子电度表而言水平粗线表示电流输入回路，垂直细线表示电压输入回路。其中电流回路来自A、B、C三相电流互感器，其四条连线分别标记回路编号A411、B411、C411、N411；电压回路来自三相电压互感器，其四条连线分别标记回路编号A630、B630、C630、N600。三个功率元件的交点O，标记回路编号O600，对三相四线三元件电度表而言，O600和N600是相连的，即加在三个功率元件上的电压是相电压，可以包含零序电压成分。
2.电流反接窃电由(1)式可知，任何一相的电流互感器极性反接，就可使相应相功率变负，这是电流反接窃电的方法，对单向供电的电度表而言，正常工况下三个分相功率具有相同正负符号的特点，三个分相功率正负不同号时，可以作为窃电判据，同时PΣ=1T{|∫0T(uA·iA)dt|+|∫0T(uB·iB)dt|+|∫0T(uC·iC)dt|}......(2)]]>其三相总功率还可采用按分相功率绝对值求和的办法来计算，以避免此类窃电的影响。如公式(2)3.相序反倾窃电由(3)式可以证明，A、B、C三相分相功率之和等于三倍零序功率P0、正序功率P1和负序功率P2之和，(3)式给出三相复数功率的计算式，其中电压 是向量，电流是共轭向量，P∑是三相有功功率，Q∑是三相无功功率，在正常三相四线的情况下，三相功率以正序功率P1为主，零序功率P0相对较小，而负序功率P2接近于零。
若将任意两个相电压对调而电流相位不变，此时三相电压相序反倾，即U1＝0，而U2＞＞U0这时三相功率U1I1＝0，U2I2≌0，U0I0≌0所以电度表接近仃转。这是惯用的反相序窃电方法，但三相电压依然保持正常，所以用失压计时的办法，不能判别这一类窃电。用分相功率绝对值之和的办法，也不能正确反映此时的三相有功功率；反相序窃电的特征，是分相功率PA、PB、PC出现负号，或三个分相有功功率正负不同号。
相序反倾是相对的，如果将任意两相电流对调，而三相电压相位不变，也会造成电度表接近仃转，这是电流相序反倾。不论电压还是电流相序反倾都简称为相序反倾。
4.短接电流互感器二次回路的办法窃电用短接电流互感器二次回路的办法窃电，可以减少相应相的有功功率，由于负荷电流是一个随机变化的数值，对这种窃电办法最难判别，只需要提供有可能窃电的疑点即行，本方案提供判断方法如下统计一个月内，电流大于整定值3A(可调整)的累计时间统计小于1小时(可整定)，和判断电流小于整定值0.1A(可调整)的累计时间大于20天(可整定)，综合构成怀疑电流回路有短路可能的依据。以便配合人工比对检查计量回路电流和继电保护回路电流的不同，以确定电流二次回路有否短路。
上述的判别是分相进行的，它可以发现任何一相或多相电流回路被短接的情况。
5.非全相失压时，追补电量的计算公式在判定电度表工况异常，但仍具有直流工作电源(非全相失压)时，应进入追补电量统计状态，一边记录工况异常区间的三相电流有效值和的”安时积分”，同时追补电量计算之一Wh=E·∫0TΣ(IA+IB+IC)dt-Wh1......(4)]]>异常区间本表电量Wh1=∫0TΣPΣ1dt......(4a)]]>异常区间视在功率电量:Wh2=E·∫0TΣ(IA+IB+IC)dt......(4b)]]>追补电量计算之二Wh=φ·E·∫0TΣ(IA+IB+IC)dt-Wh1.....(4c)]]>本电度表总电量读数Wh∑＝Wh0+Wh1.........(4d)另劈存储空间记录本电度表在工况异常区间内的累计电量Wh1，追补电量计算按公式(4)进行，其中E是额定电压。
