CN105629013B - 一种用于电能计量的定时防潜动装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电能计量的定时防潜动装置其方法，装置包括：功率积分单元，用于接受功率计量值，对所输入的功率计量值进行累加，以及根据累加结果产生使能信号；与功率积分单元相连接的定脉宽单元，定脉宽单元用于接受使能信号，并输出校验脉冲；控制单元，控制单元分别与功率积分单元以及定脉宽单元相连接，控制单元用于接受校验脉冲，向定脉宽单元输出第一清零信号，以及向功率积分单元输出第二清零信号，控制单元还包括计数器；定时单元，定时单元与控制单元的计数器相连接，用于向控制单元输出定时脉冲。另外，本发明还涉及一种用于电能计量的定时防潜动方法。能够通过简单的控制逻辑以及较低的成本，实现了电能计算中的防潜动功能。

Description

一种用于电能计量的定时防潜动装置及其方法

技术领域

本发明涉及一种用于电能计量的定时防潜动装置及其方法。

背景技术

电能计量中潜动是指：电压回路通以115％Un电压，电流回路无电流，而计量输出脉冲，电能表的走字或转动的现象。电能表的机械系统与计量芯片的噪声和误差是产生这种现象的主要原因，它们使得电流线路存在微小的信号，经过长时间的累加，将会产生脉冲，发生潜动。电能计量中的潜动带来了不必要的经济损失。

目前电能计量芯片中的防潜动方法主要有基于功率阈值实现的、基于电流有效值大小实现的和基于定时能量清零实现的。基于功率阈值实现电能防潜动的方法为：首先预设一个防潜动阈值，当输入功率的绝对值不小于防潜动阈值时，直接输出功率用于后续的功率积分，而当功率的绝对值小于防潜动阈值时，输出“零”，使后续的功率积分为零，即能量为零，没有脉冲输出，起到防潜动的作用；但是，这种方法存在缺陷，在这种方法中防潜动阈值相当于噪声的值，而现实环境的噪声多是变化的，即使同一环境下，不同电表之间的噪声值也是不同的，阈值过大，有效的能量将被忽略，造成计量错误，过小，起不到防潜动作用，所以防潜动阈值难以确定。

对于基于电流有效值实现电能防潜动的方法，是通过电流有效值的大小来判断当前计量的能量是否有效，为了实现正确的判断，需要增加复杂的电路来提高电流有效值的精度，这种方法还存在上述的基于功率阈值实现防潜动的问题，即无法确定噪声值的大小。

基于定时能量清零实现电能防潜动是每隔一个预设的时间对能量清零，从而保证在没有负载电流时没有脉冲输出，这种方法大部分时候是有效可行的，且在计量芯片得到了广泛的应用，但是在目前的在设计中，该方法存在系统设计复杂，资源消耗大，实现成本高的问题，某些设计中还会多出一个脉冲，这是电能计量中所不允许的。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于电能计量的定时防潜动装置及其方法，能够通过简单的控制逻辑以及较低的成本，实现了电能计算中的防潜动功能。

本发明涉及一种用于电能计量的定时防潜动装置，包括：

功率积分单元，用于接受功率计量值，对所输入的功率计量值进行累加，以及根据累加结果产生使能信号；

与所述功率积分单元相连接的定脉宽单元，所述定脉宽单元用于接受所述使能信号，并输出校验脉冲；

控制单元，所述控制单元分别与所述功率积分单元以及所述定脉宽单元相连接，所述控制单元用于接受所述校验脉冲，向所述定脉宽单元输出第一清零信号，以及向所述功率积分单元输出第二清零信号，所述控制单元还包括计数器；

