帶電更換電能表的電量追補裝置的製作方法

2023-04-23 02:30:46

專利名稱：帶電更換電能表的電量追補裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電能計量領域，尤其是一種帶電更換電能表的電量追補裝置。
背景技術：
電能表更換是裝表班人員所從事的最頻繁的工作，不論是三相三線還是三相四線，只要是帶電流互感器的計量裝置，二次迴路都是要加裝接線盒的。現場換表時可以不需要停一次設備進行帶負荷換表，在進行換表操作時，工作人員將接線盒內的每相電流搭板閉合、電壓搭板斷開，使表尾已無電壓和電流後，就可進行換表工作。由於在閉合接線盒內的電流搭板、斷開電壓搭板後，直至裝上新表後恢復正常這段時間內，用戶用電是不計量 的，因此就涉及到了《電能計量工作標準》上提到的甩表電量問題。根據規程要求，工作人員在換表結束後，要對這段時間內的甩表電量進行追補，但是，在實際工作中，由於根本無法做到準確計量這段時間的電量，只能通過人工進行測量和計算，並且存在很大的誤差，所以很多用電客戶對計算出的追補電量並不認可，導致這部分電量很難追補進來，因此在實際工作中經常將這部分電量就忽略不計了，從而影響了電力企業和用電客戶合理、公正的用電交易。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種帶電更換電能表的電量追補裝置，解決了帶負荷換表期間電量計量的問題，保證了電力計量的時間和電量的精度。本實用新型解決其技術問題是採取以下技術方案實現的一種帶電更換電能表的電量追補裝置，包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次連接在一起。而且，所述的電源電路由供電電路和電源轉換電路連接構成，電源轉換電路的輸出端分別與A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接為各部分電路供電。而且，所述的供電電路為開關電源供電電路、電源適配器供電電路、後備電池供電電路的其中一種或者它們的組合。而且，所述的開關電源供電電路與電能表A相電壓及N線相連接，開關電源供電電路與電源轉換電路相連接為各部分電路供電；所述的電源適配器電路與外部220V交流電源相連接，該電源適配器的一輸出端與電源轉換電路相連接為各部分電路供電，另一輸出端通過充電控制模塊對後備電池進行充電；所述的後備電池供電電路包括後備電池和充電控制模塊，後備電池輸出端與電源轉換電路相連接為各部分電路供電，輸入端與充電控制模塊相連接通過電源電源適配器為其充電。而且，所述的模擬通道電路包括六路電流模擬輸入通道和三路交流電壓模擬輸入通道，該六路電流模擬輸入通道包括與電能表接線盒上端相連接的三路檢測通道和與電能表接線盒下端相連接的三路計量通道；該三路交流電壓模擬輸入通道與電能表接線盒的三相電壓及N相相連接，並由精密電阻分壓轉換成為電壓信號。而且，所述的A/D轉換模塊的輸入端與三路電壓信號及六路電流信號按差分方式相連接，該A/D轉換模塊的輸出端與計量處理器的高速SPI接口相連接。而且，計量處理器電路包括單片機和計量輸入輸出模塊，該單片機通過SPI接口與A/D轉換模塊相連接，通過並口與主控制器電路相連接，通過I/O接口與計量輸入輸出模塊相連接，計量輸入輸出模塊輸出標準電能脈衝。而且，所述的計量輸入輸出模塊由光電隔離器件構成。而且，所述的主控制器電路包括微處理器、鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊，微處理器通過並口與計量處理器電路相連接，通過I/o接口與鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊相連接。而且，所述的主控輸入輸出模塊由光電隔離器件構成。本實用新型的優點和積極效果是I、本電能追補裝置結合微處理器技術和數位訊號處理技術並採用直接交流採樣實現在線進行甩表電量的準確計量功能，其作為一種全數位化、多功能、高精度、智能化的多參數工頻測量裝置，為工作人員對甩表電量的追補提供技術支持和保障，為電力部門和用電客戶提供換表期間用電計量提供客觀公正的依據，同時保證了電力部門和用電客戶的利益。2、本電能追補裝置通過自動啟動和關閉電量計量的方式，提高了帶負荷換表期間電量計量的精度，從斷開任何一相二次電流開始計量，恢復接通二次電流時停止計量，並且各相之間獨立計量，互不幹擾，實現帶負荷換表期間電量計量的自動啟動和停止，減少人為操作的步驟，有效降低人工啟動和停止的操作誤差，保證了電力計量的時間和電量的精度。3、本電能追補裝置通過直接交流採樣實現電流、電壓、功率因數和頻率等工頻電參數測量自動測量功能，並可以採用向量圖的形式顯示相位關係和角度，為換表人員檢查、了解電能計量裝置接線是否正確提供直觀的參考，確保了在計量裝置接線正確的前提下實現甩表電量的追補。4、本電能追補裝置採用雙控制晶片實現計量和主控分別控制，提高了採樣速率及靈敏度。5、本電能追補裝置的主控制器輸出接口可將測量結果在現場直接列印出來，由用戶進行籤字確認，也可將測量數據上傳至PC機，或形成列印報告存檔。6、本電能追補裝置的計量輸出埠可以輸出脈衝信號，供標準表檢定儀器精度，5A鉗表脈衝常數為3600imp/kWh。7、本電能追補裝置採用多種電源供電方式，保證了多種場合的正常使用。8、本實用新型設計合理，能夠為工作人員在不停電進行帶負荷換表時準確記錄換表期間的甩表電量，實現了測試結果的瀏覽、查詢、報表和列印功能，可廣泛用於各種電壓等級的配有電流互感器的三相三線與三相四線電能表場合，有效地避免了企業電量的損失，保證了電力企業和用電客戶合理、公正的用電交易。

