一种有三相交流不平衡电流与漏电流检测及蓝牙控制功能的电能表的制作方法

1.本实用新型涉及电能表领域，更具体地，涉及一种有三相交流不平衡电流与漏电流检测及蓝牙控制功能的电能表。


背景技术：

2.随着工业生产和人民生活水平需求的不断提高，以及科学技术的发展与进步，智能电能表的重要性在智能电网中日益突显，且发展种类越来越多，各种通信手段目前也层出不穷。我们国家的低压电网常采用三相四线制供电，但由于低压电网存在单相负载，不可避免会产生三相负载的不平衡，三相负载电流的不平衡会带来一系列的危害后果，比如负载不平衡不仅会造成零线产生电流，也会造成相线和零线都产生线损。
3.上述问题已成为行业急需解决的难题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对上述的问题，提出一种有三相交流不平衡电流与漏电流检测及蓝牙控制功能的电能表，不仅可以解决三相电能表在现场运行过程中出现的三相负载电流的不平衡和漏电流的问题，还能利用蓝牙模块进行信息传输。
5.本实用新型的技术方案是：
6.本实用新型提供一种有三相交流不平衡电流与漏电流检测及蓝牙控制功能的电能表，包括电流互感器、不平衡比较电路、漏电流检测电路、微处理器管理模块、零线电流采样锰铜电阻、蓝牙模块和继电器控制模块，所述电流互感器的输入端与三相三线连接，电流互感器的输出端与不平衡比较电路以及漏电流检测电路的输入端相应连接；所述零线电流采样锰铜电阻的输入端与零线连接，零线电流采样锰铜电阻的输出端也连接漏电流检测电路的输入端；所述不平衡比较电路以及漏电流检测电路的输出端分别连接微处理器管理模块的输入端，微处理器管理模块的输出端与蓝牙模块以及继电器控制模块连接。
7.优选该电能表还包括电源模块、按键和液晶显示模块以及数据存储模块，所述按键和液晶显示模块以及数据存储模块分别与微处理器管理模块连接。
8.优选所述蓝牙模块无线连接有蓝牙断路器，蓝牙断路器用于控制负载交流电压的输出。
9.优选所述漏电流检测电路包括电阻r1
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r8、运算放大器u1
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u4、二极管d1、电容c1，所述电阻r1和电容c1并联，并联的两个连接点分别作为漏电流检测电路的两个输入口in1、in2，与电流互感器的输出端相连，电阻r2和r3的一端分别连接电阻r1的两端，电阻r3的另一端和运算放大器u1的反相输入端连接，电阻r2的另一端和运算放大器u1的同相输入端连接，电阻r3与运算放大器u1的连接点接电阻r4的一端，电阻r4的另一端和运算放大器u1输出端连接，所述运算放大器u1输出端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端和运算放大器u3的反相输入端连接，运算放大器u3的同相输入端与电阻r8串联接地；运算放大器u3的输
出端和二极管d1的阳极连接，二极管d1的阴极与运算放大器u3的反相输入端以及运算放大器u2的同相输入端连接；运算放大器u2的反相输入端串联电阻r5接运算放大器u1的输出端，电阻r7的一端和运算放大器u2的反相输入端连接，电阻r7的另一端和运算放大器u2的输出端连接，电阻r7和运算放大器u2的连接点接运算放大器u4的同相输入端，运算放大器u4的反相输入端和输出端相互连接，运算放大器u4的输出端作为输出口out。
10.优选所述不平衡比较电路图包括运算放大器u5
‑
u8、电阻r9
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r22、比较器，所述运算放大器u5的反相输入端和电阻r11串联在三相中的ic线上，运算放大器u5的同相输入端和电阻r12串联接地，电阻r13的一端和电阻r9的一端、电阻r10的一端以及运算放大器u5的同相输入端连接，电阻r9和电阻r10的另一端分别对应连接在三相中的ia以及ib线上，电阻r13的另一端和运算放大器u5的输出端以及电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端和电阻r22串联接地，并与运算放大器u6的同相输入端连接；所述比较器的输入端与三相三线ia、ib以及ic连接，比较器的输出端和电阻r15串联在运算放大器u6的反相输入端上，电阻r16的一端和运算放大器u6的反相输入端连接，电阻r16的另一端与运算放大器u6的输出端以及电阻r17的一端连接，电阻r17的另一端与运算放大器u7的反相输入端连接，运算放大器u7的同相输入端串联电阻r18接地，运算放大器u7的输出端和电阻r20的一端连接，电阻r20的另一端与运算放大器u8的反相输入端、运算放大器u8的输出端以及电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端连接在运算放大器u7的反相输入端上，运算放大器u8的同相输入端串联电阻r21连接在运算放大器u5的输出端上，运算放大器u8的输出端作为输出口out。
11.本实用新型的有益效果：
12.1.本实用新型利用蓝牙模块进行组网和链接，将电能表检测的电网或用电异常信息传递至远端，传输十分便捷。
13.2.本实用新型通过电流互感器、不平衡比较电路以及漏电流检测电路的采样结果进行调控，实时监测电网以及用户侧的用电情况，在不影响电能表原有计量功能的情况下，能够检测出相线电流的不平衡度以及产生的漏电流的大小发送至微处理器，供用户判断是否超过阈值，用户可以通过蓝牙模块及时控制断路器断开负载，避免故障扩大，便于电力工程维修人员现场进行检查和排除故障。
14.3.本实用新型具有安装便利、成本可控以及便于推广的优点。
