淺談單相預付費電能表的功能及其在預付費系統(tǒng)中的應(yīng)用

時間：2021-04-29作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：53

朱鹍

安科瑞電氣股份有限公司  上海嘉定  201801

 

摘要：本文詳細的介紹預付費電子電能表用途、特點、適應(yīng)范圍、結(jié)構(gòu)、原理及其性能。

關(guān)鍵詞：預付費電子電能表，原理，性能

 

0 引言

鐵路電力計量是鐵路電力管理工作的重要內(nèi)容。隨著時代的發(fā)展和科技的進步，有著諸多缺點的機械電磁式電度表逐步在被淘汰，新型的預付費電子電能表被大量的推廣和使用。在現(xiàn)階段在鐵路電力計量中使用廣泛是單相預付費電子電能表。單相預付費電子電能表是在普通單相電子式電能表基礎(chǔ)上增加了微處理器、IC卡接口和表內(nèi)跳閘繼電器構(gòu)成的。它通過IC卡進行電能表電量數(shù)據(jù)以及預購電費數(shù)據(jù)的傳輸，通過繼電器自動實現(xiàn)欠費跳閘功能，為解決抄表收費問題提供了有效的手段。

 

1 用途、特點和適應(yīng)范圍

應(yīng)用計算機管理，先購電后用電；在額定電流范圍內(nèi)能限制上限使用功率(由供電部

門限定)；一表一卡，?？?*，失卡不失電，補卡再用；電卡能雙向傳遞數(shù)據(jù)；能自動斷電告**戶購電；電量為零時，自動拉閘斷電；并具有一定的防竊電軟件設(shè)計等。預付費電子式電能表適用于頻率為50Hz或60Hz有功電能計量，安裝于室內(nèi)或室外表箱內(nèi)使用。適用于環(huán)境溫度為10-50，相對濕度不過85，且周圍空氣中不應(yīng)有腐蝕性氣體，避免塵砂、鹽霧、凝露等影響。

 

2 基本原理

電能表由分壓器**電壓采樣信號，分流器**電流采樣信號，經(jīng)乘法器得到電壓電

流乘積信號，再經(jīng)頻率變換產(chǎn)生一個頻率與電壓電流乘積成正比的計數(shù)脈沖，通過分頻，驅(qū)

動步進電機計量電度。工作原理圖如下。

 

 

3 IC卡技術(shù)

在預付費電能表中IC卡技術(shù)是一個關(guān)鍵技術(shù)。IC卡是集成電路卡（Intergrated CircuitGard）的簡稱。它將集成電路鑲在塑料卡片上。它與磁卡比較有接口電路簡單、保密性好、不易損壞、存儲容量大、壽命長等特點。IC卡中的芯片分為不揮發(fā)的存儲器（也稱存儲卡）、保護邏輯電路（也稱加密卡）和微處理單元（也稱CPU卡）三種。在電能表上使用的卡，這三種都有，接口往往采用串行方式的接觸式卡。下面對各種卡的構(gòu)成特點及使用特點作簡單介紹。

3.1存儲卡

大量使用的存儲卡中，可以分為以下3種。（1）只讀型。數(shù)據(jù)一次性寫入存儲器不可改，往往由ROM或PROM存儲器構(gòu)成，其價格非常低廉，但數(shù)據(jù)內(nèi)容不可改變，適用于游戲卡、特定標識卡等。

