CN101452638A - 电能表或电力负荷管理终端校验装置 - Google Patents

Abstract

一种电能表或电力负荷管理终端校验装置，其电测量信号发生器、标准测量器、表位处理显示器分别与主控箱相应接口通讯连接，主控箱与上位机通讯连接；其电抗轮切采集处理器中的被测电流信号采集单元、电流/电压(I/V)转换单元、A/D转换模块以及一单片机顺次连接；所述被测电流信号采集单元中电抗测试回路并联在电测量信号发生器的电流输出总端子上，同时也并接各表位电流接入座，单片机与主控箱的相应接口通讯连接；上位机通过主控箱控制电抗轮切采集处理器分别采集所有表位电流接入座的电流断开、接通时的电流值，以及依次测得每一表位电流接入座的电流断开时的电流值，分别计算出各表位的相对电抗值，从而得到各电能表或电力负荷管理终端的开路状态。

Description

电能表或电力负荷管理终端校验装置

技术领域

本发明涉及一种对电能表或电力负荷管理终端的性能进行测试的电能表或电力负荷管理终端校验装置。

背景技术

现有的电能表或电力负荷管理终端校验装置，如图1所示，一般具有电测量信号发生器2，为待校验设备提供测试信号；标准测量器1，即标准表，为被测设备提供量值大小的依据；主控箱3，其中包含有通讯收发和基本功能控制单元；挂表架5，挂表架5上设有多个电流接入座8，电流接入座8对应接入一待检测的电能表或电力负荷管理终端7，每一电流接入座8的上方还对应设置有一表位处理显示器6，表位处理显示器6主要用于显示本表位的测试误差值、累计电能值和一些辅助信息；上位机9，包含有人机交互、数据管理及报表产生部分，通常用计算机完成其功能。标准测量器1、电测量信号发生器2、主控箱3设置在一控制柜4中。

所述的标准测量器是一种高等级的交流电参量计量器具，其利用交流变换和数字采样技术，能精确地测试并显示出被测量的电压值、电流值、功率值、频率值、功率因数值，以及电压与电流间的相位值；其主要由模拟通道、信号采集电路、测量电路、控制电路、键盘、显示器等组成，其电气原理框图如图3所示，其中，模拟通道：对被测信号进行变换、隔离，被测电压由精密分压器取样，被测电流由带电子补偿的电流互感器取样，并变为电压信号。模拟通道还完成量程的自动转换功能；信号采集电路：以A/D转换器为主，其将六路被测信号同步采样，每相电压、电流信号同时转换，最后依串行的方式输入给DSP处理器。测量计算电路：以数字信号处理器DSP为主，其对采样信号进行高速运算、加工处理，并将处理结果送给控制电路；控制电路：对DSP处理器处理结果进行后期处理，实现人机对话，以便显示各种测量数据。

在用本装置检验前，校验员要把电能表或电力负荷管理终端7的电流回路通过挂表架5上的电流接表座8串入校验装置的电流回路中，但常常会因电流接表座8与电能表或电力负荷管理终端7接触不可靠而引起电测量信号发生器2中的电流过载保护单元报警(为防止负载过重，损坏电子器件，电测量信号发生器2中一般会有一个电流过载保护单元，当外部的负载大于其额定输出功率时，保护单元会自动关闭电压和电流输出，并发出报警信息)，对于多表位的电能表或电力负荷管理终端校验装置，该异常现象因电能表或电力负荷管理终端7与挂表架上的电流接表座8接触不良常常出现，这也是多表位电能表或电力负荷管理终端校验装置的共性问题。

该电能表或电力负荷管理终端校验装置各组成部分的通讯连接关系框图如图2所示，电测量信号发生器2、标准测量器1分别通过一RS232接口与主控箱3通讯连接，表位处理显示器6通过一RS422或RS232接口与主控箱3通讯连接，主控箱3通过一RS232接口与上位机9连接。

