CN105319529A - 一种电能表误差校验系统及校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能表误差校验系统及校验方法，系统包括继电器切换板、AD采样模块、6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块、第一处理器、第二处理器、双口RAM和显示终端模块，其中，多路电压电流信号接入继电器切换板，继电器切换板与AD采样模块的输入端连接，AD采样模块的输出端通过数据总线与第一处理器连接，6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块均接入第一处理器，同时第一处理器通过数据总线经双口RAM与第二处理器连接，第二处理器与显示终端模块及继电器切换板连接。本发明能够同时针对多台0.2级关口电能表进行误差校验，且能够记录待检电能表的向量图和原始波形，工作效率高、场地利用率高，校验系统的精度可达0.05级。

Description

一种电能表误差校验系统及校验方法

技术领域

本发明涉及电能计量领域，具体涉及一种高压电能表误差校验系统及校验方法，保护供、用电双方的经济利益。

背景技术

电能计量作为电力企业运营的核心，电能的量值通过计量装置体现出来。而电能计量装置计量的准确性，直接影响到供、用电双方的经济利益。因此，现阶段供电企业普遍开展了对电能计量装置计量误差的周期现场校验。

据统计，我国高压电能计量装置数量总计在400万台(套)以上，其中6～35kV电压等级占90％以上。针对电能表误差校验，普遍采用标准表法，即将标准表与电能表同时测定的电能值相比较，来确定电能表的相对误差，若相对误差大于电能表的准确度，则说明电能表不能准确计量。

由于电能表误差产生原因诸多，如：电能表轻载运行、二次压降过大、电能表倾斜、接线错误等，而相对误差值只能说明电能表计量准确与否，现有的现场校验系统并没有记录电能表运行的原始数据，对指导电能表运行检修缺少实际指导意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，提供一种在线式的电能表误差校验系统及校验方法，同时针对多台0.2级关口电能表进行误差校验，且能够记录待检电能表的向量图和原始波形，校验系统的精度可达0.05级。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种电能表误差校验系统，包括：继电器切换板、AD采样模块、6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块、双CPU模块、双口RAM和显示终端模块，其中，双CPU模块包括第一处理器和第二处理器，多路电压电流信号接入继电器切换板，继电器切换板与AD采样模块的输入端连接，AD采样模块的输出端通过数据总线与第一处理器连接，6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块均接入第一处理器，同时第一处理器通过数据总线经双口RAM与第二处理器连接，第二处理器与显示终端模块连接，同时第二处理器还设有切换板控制信号端口、校验脉冲输出端口、通信接口，切换板控制信号端口与继电器切换板连接，通信接口用于将第二处理器与上位机控制系统通信连接；继电器切换板用于保证电能表误差校验系统同时针对8块关口电能表进行误差校验；6.4K外中断触发脉冲采集模块用于通过设计锁相环电路来保证AD采样模块在每个采样周期内都有固定的采样点数。

本发明还提供了一种上述电能表误差校验系统的校验方法，包括如下步骤：

(1)电能表误差校验系统的脉冲捕捉模块连接被校电能表的脉冲输出接口；

(2)第二处理器的通信接口(485通信线)连接上位机控制系统；

(3)三相电压线并联连接被检电能表和电能表误差校验系统的电压输入端、三相电流线串联连接被检电能表和电能表误差校验系统的电流输入端；

(4)上位机控制系统根据被检电能表的校验圈数设定电能表误差校验系统正确的校验圈数；

(5)电能表误差校验系统正常运行，校验被检电能表误差。

按上述方案，所述步骤(5)具体包括：

i)通过脉冲捕捉模块直接获取被检电能表的脉冲信息，获取被检电能表的电能值；

ii)通过AD采样模块实时采样每个采样点的电流、电压值，并将各电流、电压值送入第一处理器；

iii)通过第一处理器将各个采样点的电流、电压值进行相乘，获取采样点的功率并送入双口RAM；

iv)通过第二处理器读取双口RAM中存储的数据，进行电能的计算和校验脉冲的输出，并通过显示终端模块实时显示向量图、电流电压功率的基本测量值、原始波形、报警值。

本发明的有益效果在于：

1、与传统法中通过一个采样周期内的电压、电流值的均方根值来获取功率相比，采用第一处理器实时采样处理，精度更高；通过内部双DSP协调工作，对计算电能的电压信号和电流信号进行实时采用、实时计算、实时比较，并且对实时采集的数据进行存储，方便对后续的检修提供指导，同时也对电能的追捕提供了理论依据；