追补电量计算的实质是用三相实时的视在功率电量Wh2来替代工况异常区间的电量，由于本电度表还在累计，为了公平合理，故应减去工况异常区间内本电度表的电量Wh1。这样做的好处在于记录追补电量的存储空间只需一个，如在当月有多次失压异常，追补电量只需在这特定的存储空间，继续累计追补电量就可，不分次记录追补电量，可以避免因异常次数太多而造成记录溢出。本方案不采用分相追补电量，原因在相序反倾下，故障相别判断不易确定，故本方案采用三相追补电量的办法。由于追补电量是由三相实时的视在功率对时间积分，并减去异常区间的实时电度P∑1×T∑，它确保了公平性。当用户功率因素为1时，追补电量等于真实电量；当功率因数小于1时，追补电量比真实电量稍高，但也是真实的视在功率电量，即此时如果用户电流很小，其真实视在功率也很小，可见追补电量是最接近真实电量的。如果有用户在正常工况下的平均功率因素cosΦ的数据，也可按(4c)式来计算追补电量，它更为合理，即它是以实际的视在功率电量乘平均功率因素来追补电量。
本电度表总电度Wh∑等于正常区间电度Wh0和异常区间电度Wh1的和，如公式(4d)，此外本电度表又给出异常区间电度Wh1和异常区间的三相电流的“安时”积分。从而可按公式(4)或(4c)公式来计算追补电量，以求公平合理地追补电量。
6.三相失压此时由于仪器失去工作电源，要求能记录三相失压累计时间。它是用正常状态下连续更新记录当前时间T1，而三相失压后自行仃止更新T1，直至工况首次恢复正常时T1暂不更新，同时记录当前时间T3，用T3-T1表示三相失压时间。
总失压时间应扣除一次系统因供电部门仃电的时间后，再以额定电压E乘额定电流Ie(视在功率)乘实际的三相失压累计时间(T∑3-T停电)进行追补电量，如公式(5)。
Wh3＝3E·Ie·(T∑3-T停电).............(5)7..三相电能表异常运行判据和追补电量计算判据1非全相失压，有流失压为窃电，失压判据为UX＜(0.7至0.8)·E。
判据2PA、PB、PC出现负值，且三者不同号，为相序反倾窃电。
判据3一个月内，电流大于3A(可整定)，累计时间小于一小时，且电流小于0.1A(可整定)，累计时间大于20天时，为怀疑电流互感器二次短路窃电。提醒供电部门，需要将测量回路电流和继电保护电流回路进行比对，因为一般继电保护二次回路是不敢短路的。在低压回路也可用卡钳表直接测量一次电流予以判别。
判据4三相失压，当三相整流电源输出电压为零，记录三相失压时间。
措施1凡满足判据1、2者，应以公式(4)或(4c)作追补电量。
措施2符合判据3时，由供电部门人员到用户检查，应将仪表回路电流和继电保护回路电流进行比对，以查找原因。
措施3符合判据4时，应以公式(5)作追补电量。
8.两元件多功能反窃电电度表的方案在高压中性点不接地系统，一般采用采用A、C两相电流互感器和跨接在高压UAB、UCB两个线电压上的V型接线的电压互感器，一般在二次侧都采用三相两元件电度表，由于没有零序电流，即i0＝0，此时三相两元件电度表能正确反映三相有功功率，证明如公式(6)，同时也节省了一次设备的开销。在变电站处由于系统对地绝缘监测的需要，电压互感器也可以采用Y0/y0三相四线制，P2Σ=1T{∫0T(uAB·iA+uCB·iC)dt}]]>=1T{∫0T[(uA-uB)·iA+(uC-uB)·iC]dt]]>=1T{∫0T[uA·iA+uC·iC-uB·(iA+iC)]dt]]>=1T{∫0TuAiA+uCiC+uB(iB-3i0)]dt]]>=PA+PB+PC-3T∫0TuB·i0......(6)]]>但此时两元件电压仍接在UAB、UCB的线电压上。.