该校验装置检测过程如下：

1)首先打开该装置和计算机9的工作电源；

2)在挂表架5的各个电流接表座8上，一一安装上被试验的电能表或电力负荷管理终端7；

3)在上位机9的专用测试软件中录入被试设备的规格型号等特征信息；

4)选择试验项目(如：误差校验)进行测试。

试验完成后，从挂表架5上拆下电能表或电力负荷管理终端7，本次检测结束。

当电流过载保护装置报警后，用户无法知道是哪个表位的电流端子接触不良，只能逐个表位一一排查，工作量大、繁琐，增加了工作人员的额外劳动，工作效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种自动确定电流端子电气接触异常的电能表或电力负荷管理终端校验装置，该装置能够测量并显示待测电力负荷管理终端各电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值。

一种电能表或电力负荷管理终端校验装置，其包括上面设有多个用于接入待校验设备的电流接入座的挂表架、用于为待校验设备提供测试信号的电测量信号发生器、用于为被测设备提供量值大小依据的标准测量器、用于通讯收发和功能控制的主控箱、用于信号采集和运算的表位处理显示器、用于进行人机交互、数据管理及报表产生的上位机，电测量信号发生器、标准测量器、表位处理显示器分别与主控箱相应接口通讯连接，主控箱与上位机通讯连接，主控箱还控制各电流接入座的电流通断，其中：该校验装置还包括一电抗轮切采集处理器，其中，该电抗轮切采集处理器包括顺次连接的一采集电流信号的被测电流信号采集单元、一将所采集电流信号转换成电压信号的电流/电压转换单元、一进行模/数转换的A/D转换模块以及一根据输入信号计算电抗值的单片机；所述被测电流信号采集单元连接在电测量信号发生器的电流输出总端子和各表位电流接入座上，所述单片机与主控箱的相应接口通讯连接。

所述的电能表或电力负荷管理终端校验装置，其中：所述被测电流信号采集单元中包括一电抗测试回路，该电抗测试回路并联在所述电测量信号发生器的电流输出总端子上，并联在各表位电流接入座上。

一种使用所述的电能表或电力负荷管理终端校验装置进行电抗检测的方法，其中：包括如下步骤：

a、主控箱控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电测量信号发生器启动，输出测试电流；主控箱控制电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值Imax；

b、主控箱控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流接通，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值Imin；

c、主控箱控制第一电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值I1，按相对电抗值＝K×{[Imax(In-Imin)]/[Imin(Imax-In)]}计算出该电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值，再通过主控箱上传到上位机处理并显示；

d、主控箱控制第一电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座接通，控制第二电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值I2，并按相对电抗值＝K×{[Imax(In-Imin)]/[Imin(Imax-In)]}计算出该电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值，再通过主控箱分别上传至表位处理显示器显示和上位机进行后续处理、显示；依次测出所有表位的电流分流值I3......In，分别计算出相应电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值并通过主控箱分别上传至表位处理显示器显示和上位机进行后续处理、显示；

e、所有电能表测试完毕，上位机对主控箱发出电抗测试结束指令，主控箱控制电测量信号发生器关闭测试电流，本次测试结束。

本发明采用上述技术方案将达到如下的技术效果：

本发明的电能表或电力负荷管理终端校验装置，包括电测量信号发生器、标准测量器、主控箱、表位处理显示器、上位机，电测量信号发生器、标准测量器、表位处理显示器分别与主控箱相应接口通讯连接；还包括一电抗轮切采集处理器，其中，该电抗轮切采集处理器包括顺次连接的一采集电流信号的被测电流信号采集单元、一将所采集电流信号转换成电压信号的电流/电压(I/V)转换单元、一进行模/数转换的A/D转换模块以及一根据输入信号计算电抗值的单片机；所述的被测电流信号采集单元输入端连接在电测量信号发生器的电流输出总端子上，所述单片机与主控箱的相应接口通讯连接。上位机通过主控箱发出指令，首先使主控箱控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电测量信号发生器启动，输出测试电流，主控箱控制电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元中电抗测试回路的电流值Imax，再控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流接通，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元中电抗测试回路的电流值Imin，接着控制各电能表或电力负荷管理终端的电流接入座的电流依次打开，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元中电抗测试回路的各电流值In；电抗轮切采集处理器将上述每组的三个电流值(Imax、Imin、In)送入其内部的单片机中计算出该电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值，通过主控箱分别上传到表位处理显示器显示和上位机处理、显示；所有电能表测试完毕，上位机对主控箱发出电抗测试结束指令，主控箱控制电测量信号发生器关闭测试电流，结束本次测试。本发明校验装置免除了多年来用户人工逐个排查的繁琐，大大提高了检表效率。