2、由于电网频率具有波动性，6.4K外中断触发脉冲采集模块采用锁相环技术相比传统的定时采样而言，其采用精度更高，能够有效防止因电网频率波动所产生的误差；

3、一台电能表误差校验系统能够同时操控8台关口电能表，误差校验工作效率得以显著提高；

4、电能表误差校验系统的精度高达0.05级，能够满足0.2级的关口电能表误差校验需求；

5、能够记录待检电能表的原始波形，通过电能表误差校验系统的显示终端模块显示的向量图，可以方便工作人员确定电能表接线是否错误，具有防错接线、对异常情况报警的功能，具有工作效率高、场地利用率高的特点。

附图说明

图1为本发明电能表误差校验系统的系统控制框图；

图2为本发明系统中DSPA控制流程图；

图3为本发明系统中DSPB控制流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明：

如图1所示，本发明所述的电能表误差校验系统，系统主要包括继电器切换板、AD采样模块、6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块、双CPU模块、双口RAM和显示终端模块，其中，双CPU模块包括第一处理器DSPA和第二处理器DSPB，多路电压电流信号接入继电器切换板，继电器切换板与AD采样模块的输入端连接，AD采样模块的输出端通过数据总线与第一处理器DSPA连接，6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块均接入第一处理器，同时第一处理器DSPA通过数据总线经双口RAM与第二处理器DSPB连接，第二处理器DSPB与显示终端模块连接，同时第二处理器DSPB还设有切换板控制信号端口、校验脉冲输出端口、通信接口，切换板控制信号端口与继电器切换板连接，通信接口用于将第二处理器DSPB与上位机控制系统通信连接；继电器切换板用于保证电能表误差校验系统同时针对8块关口电能表进行误差校验；6.4K外中断触发脉冲采集模块用于通过设计锁相环电路来保证AD采样模块在每个采样周期内都有固定的采样点数。

6.4K外中断信号实现精准采样，严格控制AD采集模块一个周期采集128个采样点。

第一处理器DSPA通过AD采集模块将采集的实时电能信号存入双口RAM中，第二处理器DSPB通过读取双口RAM的值来进行电能的计算和校验脉冲的输出，并在显示终端模块(触摸液晶显示屏)上显示所需要显示的内容，同时DSPB控制继电器切换板的切换完成对不同电能表的采集。

本发明电能表误差校验系统的校验方法，包括如下步骤：

(1)电能表误差校验系统的脉冲捕捉模块连接被校电能表的脉冲输出接口；

(2)第二处理器DSPB的通信接口(485通信线)连接上位机控制系统；

(3)三相电压线并联连接被检电能表和电能表误差校验系统的电压输入端、三相电流线串联连接被检电能表和电能表误差校验系统的电流输入端；

(4)上位机控制系统根据被检电能表的校验圈数设定电能表误差校验系统正确的校验圈数；

(5)电能表误差校验系统正常运行，校验被检电能表误差，具体包括：

i)通过脉冲捕捉模块直接获取被检电能表的脉冲信息，获取被检电能表的电能值；

ii)通过AD采样模块实时采样每个采样点的电流、电压值，并将各电流、电压值送入第一处理器；

iii)通过第一处理器DSPA将各个采样点的电流、电压值进行相乘，获取采样点的功率并送入双口RAM；

iv)通过第二处理器DSPB读取双口RAM中存储的数据，进行电能的计算和校验脉冲的输出，并通过显示终端模块实时显示向量图、电流电压功率的基本测量值、原始波形、报警值。

