CN105807251A - 一种室外电能表故障自动检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种室外电能表故障自动检验方法，所述检验方法包括如下步骤：第一步，出厂前的采集端口设置；出厂前，在电能表的显示控制器和显示屏之间并接第一数据采集端口；在电能表输出端并接有第二数据采集端口；所述第一数据采集端口处单独设置一路补充电源；所述补充电源连接到控制器电源处；第一数据采集端口连接到独立控制器；第二步，故障自动检验；其包括定时检测和测试检测；所述定时检测具体步骤包括如下：本发明的室外电能表故障自动检验方法，其在出厂前预设检测端口，采用采集式监测，不会对电能表正常工作造成干扰，检测采用定时检测、测试检测和报警检测多种检测方式，检测精度高，检测误差小。

Description

一种室外电能表故障自动检验方法

技术领域

本发明涉及一种电能表故障检测方法，具体涉及一种室外电能表故障自动检验方法，属于电能表故障检测技术领域。

背景技术

电能表是供电管理部门用来检测各个用电单位或个人所使用电能的计量设备，是向各个用电单位或个人进行收费的依据，因此，电能表是否存在故障决定供电部门是否能够公正地对用电单位或个人进行收费；电能表的信息主要通过其显示屏进行传达，在电能表的生产过程中，其显示屏或

处理设备或传输设备难免会出现缺陷，导致显示屏的显示不符合预期，存在缺陷，严重影响计量信息的传达；现有技术中对疑似故障的室外电能表进行显示缺陷检测主要采用人工检测方式，检测工序多，检测人员需要输入的步骤复杂，检测的准确度和效率都不高，而且需要卸掉电能表进行离线检测，即使有一些电子的在线检验终端，对于雾霾天气下的室外电能表，因为一些是在高压线路附近而不能靠近检测，导致其检测精度很容易受到雾霾程度的影响；中国专利申请号201510570512.6，公开了一种室外电能表故障自动检验方法，其包括：利用红外收发器向被检测电能表发送测试信号，以便于所述被检测电能表控制其显示屏显示所述测试信号包括的测试字符串；利用CCD高清摄像头对所述被检测电能表的显示屏进行拍摄以输出测试图像；利用图像处理器对所述测试图像进行图像处理，以识别所述测试图像中的字符串并作为识别字符串输出；利用ARM11处理器将所述识别字符串与所述测试字符串进行比较，以确定是否发出故障报警信号；所述方法还包括对图像进行去雾处理的步骤；通过本发明，能够在各种天气下实现对室外电能表进行故障检测，但其检测内容仅仅是针对显示屏，并不能分析故障点，同时，其采用CCD高清摄像头对显示屏数据进行拍摄，并通过一系列的算法得到显示屏数据，其工作过程复杂，容易产生算法误差。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种室外电能表故障自动检验方法，其在出厂前预设检测端口，采用采集式监测，不会对电能表正常工作造成干扰，检测采用定时检测、测试检测和报警检测多种检测方式，检测精度高，检测误差小。

本发明的室外电能表故障自动检验方法，所述检验方法包括如下步骤：

第一步，出厂前的采集端口设置；出厂前，在电能表的显示控制器和显示屏之间并接第一数据采集端口；在电能表输出端并接有第二数据采集端口；所述第一数据采集端口处单独设置一路补充电源；所述补充电源连接到控制器电源处；第一数据采集端口连接到独立控制器；

第二步，故障自动检验；其包括定时检测和测试检测；所述定时检测具体步骤包括如下：

当独立控制器内部定时器定时时间到，其对第一数据采集端口及第二数据采集端口数据进行采集；并将采集数据进行计算及与预存数据进行对比，如果数据正常则忽略；如果数据发生异常则将数据及该电能表地址编码，代码通过远程通信装置发送到远程服务器；远程服务器通过代码解析获取错误数据及对应的电能表地址；

当定时检测采集数据正常的时间超过一阈值或某一时段发生数据异常时，进入测试检测模式，

远程服务器通过远程通信装置主动向被检测的电能表发送测试数据；独立控制器收到测试数据后，采集其第一数据采集端口的数据，并将采集的到的数据与测试数据对比，并将对比结果反馈到远程控制器。

进一步地，所述第二步，故障自动检验中，将第二数据采集端口的采集数据进行计算及与预存数据进行对比具体如下：通过第一数据采集端口采集电表输入端的电网的电压电流的瞬时值，并对其进行DFT(FFT)展开，进而计算出电压电流的有效值和相角，最后计算PQ指标并判其是否在允许的范围内；其具体如下：

对采集到的电压电流数据进行DFT，其求解过程具体如下：

任何一个畸变的周期电压波形都可以展开成傅立叶级数，于是可假设在周期区间上等间隔的采集N个电压数据，分别为u(0),u(1),u(2),···,u(N-1)，对其进行DFT可得