附图说明

图1为现有技术中电能表或电力负荷管理终端校验装置的示意图；

图2为现有技术中电能表或电力负荷管理终端校验装置的通讯连接关系图；

图3为标准测量器原理框图；

图4为本发明电能表或电力负荷管理终端校验装置的示意图；

图5为本发明电能表或电力负荷管理终端校验装置的通讯连接关系图；

图6为电抗轮切采集处理器的电气原理框图。

具体实施方式

实施例：

一种电能表或电力负荷管理终端校验装置，如图4所示，包括上位机9、控制柜4、挂表架5，其中，在控制柜4中设置有标准测量器1、电测量信号发生器2、主控箱3以及电抗轮切采集处理器10，主控箱3中设有通讯收发和基本功能控制单元；在挂表架5上设置有多个电流接入座8，每个电流接入座8内接设有一电能表或电力负荷管理终端7，每个电能表或电力负荷管理终端7上方都对应设置有一表位处理显示器6。

图5为本发明电能表或电力负荷管理终端校验装置各组成部分的通讯连接关系图，标准测量器1、电测量信号发生器2分别通过一RS232接口与主控箱3相应输入端通讯连接，表位处理显示器6通过一RS422或RS232接口与主控箱3相应输入端通讯连接，电抗轮切采集处理器10与主控箱3相应输入端以RS485或RS232通讯方式连接，主控箱3通过一RS232接口与上位机9连接。

图6为电抗轮切采集处理器10的电气原理框图，其包括顺次连接的一采集电流信号的被测电流信号采集单元、一将所采集电流信号转换成电压信号的电流/电压(I/V)转换单元、一进行模/数转换的A/D转换模块以及一根据输入信号计算电抗值的单片机(本实施例采用型号为ST89C58RD+)；其中，被测电流信号采集单元包括一电抗测试回路，该电抗测试回路并联在电测量信号发生器2的电流输出总端子上，并通过电抗信号采集导线11和电流接入座8与各电能表或电力负荷管理终端7电流回路并联，单片机与主控箱3相应输入端以RS485或RS232通讯方式连接；电测量信号发生器2输出测试电流后，被测电流信号采集单元的电抗测试回路通过其中的电流互感器对流过电能表或电力负荷管理终端7的电流信号进行降流采样，再经过电流/电压(I/V)转换和A/D转换成数字信号送到单片机，单片机对该信号计算相应电能表或电力负荷管理终端7的相对电抗值，通过RS485(或RS232)通讯接口经主控箱3传送到表位处理显示器6显示和上位机9进行后续处理和显示。

电测试信号发生器2启动后，被测电流信号采集单元首先测得挂表架5上各表位电流接入座开路时流过其电抗测试回路的电流值Imax，再测得挂表架5上各表位的电流接入座全部短接时，流过其电抗测试回路的电流值Imin，最后依次轮流测得每个表位的电流接入座开路时流过其电抗测试回路的电流值In，分别送入单片机相应输入端子，单片机按照相对电抗值＝K×{[Imax(In-Imin)]/[Imin(Imax-In)]}，(其中K为敏度系数，一般取180～220)，计算出各个表位的相对电抗值，一路传送到挂表架5上的表位处理显示器6上显示，另一路传送到上位计算机9中，在计算机9中处理后在其显示器的特定界面中显示出所有表位的‘相对电抗值’并智能提示用户。