定时单元，所述定时单元与所述控制单元的所述计数器相连接，用于向所述控制单元输出定时脉冲。

具体的，所述定脉宽单元对所述使能信号与所述第一清零信号进行判断，在所述使能信号有效且所述第一清零信号无效时，输出校验脉冲。

优选的，所述功率积分单元具备能量寄存器，用于储存所输入的功率计量值的累加结果，所述功率积分单元在接受到所述第二清零信号后，将所述能量寄存器清零。

本发明还涉及一种用于电能计量的定时防潜动方法，基于上述用于电能计量的定时防潜动装置，包括以下步骤：

步骤S1，所述功率积分单元对所输入的功率计量值进行累加，并根据累加结果对所述定脉宽单元发送使能信号；

步骤S2，所述定脉宽单元根据接收到的使能信号输出校验脉冲；

步骤S3，所述控制单元根据所述校验脉冲以及所述定时单元输入的定时脉冲，向所述定脉宽单元输出第一清零信号，以及向所述功率积分单元输出第二清零信号。

具体的，步骤S3包括以下步骤：

步骤S30，在所述控制单元中预设防潜动时间；

步骤S31，所述控制单元判断所述校验脉冲是否有效，若校验脉冲无效则执行步骤S32，若校验脉冲有效则执行步骤S35；

步骤S32，所述控制单元的计数器对所述定时单元输入的定时脉冲进行计数，获取定时脉冲的计数值；

步骤S33，所述控制单元判断所述定时脉冲的计数值与预设的防潜动时间是否相等，若不相等则执行步骤S32，若所述定时脉冲的计数值与预设的防潜动时间相等，则执行步骤S34；

步骤S34，所述控制单元对所述定脉宽单元输出第一清零信号，且所述控制单元对所述功率积分单元输出第二清零信号；

步骤S35，将所述控制单元的计数值复位。

优选的，在步骤S3之后，还包括以下步骤：

所述定脉宽单元对所输入的使能信号和第一清零信号进行判断，在使能信号有效且第一清零信号无效时，输出校验脉冲。

优选的，在步骤S3之后，还包括以下步骤：

所述功率积分单元在接受到所述第二清零信号后，将所述能量寄存器清零。

本发明的用于电能计量的定时防潜动装置及其方法，采用了定时能量清零设计，避免了基于功率阈值和基于电流有效值大小实现防潜动中难以确定阈值问题；通过定脉宽单元产生的复位信号(校验脉冲)来复位控制单元的计数器，使得防潜动时间能够有效地计算，控制单元产生的清零信号既输出给功率积分单元用于能量清零，同时还输出给定脉宽单元，可避免产生多余校验脉冲；另外，本发明的逻辑用于电能计量的定时防潜动装置设计简单，资源消耗少，实现成本低。

附图说明

图1是本发明的用于电能计量的定时防潜动装置的结构图；

图2是控制单元中控制方法的逻辑流程图。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的用于电能计量的定时防潜动装置及其方法进行具体说明。图1是本发明的用于电能计量的定时防潜动装置的结构图，如图所示，功率计量值输入至功率积分单元1中进行累加并产生使能信号，功率积分单元1具有能量寄存器，功率计量值进行累加后的结果存入能量寄存器中。功率积分单元1与定脉宽单元2相连接，用于将使能信号输出至定脉宽单元2中，控制单元3分别与功率积分单元1以及定脉宽单元2连接，定时单元4与控制单元3相连接，用于对控制单元3发送定时脉冲。定脉宽单元2产生校验脉冲，作为复位信号发送至控制单元3中，控制单元3根据该复位信号以及定时单元4传来的定时脉冲，向功率积分单元1发送第二清零信号，对定脉宽单元2发送第一清零信号。功率积分单元1接受到第二清零信号后将能量寄存器清零。定脉宽单元只有在使能信号有效且第一清零信号无效时，输出校验脉冲。

另外，本发明还提供一种本发明的用于电能计量的定时防潜动方法，具体包括以下步骤。

S1：功率积分单元1对输入的功率进行积分，即累加，并将结果存入能量寄存器，根据校表分频系数，若一段时间的积分结果达到一定的值，则功率积分单元1产生定脉宽使能信号并输出给定脉宽单元2；