其中称为旋转因子，n是对时域的离散化，k是对频域的离散化，且它们都是以N点为周期的；

任何一个畸变的周期电压波形都可以展开成如下傅立叶级数形式：

将u(t)采样离散化后的各点计算式子如下：

$u\left(n\right)=\frac{a_0}{2}+\underset{k=1}{\overset{N-1}{\Σ}}(a_{k}cos\frac{2\mathrm{\π}kn}{N}+b_{k}sin\frac{2\mathrm{\π}kn}{N})---\left(4\right);$

其中

将上式的各次谐波写成如下形式：

$U_0=\frac{\left|U\left(0\right)\right|}{N},U_k=\left|U\left(k\right)\right|\frac{2}{N}---\left(8\right);$

其中U₀为电压直流分量的幅值，U_k为第k次电压谐波分量幅值的振幅；为第k次电压谐波的初相；|U(0)|为经DFT后得到的幅频图中电压直流分量的幅值，|U(k)|为经DFT后得到的幅频图中k次谐波电压的幅值；得到的U_k和是最终要得到的量；通过计算数据后对比，确定电能表是否工作正常。

进一步地，所述独立控制器其中断端与电能表报警端电连接；当电能表出现异常，报警端报警时，独立控制器及时将报警数据采集到，并将报警数据通过远程通信装置直接送至远程服务器。

进一步地，所述远程通信装置由移动专网专号模块构成，所述移动专网专号模块由物联网基础网络平台、物联网业务支撑平台和物联网运营管理平台三大系统组成；其由物联网基础网络平台、物联网业务支撑平台和物联网运营管理平台三大系统组成；首先，基础网络平台为物联网的通信提供了高质量的网络保障，基础网络平台包括物联网专属HLR、物联网短信中心、物联网GGSN等；其中，物联网专属HLR提供物联网用户的签约数据信息存储、基础通信业务的开通，并支持智能通道服务中向全网物联网运营管理平台提供终端在网信息、终端位置信息查询等功能；物联网短信中心为用户提供短信通信的连接与路由，支持优先级的短信服务功能；物联网GGSN提供GPRS通信的连接与路由，产生GPRS原始话单，并支持智能通道服务，将物联网终端GPRS在线状态信息、IP地址信息、所选APN、RAT等信息通过物联网业务网关同步给物联网运营管理平台等，其能够充分满足数据交互要求。

进一步地，所述远程服务器与电能表区域管理员终端交互，当定时检测、测试检测和报警检测得到数据异常时，进入报警模式，其通过远程服务器分析错误代码，接着将错误代码及对应电能表地址向电能表区域管理员终端发出。

进一步地，所述控制器电源为微型的UPS电源，其输入端并接到电能表输入线。

本发明与现有技术相比较，本发明的室外电能表故障自动检验方法，其在出厂前预设检测端口，采用采集式监测，不会对电能表正常工作造成干扰，检测采用定时检测、测试检测和报警检测多种检测方式，检测精度高，检测误差小。

附图说明

图1是本发明的整体通信框图。

具体实施方式

如图1所示的室外电能表故障自动检验方法，所述检验方法包括如下步骤：

第一步，出厂前的采集端口设置；出厂前，在电能表的显示控制器和显示屏之间并接第一数据采集端口；在电能表输出端并接有第二数据采集端口；所述第一数据采集端口处单独设置一路补充电源；所述补充电源连接到控制器电源处；第一数据采集端口连接到独立控制器；

第二步，故障自动检验；其包括定时检测和测试检测；所述定时检测具体步骤包括如下：

当独立控制器内部定时器定时时间到，其对第一数据采集端口及第二数据采集端口数据进行采集；并将采集数据进行计算及与预存数据进行对比，如果数据正常则忽略；如果数据发生异常则将数据及该电能表地址编码，代码通过远程通信装置发送到远程服务器；远程服务器通过代码解析获取错误数据及对应的电能表地址；

当定时检测采集数据正常的时间超过一阈值或某一时段发生数据异常时，进入测试检测模式，

远程服务器通过远程通信装置主动向被检测的电能表发送测试数据；独立控制器收到测试数据后，采集其第一数据采集端口的数据，并将采集的到的数据与测试数据对比，并将对比结果反馈到远程控制器。

所述第二步，故障自动检验中，将第二数据采集端口的采集数据进行计算及与预存数据进行对比具体如下：通过第一数据采集端口采集电表输入端的电网的电压电流的瞬时值，并对其进行DFT(FFT)展开，进而计算出电压电流的有效值和相角，最后计算PQ指标并判其是否在允许的范围内；其具体如下：

对采集到的电压电流数据进行DFT，其求解过程具体如下：

任何一个畸变的周期电压波形都可以展开成傅立叶级数，于是可假设在周期区间上等间隔的采集N个电压数据，分别为u(0),u(1),u(2),…,u(N-1)，对其进行DFT可得