本发明电能表或电力负荷管理终端校验装置进行检测的过程如下：

上位机9对主控箱3发出电抗测试开始指令——>主控箱3控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电测量信号发生器2启动，输出测试电流——>主控箱3控制电抗轮切采集处理器10测得流过其被测电流信号采集单元中电抗测试回路的电流值Imax——>主控箱3控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流接通，电抗轮切采集处理器10测得流过其被测电流信号采集单元中电抗测试回路的电流值Imin——>主控箱3控制第一电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电抗轮切采集处理器10测得流过其被测电流信号采集单元中电抗测试回路的电流值I1，并按相对电抗值＝K×{[Imax(In-Imin)]/[Imin(Imax-In)]}计算出该电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值，再通过主控箱3上传到上位机9处理并显示——>主控箱3控制第一电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座接通，控制第二电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电抗轮切采集处理器10测得流过其被测电流信号采集单元中电抗测试回路的电流值I2，并按相对电抗值＝K×{[Imax(In-Imin)]/[Imin(Imax-In)]}计算出该电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值，再通过主控箱3分别上传至表位处理显示器6显示和上位机9进行后续处理、显示——>依次测出所有表位的电流分流值I3、......、In，分别计算出相应电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值并分别上传至表位处理显示器6显示和上位机9进行后续处理、显示——>所有电能表或电力负荷管理终端测试完毕，上位机9对主控箱3发出电抗测试结束指令——>主控箱3控制电测量信号发生器2关闭测试电流，本次测试结束。

使用本发明电能表或电力负荷管理终端校验装置，能以约每秒一个表位的速度，连续测试出所有表位的‘相对电抗值’，快速的显示出每个表位每相电流的‘相对电抗值’，免除了多年来用户人工逐个排查的繁琐，大大提高了检表效率。

Claims (3)

1、一种电能表或电力负荷管理终端校验装置，其包括上面设有多个用于接入待校验设备的电流接入座的挂表架、用于为待校验设备提供测试信号的电测量信号发生器、用于为被测设备提供量值大小依据的标准测量器、用于通讯收发和功能控制的主控箱、用于信号采集和运算的表位处理显示器、用于进行人机交互、数据管理及报表产生的上位机，电测量信号发生器、标准测量器、表位处理显示器分别与主控箱相应接口通讯连接，主控箱与上位机通讯连接，主控箱还控制各电流接入座的电流通断，其特征在于：该校验装置还包括一电抗轮切采集处理器，其中，该电抗轮切采集处理器包括顺次连接的一采集电流信号的被测电流信号采集单元、一将所采集电流信号转换成电压信号的电流/电压转换单元、一进行模/数转换的A/D转换模块以及一根据输入信号计算电抗值的单片机；所述被测电流信号采集单元连接在电测量信号发生器的电流输出总端子和各表位电流接入座上，所述单片机与主控箱的相应接口通讯连接。

2、如权利要求1所述的电能表或电力负荷管理终端校验装置，其特征在于：所述被测电流信号采集单元中包括一电抗测试回路，该电抗测试回路并联在所述电测量信号发生器的电流输出总端子上，并联在各表位电流接入座上。

3、一种使用权利要求1所述的电能表或电力负荷管理终端校验装置进行电抗检测的方法，其特征在于包括如下步骤：

a、主控箱控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电测量信号发生器启动，输出测试电流；主控箱控制电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值Imax；

b、主控箱控制所有电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流接通，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值Imin；

c、主控箱控制第一电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值I1，按相对电抗值＝K×{[Imax(In-Imin)]/[Imin(Imax-In)]}计算出该电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值，再通过主控箱上传到上位机处理并显示；

d、主控箱控制第一电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座接通，控制第二电能表或电力负荷管理终端对应的电流接入座的电流断开，电抗轮切采集处理器测得流过其被测电流信号采集单元的电流值I2，并按相对电抗值＝K×{[Imax(In-Imin)]/[Imin(Imax-In)]}计算出该电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值，再通过主控箱分别上传至表位处理显示器显示和上位机进行后续处理、显示；依次测出所有表位的电流分流值I3、......、In，分别计算出相应电能表或电力负荷管理终端的相对电抗值并通过主控箱分别上传至表位处理显示器显示和上位机进行后续处理、显示；

e、所有电能表测试完毕，上位机对主控箱发出电抗测试结束指令，主控箱控制电测量信号发生器关闭测试电流，本次测试结束。

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