15.本实用新型的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.通过结合附图对本实用新型示例性实施方式进行更详细的描述，本实用新型的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本实用新型示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
17.图1示出了本实用新型的连接框图。
18.图2示出了本实用新型的漏电流检测电路与互感器连接图。
19.图3示出了本实用新型的不平衡比较电路图。
具体实施方式
20.下面将参照附图更详细地描述本实用新型的优选实施方式。虽然附图中显示了本
实用新型的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本实用新型而不应被这里阐述的实施方式所限制。
21.实施例1
22.如图1至图3所示，一种有三相交流不平衡电流与漏电流检测及蓝牙控制功能的电能表，包括电流互感器、不平衡比较电路、漏电流检测电路、微处理器管理模块、零线电流采样锰铜电阻、蓝牙模块和继电器控制模块，所述电流互感器的输入端与三相三线连接，电流互感器的输出端与不平衡比较电路以及漏电流检测电路的输入端相应连接；所述零线电流采样锰铜电阻的输入端与零线连接，零线电流采样锰铜电阻的输出端也连接漏电流检测电路的输入端；所述不平衡比较电路以及漏电流检测电路的输出端分别连接微处理器管理模块的输入端，微处理器管理模块的输出端与蓝牙模块以及继电器控制模块连接。蓝牙模块无线连接有蓝牙断路器，蓝牙断路器用于控制负载交流电压的输出。该电能表还包括电源模块、按键和液晶显示模块以及数据存储模块，所述按键和液晶显示模块以及数据存储模块分别与微处理器管理模块连接。
23.在本实施方式中，漏电流检测电路包括电阻r1
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r8、运算放大器u1
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u4、二极管d1、电容c1，所述电阻r1和电容c1并联，并联的两个连接点分别作为漏电流检测电路的两个输入口in1、in2，与电流互感器的输出端相连，电阻r2和r3的一端分别连接电阻r1的两端，电阻r3的另一端和运算放大器u1的反相输入端连接，电阻r2的另一端和运算放大器u1的同相输入端连接，电阻r3与运算放大器u1的连接点接电阻r4的一端，电阻r4的另一端和运算放大器u1输出端连接，所述运算放大器u1输出端与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端和运算放大器u3的反相输入端连接，运算放大器u3的同相输入端与电阻r8串联接地；运算放大器u3的输出端和二极管d1的阳极连接，二极管d1的阴极与运算放大器u3的反相输入端以及运算放大器u2的同相输入端连接；运算放大器u2的反相输入端串联电阻r5接运算放大器u1的输出端，电阻r7的一端和运算放大器u2的反相输入端连接，电阻r7的另一端和运算放大器u2的输出端连接，电阻r7和运算放大器u2的连接点接运算放大器u4的同相输入端，运算放大器u4的反相输入端和输出端相互连接，运算放大器u4的输出端作为输出口out。
24.在本实施方式中，不平衡比较电路图包括运算放大器u5
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u8、电阻r9
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r22、比较器，所述运算放大器u5的反相输入端和电阻r11串联在三相中的ic线上，运算放大器u5的同相输入端和电阻r12串联接地，电阻r13的一端和电阻r9的一端、电阻r10的一端以及运算放大器u5的同相输入端连接，电阻r9和电阻r10的另一端分别对应连接在三相中的ia以及ib线上，电阻r13的另一端和运算放大器u5的输出端以及电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端和电阻r22串联接地，并与运算放大器u6的同相输入端连接；所述比较器的输入端与三相三线ia、ib以及ic连接，比较器的输出端和电阻r15串联在运算放大器u6的反相输入端上，电阻r16的一端和运算放大器u6的反相输入端连接，电阻r16的另一端与运算放大器u6的输出端以及电阻r17的一端连接，电阻r17的另一端与运算放大器u7的反相输入端连接，运算放大器u7的同相输入端串联电阻r18接地，运算放大器u7的输出端和电阻r20的一端连接，电阻r20的另一端与运算放大器u8的反相输入端、运算放大器u8的输出端以及电阻r19的一端连接，电阻r19的另一端连接在运算放大器u7的反相输入端上，运算放大器u8的同相输入端串联电阻r21连接在运算放大器u5的输出端上，运算放大器u8的输出端作为输出口out。
25.工作原理如下：
26.如图1所示，本实用新型的电流互感器、零线电流采样锰铜电阻、不平衡比较电路以及漏电流检测电路采样电路中的漏电流和三相电流的不平衡度，将采样的电流不平衡度和漏电流的大小发送至微处理器，用户判断该结果是否超过数据存储模块中预置的三相电流的不平衡度以及漏电流的阀值，若用户判断结果为电路中存在漏电流或三相电流不平衡，操作微处理器管理模块通过蓝牙模块实时输出相关报警信息，并在按键和液晶显示模块进行显示提示，按键功能供用户进行各项参数的检查和操作，漏电流的检测报警可以防止用电设备的绝缘破坏带来的安全隐患。当用户判断比较结果为漏电流或电流不平衡度十分严重，用户通过蓝牙模块可以控制外部的蓝牙断路器断开负载，用户也能通过与微处理器连接的继电器控制模块控制输出，防止负载异常引起故障的扩大，保障人员的安全。
27.以上已经描述了本实用新型的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。