专利名称：电能计量设备和方法
技术领域：
本发明涉及电能计量设备，其包含-脉冲计量仪(pulsemeter)，每预定数量电能提供一个电脉冲或造成电路闭合一次(closing)；以及-通信模块，与所述脉冲计量仪连接，以便发送电能和/或消耗电能信息，所述通信模块包含接入与所述脉冲计量仪的连线的两个输入端。本发明还涉及电能计量方法。
背景技术：
已知电能计量设备包含使用校准脉冲发送电能信息的计量仪。因此，每个脉冲代表预定数量电能。该脉冲或者是电脉冲或者是电接触器(contact)闭合。该计量仪往往与通信模块相联系，以便远程发送有关消耗能量、累计能耗和/或电能的数据。该通信模块也可以发送附加信息，尤其所述模块附近的电装置提供的状态信息。 在这种情况下，该通信模块包含几个状态输入端。但是，几个输入端的存在造成通信电路的尺寸增大。
发明内容
本发明的目的是提供可以减少通信电路输入端的数量的电能计量设备和方法。在包含如下的按照本发明的电能计量设备中-脉冲计量仪，每预定数量电能提供一个电脉冲或造成电路闭合一次；以及-通信模块，与所述脉冲计量仪连接以便发送电能和/或消耗电能信息，所述通信模块包含接入与所述脉冲计量仪的连线的两个输入端，所述通信模块包含与所述输入端连接以便区分能量脉冲信息和与所述输入端连接的电装置的状态信息的鉴别部件。在一个优选实施例中，所述脉冲计量仪和所述电装置的状态接触器并联在所述通信模块的所述输入端上。所述通信模块有利地包含计算两个脉冲之间的平均能量的部件。所述通信模块优选地包含当超过没有脉冲的预定时段时计算低于前能量的估计中间能量的部件。所述通信模块优选地包含发送电能和/或消耗电能消息的部件，以便每隔一定间隔或当能量与前值相比具有大于预定值的偏差时发送所述消息。在一个特定实施例中，所述通信模块包含当所述输入端在比预定时间长的时段期间有效时发送所述电装置的状态消息的部件。按照本发明的计量电能的方法包含-监视接入脉冲或接触器闭合计量仪的连线和电装置的状态接触器的连线的通信模块的输入端；
-检测所述脉冲计量仪提供的脉冲，每个脉冲代表预定数量电能；-通过通信模块发送电能和/或消耗电能信息；以及-进行鉴别以便区分能量脉冲信息和与所述通信模块输入端连接的电装置的状态
fn息ο所述方法有利地包含计算两个脉冲之间的平均能量。所述方法优选地包含当超过没有脉冲的预定时段时计算低于前能量的估计中间
能量°所述方法优选地包含发送电能和/或消耗电能消息，以便每隔一定间隔或当能量与前值相比具有大于预定值的偏差时发送所述消息。在一个优选实施例中，所述方法包含当所述输入端在比预定时间长的时段内有效时发送所述电装置的状态消息。
其它优点和特征可以从仅仅为了非限制性示范目的给出的和表示在附图中的本发明特定实施例的如下描述中明显看出，在附图中-图1代表含有按照本发明第一实施例的电能计量设备的装置的图形；-图2示出了按照本发明一个实施例的设备中电能计量仪提供给通信电路的脉冲
信号；-图3代表按照本发明一个实施例的设备中含有通信电路、电能计量仪和电装置的图形；-图4A、图4B和图4C示出了代表按照本发明一个实施例的设备和方法中的处理操作的信号；以及-图5代表照本发明一个实施例的电能计量方法的流程图。
具体实施例方式含有电能计量设备的装置的图形表示在图1中。像输入断路器那样的电装置1与供电干线2串联。电计量仪3也与干线2和电装置1串联。从而，电能计量依赖于流入电线2中的电流。在计量仪和断路器的负载侧，干线供电给受断路器5保护和供电给负载6 的几条分馈电线4。该电能计量设备包含每预定数量电能提供一个电脉冲或造成电路闭合一次的脉冲计量仪3。该计量仪的输出端7用在每个脉冲上闭合电路的打开晶体管输出端表示。该计量设备还包含与所述脉冲计量仪连接以便发送(9)电能和/或消耗电能信息的通信模块 8，所述模块包含接入与所述脉冲计量仪3的连线的两个输入端10。按照本发明的一个实施例，通信模块8包含鉴别模块11，该鉴别模块11与所述输入端10连接，以便区分能量脉冲信息和也与所述输入端连接的电装置1的状态信息的。