電力計量裝置現場檢測儀的製作方法

2023-10-29 13:15:07

專利名稱：電力計量裝置現場檢測儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種現場檢測儀，尤其涉及一種電力計量裝置現場檢測儀。
背景技術：
電能計量是電力系統正常運行的安全保證，電能表作為測量某一段時間內發電機發的電能或負載，其應用已經滲透到國民經濟的各個領域。按結構原理劃分，電能表分為感應式和電子式兩大類。其中電子式電能表進一步可分為全電子式電能表和機電脈衝式電能表。感應式電能表採用電磁感應的原理把電壓、電流、相位轉變為磁力矩，推動鋁製圓盤轉動，網盤的軸(蝸杆)帶動齒輪驅動計度器的鼓輪轉動，轉動的過程即是時間晝夜累積的過程。儘管各類電能表功能各不相同，但其電能計量的基本原理卻是一樣的。電能計量是通 過對有功功率的測量得到的，負載上的瞬時功率等於負載兩端的瞬時電壓流與流過負載的瞬時電流的乘積。各類電力計量裝置在安裝使用前必須依據相應的檢測規定進行實驗室首檢，但在實際現場應用中，僅計量裝置本身準確並不一定能最終保證電力計量的準確。在實際運行過程中，由於計量方式的不合理、運行方式的改變、電壓互感器二次迴路電壓降過大、接線錯誤等原因，會造成計量誤差過大，電量損失嚴重。現場檢測儀能較直觀、簡便、迅速地檢查和判斷交流電力計量裝置是否工作在正常狀態，一旦發現交流電能表超差，即可及時予以調換，從而使用電單位在計量校準過程中免受停電所帶來的困擾。以往，如果需要對正在使用的交流電能表進行檢定或者校準時，必須將整個或部分用電區停電後拆下這些交流電能表，再送往法定計量校準的部門，這樣不僅操作繁瑣，而且會造成一定的經濟損失。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供了一種電力計量裝置現場檢測儀，其中，一次迴路電流採樣輸入模塊與第一片二次迴路電能計量晶片連接；二次迴路電流採樣輸入模塊及內置電流互感器通過繼電器與第一片二次迴路電能計量晶片連接；相電壓採樣輸入模塊分別與第一片二次迴路電能計量晶片及第二片二次迴路電能計量晶片連接；第一片二次迴路電能計量晶片和第二片二次迴路電能計量晶片均與脈衝信號整形模塊連接，光電採樣器通過反向器也與脈衝信號整形模塊連接；第一片二次迴路電能計量晶片、第二片二次迴路電能計量晶片、及脈衝信號整形模塊均與控制器相連接；另外，液晶顯示模塊、4X4矩陣鍵盤、印表機、存儲器模塊及時鐘模塊也均與控制器相連接；AD/DC開關電源模塊給DC/DC電源模塊提供電能，DC/DC電源模塊則為整個檢測儀提供電能。控制器優選採用單片機MSP430F149。第一片二次迴路電能計量晶片、第二片二次迴路電能計量晶片均優選採用電能計量晶片ADE7753。電能表現場檢測技術的應用，為周期性檢定運行中的電能表提供了方便，特別是一些生活區用表，數量大，又普遍存在線路多、雜、老化等問題，以及計量箱體安裝設計不當等原因，無法拆裝或拆裝繁雜，容易損傷電錶造成損失，也不利於檢測校準圈。合理而科學地運用現場檢測技術，可以免除以前繁瑣的操作過程，避免經濟損失，同時可以省時、高效地取得公正的計量數據，用於鑑定電能表，防止由於自然或人為因素造成電力資源的浪費。