对两元件电度表当功率因数在0.5以下时，原理上就有一个功率元件正转，另一个功率元件反转，所以此时想采用两个元件功率都按绝对值来计算总三相有功功率是不许可的。因而寻求反窃电的方案，还不如三相三元件那样有利。
作为电子电度表而言，三元件和两元件之间的开销差别很小，很容易想到是否也可采用三元件反窃电电度表的原理，如图4示出三相两元件WA、WC的电度表接线，和采用三相三线的三元件W1、W2、W3电度表接线，现在需要解决的如何得到IB，和人为的三相电压中性点O。由-(IA+IC)可得IB；当三相电压二次回路阻抗相等时，由仪用电压互感器TV2的Y0/Y接线可滤去零序电压，但注意TV2的O点不能和TV1的n点相连，当TV1采用V型接线时，它就不存在中性点n，所以此时不易出错，如图4画出常规两元件Wha，Whc电度表，和本发明提出的三相三线三元件Wh1，Wh2，Wh3电度表。
三相三线三元件电度表的原理接线 由公式(7)-(13)证明三相三线三元件电度表的功能完全等效于三相两元件电度表，但此时三个元件的有功功率仍具有正负符号相同的特点，所以我们依然能用分相有功功率绝对值之和的方案来构成三相总电能的计量，异常工况的判别和追补电量的计算也和前述的三相四线三元件的公式相同。
以下结合实施例对照附图对本发明进行详细说明。
实施例1本实施例用于三相四线三元件电子反窃，如图9所示，和一般三相四线三元件电度表接线相同，有关电子电度表的实施方式，可有多种，包括采用A/D采样，由单片机进行计算，得出三相电能结果，也可由专用的电能计量芯片(如Cirrus Logic公司的CS5460A)，采用∑Δ非同步采样方式，得出三相电能结果。用于三相四线电源供电的电子线路框图如图9，输入电压由高压电压互感器TV1a、TV1b、TV1c的低压回路所提供，a、b、c三相电压经回路编号为A630、B630、C630、N600回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电压互感器TV2a、TV2b、TV2c的输入端U1、U2、U3、U0；三个仪用电压互感器结构相同，都具有三个线圈W1、W2、W3，其中W1为输入线圈，W2为电压测量线圈，W2的三相二次电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，W3为构成三相整流稳压电源而用，其三个W2线圈的中性点和三相整流稳压后的0V相连；三相电流由高压电流互感器TA1a、TA1b、TA1c二次回路所提供，a、b、c三相电流经回路编号为A411、B411、C411、N411回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电流互感器TA2a、TA2b、TA2c的输入端I1、I2、I3流入，由端子I4、I5、I6流出，合并一起由N411回路流回三相TA1a、TA1b、TA1c的公共连接点；三个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的三相二次电流分别经r送到电能计量芯片IC的ia、ib、ic的端子；在含单片机的电能计量芯片IC内部，PA、PB、PC是三个专用的电能计量芯片，分别执行PA＝ua×ia；PB＝ub×ib；PC＝uc×ic计算分相功率的任务；由单片机读入三个电能计量芯片中的参数UA、IA、PA、UB、IB、PB、UC、IC、PC；再由单片机软件作四种异常判别，当判为窃电时，进入非全相失压窃电追补电量计算公式(4)、(4c)或三相失压追补电量计算公式(5)。用于三相四线供电工况时，电度表的U0端子接三相电压互感器TV1的低压线圈中性点N600；实施例2本实施例为三相四线三元件电子反窃电电度表的另一接线如图2，和前述图1的实施例基本相同，差别仅在于仪用电压互感器TV2结构不同，如图2，输入电压由高压电压互感器TV1a、TV1b、TV1c的低压回路所提供，a、b、c三相电压经回路编号为A630、B630、C630、N600回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电压互感器TV2a、TV2b、TV2c的输入端U1、U2、U3、U0；三个仪用电压互感器结构相同，都具有两个线圈W1、W3，其中W1为输入线圈，W3为构成三相整流电源而用；原由W2构成降压测量线圈，现在改由三组R1、R2构成的电阻分压器来代替，三组R1、R2电阻接成Y0，其中性点和TV2的中性点相连，再和三相整流后的0V相连；三组R1、R2分压器的中心抽头，相对0V的电压作为三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子；三相电流由高压电流互感器TA1a、TA1b、TA1c二次回路所提供，a、b、c三相电流经回路编号为A411、B411、C411、N411回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电流互感器TA2a、TA2b、TA2c的输入端I1、I2、I3流入，由端子I4、I5、I6流出，合并一起由N411回路流回三相TA1a、TA1b、TA1c的公共连接点；三个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的三相二次电流分别送到电能计量芯片IC的ia、ib、ic的端子；电能计量芯片和单片机作用和图5完全相同，此不赘述。