[0024]圖I為本實用新型的電路框圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型實施例做進一步詳述一種帶電更換電能表的電量追補裝置，如圖I所示，包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次連接在一起，下面對各部分電路分別進行說明電源電路包括開關電源供電電路、電源適配器供電電路、後備電池供電電路和電源轉換電路。開關電源供電電路與電能表A相電壓及N線相連接，由A相電壓提供交的流輸入電源(Ua、N)供電，即米用借電方式供電，其輸入電壓寬範圍為45V 450V,開關電源供 電電路與電源轉換電路相連接為各部分電路供電。電源適配器電路與外部220V交流電源相連接，由外部220V交流電源供電，該電源適配器的一輸出端與電源轉換電路相連接為各部分電路供電，另一輸出端通過充電控制模塊對後備電池進行充電。後備電池供電電路包括後備電池和充電控制模塊，後備電池輸出端與電源轉換電路相連接為各部分電路供電，輸入端與充電控制模塊相連接通過電源電源適配器為其充電。通過多種電源供電方式，保證了本實用新型可以在多種場合均能正常使用。模擬通道電路包括六路電流模擬輸入通道和三路交流電壓模擬輸入通道。六路電流模擬輸入通道包括三路檢測通道和三路計量通道，其中，左側三路電流(IA、IB、IC)為檢測通道，右側三路電流(la、lb、Ic)為計量通道，實際接入電路時，左側對應的三路檢測電流採樣鉗按A、B、C分別接入電能表接線盒上端，右側對應的三路計量電流採樣鉗按a、b、c分別接入電能表接線盒下端。三路交流電壓模擬輸入通道與電能表接線盒的三相電壓及N相(Ua、Ub、Uc、N)相連接，由精密電阻分壓轉換成為電壓信號。模擬通道輸出的六路電流信號和三路電壓信號與A/D轉換模塊相連接。A/D轉換模塊將三路電壓信號及六路電流信號按差分方式相連接，A/D轉換模塊在計量處理器控制下，將接收到的模擬量電壓信號和電流信號轉換為數位訊號，並將轉換結果通過高速SPI接口輸入給計量處理器。計量處理器電路包括單片機和計量輸入輸出模塊，該單片機通過SPI接口與A/D轉換模塊相連接，通過並口與主控制器電路相連接，通過I/o接口與計量輸入輸出模塊相連接。單片機對A/d轉換模塊高速採樣處理後的數字信息進行高速運算、加工處理並經過系統綜合分析後，計算各種電參量信息，通過並口將其傳輸給主控處理器，同時計量處理器通過計量輸入輸出模塊輸出標準電能脈衝，該計量輸入輸出模塊採用光電隔離輸出電路輸出脈衝信號，供標準表檢定儀器精度，5A鉗表脈衝常數為3600imp/kWh。主控制器電路包括微處理器、鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊，微處理器通過並口與計量處理器電路相連接，通過I/o接口與鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊相連接。微處理器通過鍵盤接口實現人機對話，並將測量數據存入存儲器中，該存儲器採用非易失性存儲器能保存200組測量數據，並可通過鍵盤查閱已保存的數據組及向量圖；液晶顯示屏採用5. 7寸大屏幕彩色液晶顯示器，能夠使用漢字顯示裝置的工作狀態和測試參數，並可同屏顯示三相電壓、電流、相位關係及向量圖，多種相位關係顯示及向量圖分色顯示更為直觀；該主控輸入輸出模塊由光電隔離器件構成，通過主控輸入輸出模塊可以與計算機或印表機連接進行數據交換或列印輸出。本實用新型的使用方法及工作原理是在電能表接線盒的上端和下端的二次電流線分別接入電流採樣鉗，由於在電能表更換期間，接線盒下端的電流二次線始終有電流流過，而接線盒上端的電流二次線在換表操作之前有電流流過，換表期間(接線盒內電流搭板閉合後)無電流流過，在換表操作結束以後(接線盒內電流搭板打開後)接線盒上端的電流二次線重新有電流流過，因此通過比較接線盒上端和下端的電流差值，能夠識別電能表更換過程的狀態，從而能夠自動啟動和關閉電量計量。當電流搭板閉合時，上下兩個採樣鉗的電流出現差值，裝置啟動該相記錄電量，當電流搭板斷開時，上下兩個採樣鉗的電流相 同，裝置停止該相記錄電量，當兩相(三相三線la、Ic)或三相(三相四線Ia、Ib、Ic)電流搭板都斷開時，電量計量採樣結束，實現了對甩表電量進行自動啟動和關閉計量的功能，能夠準確記錄帶負荷換表期間的甩表電量、起始時間、結束時間和累計時間，實現測試結果的瀏覽、查詢、報表和列印功能。需要強調的是，本實用新型所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本實用新型並不限於具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領域技術人員根據本實用新型的技術方案得出的其他實施方式，同樣屬於本實用新型保護的範圍。