电装置的状态经由与该装置的机构相联系的辅助状态接触器12提供。所述辅助接触器具有在断路器的情况下基于打开、闭合或跳闸状态的一个或多个位置。脉冲计量仪3和电装置的状态接触器12并联在通信模块输入端10上。当在比最大脉冲持续时间长的预定时段期间激活输入端时，该鉴别模块检测状态信息。例如，如果脉冲持续20ms (毫秒)，预定状态测试时段可以是300ms。因此，当输入端在比预定时间段长的时段期间有效时，通信模块发送所述电装置的状态消息。通信模块还包含计算累计能耗尤其能量的处理模块13，以及发送信息的发送器。图2示出了电能计量仪提供给通信电路的脉冲信号15。脉冲的状态1对应于有效状态和计量仪输出端7的闭合。在每个脉冲上，累计能量值肚增加预定值En，并且可以随在两个脉冲的开头之间经过的时间T而变地计算能量，即，P = En/T。图3代表按照本发明一个实施例的设备中含有通信电路8、电能计量仪3和电装置1以及它的辅助状态接触器12的图形。这些元件可以是排列在导轨形式的支架16上的模块化装置。计量仪3的输出端和辅助接触器12的输出端并联在通信模块8的输入端10 上。在这个图形中，通信模块8包含可充电或一次性电池17和全局通信处理电路18，全局通信处理电路18包含鉴别模块11、计算累计能量和能量的处理模块13、和发送器14的功能。电路18和电池连接在模块8的输入端10之间。图4A、图4B和图4C示出了按照本发明一个实施例的设备和方法中的处理值。图 4A示出了通信模块8的输入端10的状态。在第一时段20期间，输入端接收电能计量脉冲 15，而在从时间t5开始的第二时段21期间，状态信号22连续出现。图4B示出了代表像P =En/T那样的平均能量值的确定的曲线图23，T是两个相继脉冲之间的时段。当脉冲规则时，平均能量是常数，例如，在时段tl与t2之间。如果脉冲越来越远，则能量P像在时间t3 上那样减小。在两个脉冲之间的时间间隔变得太长或脉冲停止的情况下，当超过没有任何脉冲的预定时段时，通信模块计算低于前能量的估计中间能量值Pi。例如，在时间t4上，超过了没有脉冲的时段Tb，能量值P下降。图4C示出了通信模块8进行的消息发送M。因此，优选地每隔一定间隔或当能量与前值相比具有大于预定值的偏差时发送包含电能和/ 或消耗电能值的消息。消息25的发送也可以在发生特定事件时，尤其通过检测输入端10 上的状态接触器的闭合来触发。图5代表按照本发明一个实施例的电能计量方法的流程图。该方法包含监视接入接触器闭合脉冲计量仪3的连线和电装置1的状态接触器12的连线的通信模块8的输入端10的第一步骤30。步骤31进行鉴别以便区分能量脉冲信息和与所述通信模块输入端连接的电装置的状态信息。如果输入端10在比最大时段TM大的时段TA期间有效，那么在步骤32中检测所述接触器的状态。在脉冲的情况下，时段TA比TM短得多。在步骤33中，进行脉冲计量仪提供的脉冲的检测，每个脉冲代表预定数量电能。步骤34通过在每个脉冲上将前值增加预定值来计算累计能量肚。在步骤35中进行两个脉冲之间的平均能量Pn的计算。在这种情况下，能量Pn依赖于两个脉冲之间的时间。例如，如果脉冲出现在时间tn上和前脉冲出现在时间tn-Ι上， 则两个脉冲之间的平均能量的值是Pn = En/(tn-tn-l)，其中En是指定给每个脉冲的能量值。步骤36检验没有脉冲的时段是否超过最大监视时间Tb，以便不保持高能量值，而是使能量随着脉冲分开而减小。因此，如果超过时间Tb，步骤37就计算低于前能量Pn的估计中间能量Pi。步骤38监视电能和/或消耗电能消息的发送，以便当能量与前值相比具有大于预定值的偏差时发送该消息。步骤39监视电能和/或消耗电能消息的发送，以便每隔取决于脉冲的时间和/或取决于脉冲的预定数量的一定间隔发送该消息。步骤40进行电能和/或消耗电能消息的发送，尤其在通过步骤38或39的监视限定的条件下。在图5的流程图中，当所述输入端在比预定时间长的时间期间有效时，步骤40 还进行所述电装置的状态消息的发送。在上文所述的实施例中，电装置尤其指含有辅助接触器的断路器。但是，本发明还应用于包含能够与脉冲计量仪相联系的状态接触器的组件或任何类型的装置。