实施例3三相三线三元件电度表的接线如图3，由前述原理可知，三相三线三元件电度表，等价于三相三线两元件电度表，一次高压电压互感器TV1a、TV1c接于UAB、UCB线电压上；如图3，输入电压由高压电压互感器TV1a、TV1c的低压回路所提供，a、b、c三相线电压经回路编号为A630、B630、C630回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电压互感器TV2a、TV2b、TV2c的输入端U1、U2、U3；三个仪用电压互感器结构相同，都具有三个线圈W1、W2、W3，其中W1为输入线圈，此时主要差别在于三个W1线圈构成的中性点不和外部端子U0相连，W2为电压测量线圈，W2的三相二次电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，W3为构成三相整流稳压电源而用，其三个W2线圈的中性点O和三相整流稳压后的0V相连；三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，由于三相电压测量回路阻抗相等，所以三个测量相电压ua、ub、uc没有零序分量，由它构成三元件的三个相电压；A、C两相电流由高压电流互感器TA1a、TA1c二次回路所提供，a、c两相电流经回路编号为A411、C411、N411回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电流互感器TA2a、TA2c的输入端I1、I3流入，由端子I4、I6流出，合并一起由N411回路流回两个电流互感器TA2a、TA2c的公共连接点；两个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，W2的二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的两个二次电压分别经A1，A3跟随器及经电阻r分别送到电能计量芯片IC的ia、ic的端子，并将A1、A3跟随器的输出加到加法器A2上，以获得和IB＝-(IA+IC)成正比的电压，再将它经电阻r送到电能计量芯片IC的ib端子，从而得到三元件的三个电流；电能计量芯片和单片机作用和图1完全相同，此不赘述。
实施例4三相三线三元件电度表的另一接线如图4，三相三线三元件电度表，等价与三相三线两元件电度表，一次高压电压互感器TV1a、TV1c接于UAB、UCB线电压上；如图4，输入电压由高压电压互感器TV1a、TV1c的低压回路所提供，a、b、c三相线电压经回路编号为A630、B630、C630回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电压互感器TV2a、TV2b、TV2c的输入端U1、U2、U3；三个仪用电压互感器结构相同，都具有两个线圈W1、W3，其中W1为输入线圈，此时主要差别在于三个W1线圈构成的中性点O不和外部端子U0相连，W3构成三相整流稳压电源，原由W2构成降压测量线圈，现在改由三组R1、R2构成的电阻分压器来代替，三组R1、R2电阻接成Y0，其中性点O和TV2线圈W2的中性点相连，再和三相整流后的0V相连；三组R1、R2分压器的中心抽头，相对0V的电压作为三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，由于三相电压测量回路阻抗相等，所以三个测量相电压ua、ub、uc没有零序分量，由它构成三元件的三个相电压；A、C两相电流由高压电流互感器TA1a、TA1c二次回路所提供，a、c两相电流经回路编号为A411、C411、N411回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电流互感器TA2a、TA2c的输入端I1、I3流入，由端子I4、I6流出，合并一起由N411回路流回两个电流互感器TA1a、TA1c的公共连接点；两个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，K2的二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的两个二次电压分别经A1，A3跟随器分别送到电能计量芯片IC的ia、ic的端子，并将A1、A3跟随器的输出加到加法器A2上，以获得和IB＝-(IA+IC)成正比的电压，再将它送到电能计量芯片IC的ib端子，从而得到三元件的三个电流；电能计量芯片和单片机作用和图1完全相同，此不赘述。