權利要求1.一種帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次連接在一起。
2.根據權利要求I所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的電源電路由供電電路和電源轉換電路連接構成，電源轉換電路的輸出端分別與A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接為各部分電路供電。
3.根據權利要求I所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的供電電路為開關電源供電電路、電源適配器供電電路、後備電池供電電路的其中ー種或者它們的組合。
4.根據權利要求3所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的開關電源供電電路與電能表A相電壓及N線相連接，開關電源供電電路與電源轉換電路相連接為各部分電路供電；所述的電源適配器電路與外部220V交流電源相連接，該電源適配器的ー輸出端與電源轉換電路相連接為各部分電路供電，另ー輸出端通過充電控制模塊對後備電池進行充電；所述的後備電池供電電路包括後備電池和充電控制模塊，後備電池輸出端與電源轉換電路相連接為各部分電路供電，輸入端與充電控制模塊相連接通過電源電源適配器為其充電。
5.根據權利要求I所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的模擬通道電路包括六路電流模擬輸入通道和三路交流電壓模擬輸入通道，該六路電流模擬輸入通道包括與電能表接線盒上端相連接的三路檢測通道和與電能表接線盒下端相連接的三路計量通道；該三路交流電壓模擬輸入通道與電能表接線盒的三相電壓及N相相連接，並由精密電阻分壓轉換成為電壓信號。
6.根據權利要求I所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的A/D轉換模塊的輸入端與三路電壓信號及六路電流信號按差分方式相連接，該A/D轉換模塊的輸出端與計量處理器的高速SPI接ロ相連接。
7.根據權利要求I所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於計量處理器電路包括單片機和計量輸入輸出模塊，該單片機通過SPI接ロ與A/D轉換模塊相連接，通過並ロ與主控制器電路相連接，通過I/O接ロ與計量輸入輸出模塊相連接，計量輸入輸出模塊輸出標準電能脈衝。
8.根據權利要求7所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的計量輸入輸出模塊由光電隔離器件構成。
9.根據權利要求I所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的主控制器電路包括微處理器、鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊，微處理器通過並ロ與計量處理器電路相連接，通過I/o接ロ與鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊相連接。
10.根據權利要求9所述的帶電更換電能表的電量追補裝置，其特徵在於所述的主控輸入輸出模塊由光電隔離器件構成。
專利摘要本實用新型涉及一種帶電更換電能表的電量追補裝置，其主要技術特點是包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、A/D轉換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次連接在一起。本實用新型設計合理，能夠為工作人員在不停電進行帶負荷換表時準確記錄換表期間的甩表電量，實現了測試結果的瀏覽、查詢、報表和列印功能，可廣泛用於各種電壓等級的配有電流互感器的三相三線與三相四線電能表場合，有效地避免了企業電量的損失，保證了電力企業和用電客戶合理、公正的用電交易。
文檔編號G01R11/17GK202372549SQ20112044461
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月11日 優先權日2011年11月11日
發明者傅興, 劉明輝, 孫斌, 張德虎, 張燕萍, 張玉玲, 王平, 耿芳, 解巖, 謝浩, 趙寶國, 郭海光, 陸振發, 陳安源 申請人:天津市電力公司