圖I是電力計量裝置現場檢測儀系統總體組成框圖。
具體實施方式
圖I是電力計量裝置現場檢測儀系統總體組成框圖，一次迴路電流採樣輸入模塊I與第一片二次迴路電能計量晶片5連接；二次迴路電流採樣輸入模塊2及內置電流互感器3通過繼電器4與第一片二次迴路電能計量晶片5連接；相電壓採樣輸入模塊10分別與第一片二次迴路電能計量晶片5及第二片二次迴路電能計量晶片9連接；第一片二次迴路電能計量晶片5和第二片二次迴路電能計量晶片9均與脈衝信號整形模塊8連接，光電採 樣器6也通過反向器7與脈衝信號整形模塊8連接；第一片二次迴路電能計量晶片5、第二片二次迴路電能計量晶片9、及脈衝信號整形模塊8均與控制器11相連接；另外，液晶顯示模塊12、4X4矩陣鍵盤13、印表機14、存儲器模塊15及時鐘模塊16也均與控制器11相連接；AD/DC開關電源模塊17給DC/DC電源模塊18提供電能，DC/DC電源模塊18則為整個檢測儀提供電能。控制器11優選採用單片機MSP430F149。MSP430是德州公司開發的一類具有16位總線的帶FLASH的單片機。也可以採用Freescale公司的單片機MC9S12H128。第一片二次迴路電能計量晶片5、第二片二次迴路電能計量晶片9均優選採用電能計量晶片ADE7753。ADE7753是ADI公司的一款最新的功能先進數字電度表晶片，這是一種帶串行接口和脈衝輸出的高精度有功和視在能量計量的集成電路。本電力計量裝置現場檢測儀以MSP430F149為核心，採用2片電能計量晶片ADE7753同時對一次、二次迴路的電壓電流輸入進行測量。米用光電米樣器弓I入電能表脈衝信號，通過脈衝整形模塊對採樣脈衝信號和ADE7753輸出脈衝進行整形，然後傳送給單片機進行數據比較；繼電器實現一次、二次迴路電流採樣輸入的切換；ADE7753實現電壓電流信號的採樣輸入、功率計算以及脈衝輸出；單片機MSP430F149實現整體控制功能，包括輸入輸出、信號比較等等；電源模塊為整個系統供電；時鐘模塊實現數據記錄功能。工作原理是，首先應將電流鉗分別夾在被測負載的一次、二次電流迴路。根據被測電能表的不同及測量環境條件的限制，可選取自動方式和手動方式進行檢測。在自動檢測方式下,如電能表為機械式則可通過光電米樣器扣在電錶上,將光電對準電度錶轉盤，調至正常採樣，這時輸入檢測儀的是光電採樣器的脈衝；如被測電能表為電子式，可直接將其脈衝輸出連接至檢測儀。然後，從鍵盤按下「自動」鍵，輸入表常數、被測互感器變比、校驗圈數等預置參數後，就可實施自動計量檢測。在手動檢測方式下，與自動方式一樣，接好線後，預置參數。脈衝是由人手動按下「手動」鍵輸入的。由於手動及視覺誤差，圈數應適當多點。當轉盤色標轉至正前方時，速按一下手動開關，即開始檢測；當被檢測錶轉夠設置的圈數，再按一下手動開關，即可顯示該裝置誤差。本設計的突出優點是採用2片電能計量晶片ADE7753同時對一次、二次迴路的電壓電流輸入進行測量。由於ADE7753電流通道中多了 HPF環節和數字積分器環節，電流通道輸出數據較電壓通道更穩定。因此，在對一次迴路測量時將電壓信號加在第I個ADE7753的電壓通道，而將二次迴路的電壓信號加在第2個ADE7753的電流通道。實際上，由於一次、二次迴路的電壓都是相電壓220V，這樣取第2個ADE7753電流通道的輸出值作為相電壓的測量值會更加精確。這對提聞儀表整體的精度等級是很有意義。本裝置可在不停電、不改變計量迴路接線的情況下，在線測出單相計量箱的綜合誤差及電能表、互感器的誤差，並列印結果。進而判斷迴路的斷路、短路、接觸不良、CT極性接反、CT變化與銘牌不符等計量故障，是電力管理部門查竊電、查故障、追補電費的得力工具。本裝置通過大、小電流鉗在線輸入電流 、電壓信號，根據實際電錶情況，選擇光電採樣器引入脈衝信號，通過鍵盤鍵入操作，執行相關命令，包括參數輸入、測量、數據保存、列印、查詢等等。
權利要求1.一種電力計量裝置現場檢測儀，其特徵在於，一次迴路電流採樣輸入模塊(I)與第一片二次迴路電能計量晶片(5)連接；二次迴路電流採樣輸入模塊(2)及內置電流互感器(3)都通過繼電器(4)與第一片二次迴路電能計量晶片(5)連接；相電壓採樣輸入模塊(10)分別與第一片二次迴路電能計量晶片(5)及第二片二次迴路電能計量晶片(9)連接；第一片二次迴路電能計量晶片(5)和第二片二次迴路電能計量晶片(9)均與脈衝信號整形模塊(8)連接，光電採樣器(6)通過反向器(7)也與脈衝信號整形模塊(8)連接；第一片二次迴路電能計量晶片(5)、第二片二次迴路電能計量晶片(9)、及脈衝信號整形模塊(8)均與控制器(11)相連接；另外，液晶顯示模塊(12 )、4X4矩陣鍵盤(13 )、印表機(14)、存儲器模塊(15)及時鐘模塊(16)也均與控制器(11)相連接；AD/DC開關電源模塊(17)給DC/DC電源模塊(18)提供電能，DC/DC電源模塊(18)則為整個檢測儀提供電能。
2.根據權利要求I所述的一種電力計量裝置現場檢測儀，其特徵是控制器(11)採用單片機 MSP430F149。
3.根據權利要求I所述的一種電力計量裝置現場檢測儀，其特徵是第一片二次迴路電能計量晶片(5)、第二片二次迴路電能計量晶片(9)均採用電能計量晶片ADE7753。
專利摘要一種電力計量裝置現場檢測儀，一次迴路電流採樣輸入模塊與第一片二次迴路電能計量晶片連接；二次迴路電流採樣輸入模塊及內置電流互感器都通過繼電器與第一片二次迴路電能計量晶片連接；相電壓採樣輸入模塊分別與第一片二次迴路電能計量晶片及第二片二次迴路電能計量晶片連接；第一片二次迴路電能計量晶片和第二片二次迴路電能計量晶片均與脈衝信號整形模塊連接，光電採樣器通過反向器也與脈衝信號整形模塊連接；第一片二次迴路電能計量晶片、第二片二次迴路電能計量晶片、及脈衝信號整形模塊均與控制器相連接；另外，液晶顯示器模塊、4X4矩陣鍵盤、印表機、存儲模塊及時鐘模塊也均與控制器相連接。為周期性檢定運行中的電能表提供了方便。
文檔編號G01R35/04GK202631727SQ20122030807
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月28日 優先權日2012年6月28日
發明者徐斌, 古雄文, 劉巖 申請人:珠海派諾科技股份有限公司