实施例5三相三线三元件电子反窃电电度表的最佳接线如图5，它和三相四线三元件反窃电电度表接线图1差别在于，一次高压电压互感器TV1a、TV1c接于UAB、UCB线电压上；如图5，输入电压由高压电压互感器TV1a、TV1c的低压回路所提供，a、b、c三相线电压经回路编号为A630、B630、C630回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电压互感器TV2a、TV2b、TV2c的输入端U1、U2、U3；三个仪用电压互感器结构相同，都具有三个线圈W1、W2、W3，其中W1为输入线圈，此时主要差别在于三个W1线圈构成的中性点不和外部端子U0相连，W2为电压测量线圈，它们的三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，W3为构成三相整流稳压电源而用，其三个W2线圈的中性点和三相整流稳压后的0V相连；由于三相电压测量回路阻抗相等，所以三个测量相电压ua、ub、uc没有零序分量；三相电流由高压电流互感器TA1a、TA1c二次回路所提供，a、c三相电流经回路编号为A411、C411回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电流互感器TA2a、TA2c的输入端I1、I3流入，由端子I4、I6流出，合并一起由I5反向流入TA2b，经TA2b的线圈从I2流出，以获得IB＝-(IA+IC)，再从N411回路流回两相TA1a、TA1c二次线圈的公共连接点；三个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的三相二次电流产生的电压分别经r送到电能计量芯片IC的ia、ib、ic的端子；在含单片机的电能计量芯片IC内部，PA、PB、PC是三个专用的电能计量芯片，分别执行PA＝ua×ia；PB＝ub×ib；PC＝uc×ic计算分相功率的任务；由单片机读入三个电能计量芯片中的参数UA、IA、PA、UB、IB、PB、UC、IC、PC；再由单片机软件作四种异常判别，当判为窃电时，进入非全相失压窃电追补电量计算公式(4)、(4c)或三相失压追补电量计算公式(5)。用于三相四线供电工况时，电度表的U0端子接三相电压互感器TV1的低压线圈中性点N600；用于三相三线供电工况时，电度表的U0端子对内、对外都不相连。
实施例6三相三线三元件电子式反窃电电度表的最佳接线之二如图6，它和三相三线线三元件反窃电电度表接线图5相似，一次高压电压互感器TV1a、TV1c接于UAB、UCB线电压上；如图6，输入电压由高压电压互感器TV1a、TV1c的低压回路所提供，a、b、c三相线电压经回路编号为A630、B630、C630回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电压互感器TV2a、TV2b、TV2c的输入端U1、U2、U3；三个仪用电压互感器结构相同，都具有两个线圈W1、W3，其中W1为输入线圈，W3为构成三相整流电源而用；它和图5的差别在于在输入线圈U1、U2、U3上连接有三组R1、R2构成的电阻分压器，三组R1、R2电阻接成Y0，其中性点和TV2a、TV2b、TV2c的W2线圈连接成的中性点O相连，再和三相整流后的0V也相连；三组R1、R2分压器的中心抽头，相对0V的电压作为三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子；由于三相电压测量回路阻抗相等，所以三个测量相电压ua、ub、uc没有零序分量；三相电流由高压电流互感器TA1a、TA1c二次回路所提供，a、c两相电流经回路编号为A411、C411回路，连接到本三相三元件反窃电电度表的仪用电流互感器TA2a、TA2c的输入端I1、I3流入，由端子I4、I6流出，合并一起由I5反向流入TA2b，经TA2b的线圈从I2流出，以获得IB＝-(IA+IC)，再从N411回路流回TA1a、TA1c二次线圈的公共连接点；三个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，TA2a、TA2b、TA2c的二次线圈K2接成Y0，三相线圈二次电流产生的电压分别经r送到电能计量芯片IC的ia、ib、ic的端子，TA2a、TA2b、TA2c二次线圈的中性点也连接到O点0V处；在含单片机的电能计量芯片IC内部，PA、PB、PC是三个专用的电能计量芯片，分别执行PA＝ua×ia；PB＝ub×ib；PC＝uc×ic计算分相功率的任务；由单片机读入三个电能计量芯片中的参数UA、IA、PA；UB、IB、PB；UC、IC、PC；再由单片机软件作四种异常判别，当判为窃电时，进入非全相失压窃电追补电量计算或三相失压追补电量计算；用于三相四线供电工况时，电度表的U0端子接三相电压互感器TV1的低压线圈中性点N600；用于三相三线供电工况时，电度表的U0端子对内、对外都不相连。