本发明电能表误差校验系统的校验方法中，包括DSPA控制流程步骤和DSPB控制流程步骤。

参照图2所示，第一处理器DSPA的控制流程步骤：

S1：系统初始化主要对系统的定时器及一些初值进行初始化赋值；

S2：6.4K的脉冲信号对DSPA控制器进行外中断触发；

S2.1：通过AD采集模块对电流、电压值信号进行采样；

S2.2：对AD采集模块采集的数据进行处理，主要是对16进制的代码进行转换成可识别运算的浮点数据，并对有效位数进行取舍；

S2.3：对每个采集处理好的数据加上标志位aaa和标志位bbb；加标志位的目的主要是为了识别采样电能的时间；

S2.4：标志位aaa初始状态下置零；

S2.5：标志位bbb初始状态下置零；

S2.6：将加了标志位的数据按照地址逐条存入双口RAM；

S2.7：对存入双口RAM的数据进行计数；

S2.8：判断存入的数据个数是否达到5120个；当达到5120个时执行S2.9，未达到时执行S2.7；

S2.9：达到5120个数据时对双口RAM半满标志位置1；

S2.10：判断采集数据是否达到10240个，达到执行S2.11，没有达到重复执行S2；

S2.11：双口RAM全满标志位置1；

S2.12：复位清0重新开始计数；

S3：当DSPA接收到外部校验脉冲时引发中断；

S3.1：读取校验圈数N；

S3.2：判断校验起始标志PL是否为0，如是0执行S3.3，如不是0执行S3.4；

S3.3：对起始位进行校验；

S3.4：开始校验脉冲的计数；

S3.5：当校验脉冲计数等于N时，执行S3.6，如不是重复执行S3；

S3.6：对结束位进行校验；

S3.7：PL置零。

参照图3所示，第二处理器DSPB的控制流程步骤：

S1：系统初始化，主要是初始化一些初始变量和定时器；

S2：定时触发查询；

S3：查询全满标志位；

S4：查询半满标志位；

S5：读取双口RAM起始地址加偏移地址；

S6：读取双口RAM起始地址；

S7：检查是否超出缓冲地址；

S8：地址累加；

S9：找出起始标志；

S10：全满标志、半满标志判断；

S11：对电压电流的数据进行实时相乘计算瞬时功率，并累加；

S12：读取数据量达到一个周期；

S13：计算电流电压有效值及相位、功率因素；

S14：周期计算；

S15：地址累加；

S16：对电压电流的数据进行实时相乘和累加；

S17：找到结束标志位；

S18：判断半满全满标志位；

S19：计算误差；

S20：脉冲输出；

S21：结果上传；

S22：检查是否继续校验；

S23：检查触发是否开始。

上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种电能表误差校验系统，其特征在于，包括：继电器切换板、AD采样模块、6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块、双CPU模块、双口RAM和显示终端模块，其中，双CPU模块包括第一处理器和第二处理器，多路电压电流信号接入继电器切换板，继电器切换板与AD采样模块的输入端连接，AD采样模块的输出端通过数据总线与第一处理器连接，6.4K外中断触发脉冲采集模块、脉冲捕捉模块均接入第一处理器，同时第一处理器通过数据总线经双口RAM与第二处理器连接，第二处理器与显示终端模块连接，同时第二处理器还设有切换板控制信号端口、校验脉冲输出端口、通信接口，切换板控制信号端口与继电器切换板连接，通信接口用于将第二处理器与上位机控制系统通信连接；继电器切换板用于保证电能表误差校验系统同时针对8块关口电能表进行误差校验；6.4K外中断触发脉冲采集模块用于通过设计锁相环电路来保证AD采样模块在每个采样周期内都有固定的采样点数。

2.一种上述权利要求1所述的电能表误差校验系统的校验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)电能表误差校验系统的脉冲捕捉模块连接被校电能表的脉冲输出接口；

(2)第二处理器的通信接口连接上位机控制系统；

(3)三相电压线并联连接被检电能表和电能表误差校验系统的电压输入端、三相电流线串联连接被检电能表和电能表误差校验系统的电流输入端；

(4)上位机控制系统根据被检电能表的校验圈数设定电能表误差校验系统正确的校验圈数；

(5)电能表误差校验系统正常运行，校验被检电能表误差。

3.如权利要求2所述的电能表误差校验系统的校验方法，其特征在于，所述步骤(5)具体包括：

i)通过脉冲捕捉模块直接获取被检电能表的脉冲信息，获取被检电能表的电能值；

ii)通过AD采样模块实时采样每个采样点的电流、电压值，并将各电流、电压值送入第一处理器；

iii)通过第一处理器将各个采样点的电流、电压值进行相乘，获取采样点的功率并送入双口RAM；

iv)通过第二处理器读取双口RAM中存储的数据，进行电能的计算和校验脉冲的输出，并通过显示终端模块实时显示向量图、电流电压功率的基本测量值、原始波形、报警值。