（2）計數(shù)型。芯片采用熔絲式的電路或存儲單元鎖死的電路，單元初始狀態(tài)為1（未

熔斷或未鎖死），當需要改寫時，把相關(guān)單元熔絲燒斷，單元狀態(tài)變?yōu)?/span>0。計數(shù)卡簡單可靠，

數(shù)據(jù)內(nèi)容不可改寫，有很高的安全性，成本也較低；缺點是卡不可以改寫，不能重復充值使

用。它適用于電話卡、加油收費卡等。

（3）充值型。芯片采用電可擦除的存儲電路，可以重復改寫多次（一般為1萬次以上），

數(shù)據(jù)保持時間一般大于10年。它適用于卡的數(shù)據(jù)需要反復改寫的場合，如收費卡、公路卡

等。

3.2加密卡

加密卡由電可擦除存儲單元和密碼控制邏輯單元構(gòu)成，對于存儲區(qū)數(shù)據(jù)的讀寫受到邏

輯單元的控制不能任意進行，需要先核對密碼后才可以操作，否則卡將被鎖死。這樣可以大大提高卡的安全保密性能。

加密卡中分主存儲區(qū)、保護存儲區(qū)、加密存儲區(qū)三部分。其中主存儲區(qū)數(shù)據(jù)可以任意讀寫。保護存儲區(qū)數(shù)據(jù)可以任意讀出，但改寫需要先送“檢驗字”，芯片將檢驗字與存在加密存儲區(qū)的密碼比較，當檢驗結(jié)果一致時，控制邏輯打開存儲器，可以進行寫入。檢驗字比較次數(shù)限定4次，如果連續(xù)4次檢驗出錯，芯片將鎖死，整個芯片只能讀出，不能再使用。加密存儲區(qū)為存放密碼和比較計數(shù)值的區(qū)域，此區(qū)域在校驗字未比較成功前不能讀寫。

3.3 CPU卡

在卡上集成了存儲器及微處理器。由于有了微處理器，CPU卡可以進行各種較為復雜的運算，而且從總線上直接進行檢驗字比較變?yōu)殚g接的卡的認證和識別，排除了從總線上破

譯密碼的可能，安全性能有了很大提高。目前CPU卡已在金融卡中廣泛使用。IEC7S16**標準中，對CPU卡的結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)接口都有規(guī)定。

 

4 主要功能

（1）計量功能。計量有功電量，有功正向有功十反向有功。

（2）功率脈沖輸出。脈沖寬度80±5ms，空觸點輸出，同時有脈沖LED指示。

（3）負荷控制。具有功率自動斷電的負荷控制功能，可以設(shè)置功率限額以及允許次

數(shù)，當平均功率大于限額后，電能表跳閘并顯示當時的功率。使用用戶購電卡插入電能表可

以恢復供電。但當功率跳閘次數(shù)過設(shè)定的允許次數(shù)時，電能表將不可恢復供電，只有使

用了參數(shù)設(shè)置卡改變了功率限額后，才恢復供電。

（4）防竊電功能。具有自動檢測短接電流回路的防竊電功能，當短接進出線時，電能

表顯示“O”并且記錄竊電次數(shù)。

（5）顯示。LCD顯示可以設(shè)置自動及手動（按鈕切換）方式顯示如下幾項數(shù)據(jù)：01：有功總電量；02：剩余電費；03：費率；04：剩余電費報警限額；05：功率限額；06：允許過載跳閘次數(shù)；07：電能表常數(shù)；08：電能表編號。

（6）報警顯示。當電能表自檢出現(xiàn)故障時，顯示：E1X X X X X——存儲器故障；E2X X X X X——繼電器故障；E3X X X XX——時鐘故障。

（7）預付費功能。使用購電卡可購電量送入電能表，電能表按設(shè)定的費率遞減，當剩

余電費小于設(shè)定的報警門**，電能表跳閘，提醒用戶去購電；此時插入購電卡可以恢復供

電。當剩余電費小于0后，電能表將跳閘，直到購電后才恢復供電。

 

5 安科瑞單相預付費電能表在遠程預付費系統(tǒng)中的應(yīng)用

5.1系統(tǒng)簡介

系統(tǒng)為B/S架構(gòu)，主要包括**管理網(wǎng)站和后臺集抄服務(wù)，配合公司的預付費電表DDSY1352和DTSY1352系列以及多用戶計量箱ADF300L系列，實現(xiàn)電能計量和電費管理等功能。

作者簡介：

朱鹍，女，就職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向為企業(yè)能源管控



安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司專注于變電所運維云平臺,安全用電管理云平臺,環(huán)保用電監(jiān)管云平臺等, 歡迎致電 15000353138

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