实施例7对三相三线三元件反窃电电度表而言，实施例5和6都是最佳的，它和三相四线三元件反窃电电度表的软硬件结构完全相同，唯一差别是对外接线时的方法不同，它有利于生产和减少备品的储备数量。由于IA+IB+IC＝0，所以滤去零序电压的要求不高，即使有零序电压，但也不能产生零序功率。如图7，如让三相TV2仪用电压互感器的W3接成Δ型或采用三柱式的三相电压互感器，都可加强滤去零序电压的作用，也可以实现三相三线三元件反窃电电度表。
实施例8三相三线三元件电度表的接线的三个相电压UA、UB、UC和电流IB也可以通过软件计算得到，这样电度表内仪用电压互感器和电流互感器都只要两相就够了，如图8，设输入电压UAB、UCB，输入电流IA、IC为已知，则UA、UB、UC 三个相电压和电流IB可计算如下公式(14)-(17)是向量公式，也可用采样瞬时值予以表达，如公式(14a)-(17a)，并据此计算三个分相功率，按绝对值和合成三相总功率及总电度，构成A/D采样数字式反窃电电度表。从输入看它是三相三线两元件电度表，从内核看，它依然是三相三线三元件电度表。
三相三线三元件电度表的接线的三个相电压UA、UB、UC也可以在A/D采样之前，依公式(14)-(16)通过运算放大器的加法电路，减法电路，反相器电路构成UA、UB、UC三个相电压。
ua[k]=2uab[k]-ucb[k]3.........(14a)]]>ub[k]=-uab[k]+ucb[k]3.......(15a)]]>uc[k]=2ucb-uab[k]3.........(16a)]]>ib[k]＝-ia[k]-ic[k]...................(17a)
权利要求
1.一种三相三元件反窃电计量方法，先对三相电压、电流进行采样，计算三相有功功率，再进行实时积分，其特征在于采用三个电能计量芯片分相计算分相功率PA、PB、PC，并按三个分相有功功率的绝对值合成三相总有功功率，再进行四种异常判定判据①UX＜(0.7-0.8)·E，其中E为额定电压，UX是任何一个相电压，判据②分相功率PA、PB、PC正负符号是否不相同，判据③电流二次回路存在短路疑点和④三相失压时间累计；满足窃电判据①②后，立即启动三相电流和“安时”积分，和异常区间内本电度表电量累计Wh1，追补电量计算按公式(4)进行，其中E是额定电压；满足判据④时，按公式(5)总失压时间应扣除一次系统因供电部门仃电的时间后，再以额定电压E乘额定电流Ie(视在功率)乘实际的三相失压累计时间(T∑3-T停电)进行追补电量，如公式(5)。追补电量计算之一Wh=E·∫0TΣ(IA+IB+IC)dt-Wh1....(4)]]>异常区间本表电量Wh1=∫0TΣPΣ1dt....(4a)]]>异常区间视在功率电量Wh2=E·∫0TΣ(IA+IB+IC)dt....(4b)]]>追补电量计算之二Wh=cosφ·E·∫0TΣ(IA+IB+IC)dt-Wh1....(4c)]]>本电度表总电量读数Wh∑＝Wh0+Wh1......(4d)用三相额定功率乘三相失压累计时间进行追补电量总失压时间应扣除一次系统因供电部门仃电的时间后，再以额定电压E乘额定电流Ie(视在功率)乘实际的三相失压累计时间(T∑3-T停电)进行追补电量，如公式(5)。Wh3＝3E·Ie·(T∑3-T停电)............(5)满足判据③时，提醒供电部门需要对用户电度计量进行二次回路比对检查。
2.根据权利要求1所述的三相三元件反窃电计量方法，其特征在于对三相三线供电工况，采用人工中性点，以获得三个相电压；以两相电流之和获得反向第三相电流。
3.一种三相三元件反窃电电子式电度表，其特征在于由仪用电压互感器TV2和仪用电流互感器TA2、三个电阻r、含单片机的电能计量芯片IC、三相桥式整流器及稳压滤波器构成，仪用电压互感器TV2及仪用电流互感器TA2均包括三个，分别为TV2a、TV2b、TV2及TA1a、TA1b、TA1c，三个仪用电压互感器结构相同，都具有三个线圈W1、W2、W3，其中W1为输入线圈，W2为电压测量线圈，W2的三相二次电压分别送到含单片机的电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，W3为构成三相整流稳压电源而用，其三个W2线圈的中性点和三相整流稳压后的0V相连；三个仪用电流互感器TA1a、TA1b、TA1c结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的三相二次电流分别经r送到电能计量芯片IC的ia、ib、ic的端子；在含单片机的电能计量芯片IC内部，PA、PB、PC是三个专用的电能计量芯片，分别执行PA＝ua×ia；PB＝ub×ib；PC＝uc×ic计算分相功率的任务，最终得到三相总电度。