S2：定脉宽单元2检测使能信号以及后述控制单元3输出的第一清零信号，当使能信号为有效且第一清零信号为无效时，输出校验脉冲，具体的，校验脉冲的宽度，如计量小功率时，定脉宽为90ms(国网规定80ms±16ms)，计量大功率时，脉宽为周期的一半。该校验脉冲作为复位信号传送至控制单元3；

S3：控制单元3根据该复位信号以及定时单元4传来的定时脉冲，产生第一清零信号以及第二清零信号分别传送至定脉宽单元2以及功率积分单元1。

具体的，结合图2对步骤S3进行详细说明。图2是控制单元3中控制方法的逻辑流程图。如图所示，步骤S3包括以下步骤：

步骤S30：在控制单元3中预设防潜动时间；

步骤S31：控制单元3对接收到的校验脉冲，即复位信号进行判断，若该复位信号有效则转向后述步骤S35，若复位信号无效，则进入步骤S32；

步骤S32：控制单元3的计数器对定时单元4输入的定时脉冲进行计数；

步骤S33：控制单元3将计数器中的计数值与所预设的防潜动时间进行比较，若计数值不等于预设时间，则重复步骤S32，若计数值等于预设时间则进入步骤S34；

步骤S34：控制单元3向功率积分单元1发送第二清零信号，对定脉宽单元2发送第一清零信号，同时进入步骤S35；

S35：控制单元3将计数器复位。该步骤说明定脉宽单元2产生了复位信号(校验脉冲)或定时达到了防潜动时间。

另外，在步骤S3之后还包括以下步骤：

功率积分单元1在接受到第二清零信号后，将所述能量寄存器清零。

根据本实施方式，功率积分单元1对功率进行积分，这里的输入功率指的是功率瞬时值，通过积分可以消除功率的交流成分；能量寄存器用于存储积分结果，据此计量芯片输出校验脉冲，定时对该寄存器清零，计量芯片将不会输出校验脉冲，电能表不走字，即防止了脉冲潜动。另外，因为清零能量寄存器可能会产生定脉宽使能信号，从而多产生一个校验脉冲，造成计量错误，本实施例中通过控制单元3的控制逻辑可避免这种情况的发生。

以上实施例仅供说明本发明之用，有关技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于发明的范畴，应由各权利要求所限定。

Claims (3)

1.一种用于电能计量的定时防潜动方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，功率积分单元对所输入的功率计量值进行累加，并根据累加结果对定脉宽单元发送使能信号；

步骤S2，所述定脉宽单元根据接收到的使能信号输出校验脉冲；

步骤S3，控制单元根据所述校验脉冲以及定时单元输入的定时脉冲，向所述定脉宽单元输出第一清零信号，以及向所述功率积分单元输出第二清零信号；

其中，步骤S3包括以下步骤：

步骤S30，在所述控制单元中预设防潜动时间；

步骤S31，所述控制单元判断所述校验脉冲是否有效，若校验脉冲无效则执行步骤S32，若校验脉冲有效则执行步骤S35；

步骤S32，所述控制单元的定时脉冲计数器对所述定时单元输入的定时脉冲进行计数，获取定时脉冲的计数值；

步骤S33，所述控制单元判断所述定时脉冲的计数值与预设的防潜动时间是否相等，若不相等则执行步骤S32，若所述定时脉冲的计数值与预设的防潜动时间相等，则执行步骤S34；

步骤S34，所述控制单元对所述定脉宽单元输出第一清零信号，且所述控制单元对所述功率积分单元输出第二清零信号；

步骤S35，将所述控制单元的计数值复位。

2.如权利要求1所述的用于电能计量的定时防潜动方法，其特征在于，在步骤S3之后，还包括以下步骤：

所述定脉宽单元对所输入的使能信号和第一清零信号进行判断，在使能信号有效且第一清零信号无效时，输出校验脉冲。

3.如权利要求1所述的用于电能计量的定时防潜动方法，其特征在于，在步骤S3之后，还包括以下步骤：

所述功率积分单元在接受到所述第二清零信号后，将所述功率积分单元清零。