权利要求
1.一种电能计量设备，包含-脉冲计量仪(3)，每预定数量电能提供一个电脉冲(1 或造成电路闭合一次；以及-通信模块(8)，与所述脉冲计量仪C3)连接以便发送电能和/或消耗电能信息，所述通信模块(8)包含接入与所述脉冲计量仪的连线的两个输入端(10)，其特征在于，所述通信模块(8)包含与所述输入端(10)连接以便区分能量脉冲信息和与所述输入端(10)连接的电装置(1)的状态信息的鉴别部件(11，18，31)。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所述脉冲计量仪(3)和所述电装置(1)的状态接触器(1 并联在所述通信模块(8)的所述输入端(10)上。
3.按照权利要求1或2之一所述的设备，其特征在于，所述通信模块(8)包含计算两个脉冲(15)之间的平均能量(Pn, 23)的部件(13，35)。
4.按照权利要求1到3的任何一项所述的设备，其特征在于，所述通信模块(8)包含当超过没有脉冲的预定时间(Tb)时计算低于前能量的估计中间能量(Pi，23)的部件(13， 18，37)。
5.按照权利要求1到4的任何一项所述的设备，其特征在于，所述通信模块(8)包含发送电能和/或消耗电能消息的部件(14，18,40)，以便每隔一定间隔或当能量与前值相比具有大于预定值的偏差时发送消息。
6.按照权利要求1到5的任何一项所述的设备，其特征在于，所述通信模块(8)包含当所述输入端(10)在比预定时间(TM)长的时间(TA)期间有效时发送所述电装置⑴的状态消息的部件(14，18，40)。
7.一种计量电能的方法，其特征在于，它包含-监视(30)接入脉冲或接触器闭合计量仪(3)的连线和电装置⑴的状态接触器(12) 的连线的通信模块的输入端；-检测(3 所述脉冲计量仪( 提供的脉冲，每个脉冲(1 代表预定数量电能(En)；-通过通信模块发送04，40)电能和/或消耗电能信息；以及-进行鉴别(11，31)以便区分能量脉冲信息(15，20)和与所述通信模块⑶的所述输入端(10)连接的电装置的状态信息01，22)。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，它包含计算(35)两个脉冲(15)之间的平均能量。
9.按照权利要求7或8之一所述的方法，其特征在于，它包含当超过没有脉冲的预定时间时，计算低于前能量(Pn)的估计中间能量(Pi)。
10.按照权利要求7到9的任何一项所述的方法，其特征在于，它包含发送(38，39，40) 电能和/或消耗电能消息以便每隔一定间隔或当能量与前值相比具有大于预定值的偏差时发送所述消息。
11.按照权利要求7到10的任何一项所述的方法，其特征在于，它包含当所述输入端 (10)在比预定时间(TM)长的时间(TA)内有效时发送(32，40)所述电装置的状态消息。
全文摘要
电能计量设备包含每预定数量电能提供一个电脉冲(15)或造成电路闭合一次的脉冲计量仪(3)。通信模块(8)与所述脉冲计量仪(3)连接，以便发送电能和/或消耗电能信息。通信模块(8)的两个输入端(10)接入与脉冲计量仪的连线。所述通信模块(8)包含与输入端(10)连接，以便区分能量脉冲信息和与所述输入端(10)连接的电装置(1)的状态信息的鉴别部件(11，18，31)。电能计量方法包含区分能量脉冲信息(15，20)和与通信模块(8)的所述输入端(10)连接的电装置的状态信息(21，22)的鉴别步骤(11，31)。
文档编号G01R22/10GK102279315SQ201110159998
公开日2011年12月14日 申请日期2011年6月14日 优先权日2010年6月14日
发明者马克.布鲁尔 申请人:施耐德电器工业公司