4.一种三相三元件反窃电电子式电度表，其特征在于由仪用电压互感器TV2和仪用电流互感器TA2、三个电阻r、含单片机的电能计量芯片IC、三相桥式整流器及稳压滤波器构成，仪用电流互感器TA2包括TA2a、TA2b、TA2c三个，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，它们的三相二次电流分别经r送到电能计量芯片IC的ia、ib、ic的端子，仪用电压互感器TV2包括三个电压互感器TV2a、TV2b、TV2c，其结构相同，都具有两个线圈W1、W3，其中W1为输入线圈，W3为构成三相整流电源而用；输入线圈U1、U2、U3上连接有三组R1、R2构成的电阻分压器，三组R1、R2电阻接成Y0，其中性点和TV2a、TV2b、TV2c的W2线圈连接成的中性点O相连，再和三相整流后的0V也相连；三组R1、R2分压器的中心抽头，相对0V的电压作为三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子。
5.一种三相三元件反窃电电子式电度表，其特征在于由仪用电压互感器TV2和仪用电流互感器TA2、三个电阻r、含单片机的电能计量芯片IC、三相桥式整流器及稳压滤波器构成，仪用电压互感器TV2包括TV2a、TV2b、TV2c三个，三个仪用电压互感器结构相同，都具有三个线圈W1、W2、W3，其中W1为输入线圈，W2为电压测量线圈，W2的三相二次电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，W3为构成三相整流稳压电源而用，其三个W2线圈的中性点O和三相整流稳压后的0V相连；三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，仪用电流互感器TA2包括两个电流互感器TA2a、TA2c，两个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，W2的二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的两个二次电压分别经A1，A3跟随器及经电阻r分别送到电能计量芯片IC的ia、ic的端子，并将A1、A3跟随器的输出加到加法器A2上，以获得和IB＝-(IA+IC)成正比的电压，再将它经电阻r送到电能计量芯片IC的ib端子。
6.一种三相三元件反窃电电子式电度表，其特征在于由仪用电压互感器TV2和仪用电流互感器TA2、三个电阻r、含单片机的电能计量芯片IC、三相桥式整流器及稳压滤波器构成，仪用电压互感器TV2包括三个电压互感器TV2a、TV2b、TV2c，互感器TV2a、TV2b、TV2c结构相同，都具有两个线圈W1、W3，其中W1为输入线圈，W3构成三相整流稳压电源，并设置三组R1、R2构成的电阻分压器，三组R1、R2电阻接成Y0，其中性点O和TV2线圈W2的中性点相连，再和三相整流后的0V相连；三组R1、R2分压器的中心抽头，相对0V的电压作为三相测量电压分别送到电能计量芯片IC的ua、ub、uc的端子，两个仪用电流互感器结构相同，都具有两个线圈K1、K2，其中K1为输入线圈，K2为测量线圈，K2的二次电流在二次负载电阻上形成电压，它和二次电流成正比，它们的两个二次电压分别经A1，A3跟随器分别经电阻r送到电能计量芯片IC的ia、ic的端子，并将A1、A3跟随器的输出加到加法器A2上，以获得和IB＝-(IA+IC)成正比的电压，再经电阻r送到电能计量芯片IC的ib端子，从而得到三元件的三个电流。
全文摘要
本发明公开了一种三相三元件反窃电方法及三相三元件反窃电电度表。本发明的三相三元件反窃电电度表采用三个功率元件分相计算并按绝对值和求三相总有功电度；对三相三线供电工况，采用人工中性点或滤去零序电压法，以获得三个相电压，以两相电流之和获得反向第三相电流；反窃电有四重窃电判据即，失压、相序反倾、电流短路疑点、三相失压时间累计；异常时启动三相电流和“安时”积分，和异常期内本表电度累计，以视在功率进行追补电量计算，合理。可对电流二次回路短接窃电能够提供疑点，以便提醒供电部门进行检查核对。对三相完全失压工况，能记录三相失压累计时间，并记录失压时刻X年X月X日，作为三相失压追补电量的法律依据。
文档编号G01R21/06GK1529174SQ200310107989
公开日2004年9月15日 申请日期2003年10月17日 优先权日2003年10月17日
发明者张旭俊 申请人:江西科晨高新技术发展有限公司