其中称为旋转因子，n是对时域的离散化，k是对频域的离散化，且它们都是以N点为周期的；

任何一个畸变的周期电压波形都可以展开成如下傅立叶级数形式：

将u(t)采样离散化后的各点计算式子如下：

$u\left(n\right)=\frac{a_0}{2}+\underset{k=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(a_k\cos \frac{2\mathrm{\πkn}}{N}+b_k\sin \frac{2\mathrm{\πkn}}{N})---\left(4\right);$

其中

将上式的各次谐波写成如下形式：

$U_0=\frac{\left|U\left(0\right)\right|}{N},U_k=\left|U\left(k\right)\right|\frac{2}{N}---\left(8\right);$

其中U₀为电压直流分量的幅值，U_k为第k次电压谐波分量幅值的振幅；为第k次电压谐波的初相；|U(0)|为经DFT后得到的幅频图中电压直流分量的幅值，|U(k)|为经DFT后得到的幅频图中k次谐波电压的幅值；得到的U_k和是最终要得到的量；通过计算数据后对比，确定电能表是否工作正常。

所述独立控制器其中断端与电能表报警端电连接；当电能表出现异常，报警端报警时，独立控制器及时将报警数据采集到，并将报警数据通过远程通信装置直接送至远程服务器。

所述远程通信装置由移动专网专号模块构成，所述移动专网专号模块由物联网基础网络平台、物联网业务支撑平台和物联网运营管理平台三大系统组成；其由物联网基础网络平台、物联网业务支撑平台和物联网运营管理平台三大系统组成；首先，基础网络平台为物联网的通信提供了高质量的网络保障，基础网络平台包括物联网专属HLR、物联网短信中心、物联网GGSN等；其中，物联网专属HLR提供物联网用户的签约数据信息存储、基础通信业务的开通，并支持智能通道服务中向全网物联网运营管理平台提供终端在网信息、终端位置信息查询等功能；物联网短信中心为用户提供短信通信的连接与路由，支持优先级的短信服务功能；物联网GGSN提供GPRS通信的连接与路由，产生GPRS原始话单，并支持智能通道服务，将物联网终端GPRS在线状态信息、IP地址信息、所选APN、RAT等信息通过物联网业务网关同步给物联网运营管理平台等，其能够充分满足数据交互要求。

所述远程服务器与电能表区域管理员终端交互，当定时检测、测试检测和报警检测得到数据异常时，进入报警模式，其通过远程服务器分析错误代码，接着将错误代码及对应电能表地址向电能表区域管理员终端发出。

所述控制器电源为微型的UPS电源，其输入端并接到电能表输入线。

本发明的室外电能表故障自动检验方法，其在出厂前预设检测端口，采用采集式监测，不会对电能表正常工作造成干扰，检测采用定时检测、测试检测和报警检测多种检测方式，检测精度高，检测误差小。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种室外电能表故障自动检验方法，其特征在于：所述检验方法包括如下步骤：

第一步，出厂前的采集端口设置；出厂前，在电能表的显示控制器和显示屏之间并接第一数据采集端口；在电能表输出端并接有第二数据采集端口；所述第一数据采集端口处单独设置一路补充电源；所述补充电源连接到控制器电源处；第一数据采集端口连接到独立控制器；

第二步，故障自动检验；其包括定时检测和测试检测；所述定时检测具体步骤包括如下：

当独立控制器内部定时器定时时间到，其对第一数据采集端口及第二数据采集端口数据进行采集；并将采集数据进行计算及与预存数据进行对比，如果数据正常则忽略；如果数据发生异常则将数据及该电能表地址编码，代码通过远程通信装置发送到远程服务器；远程服务器通过代码解析获取错误数据及对应的电能表地址；

当定时检测采集数据正常的时间超过一阈值或某一时段发生数据异常时，进入测试检测模式，

远程服务器通过远程通信装置主动向被检测的电能表发送测试数据；独立控制器收到测试数据后，采集其第一数据采集端口的数据，并将采集的到的数据与测试数据对比，并将对比结果反馈到远程控制器。

2.根据权利要求1所述的室外电能表故障自动检验方法，其特征在于：所述第二步，故障自动检验中，将第二数据采集端口的采集数据进行计算及与预存数据进行对比具体如下：通过第一数据采集端口采集电表输入端的电网的电压电流的瞬时值，并对其进行DFT(FFT)展开，进而计算出电压电流的有效值和相角，最后计算PQ指标并判其是否在允许的范围内；其具体如下：

对采集到的电压电流数据进行DFT，其求解过程具体如下：

任何一个畸变的周期电压波形都可以展开成傅立叶级数，于是可假设在周期区间上等间隔的采集N个电压数据，分别为u(0),u(1),u(2),…,u(N-1)，对其进行DFT可得

其中称为旋转因子，n是对时域的离散化，k是对频域的离散化，且它们都是以N点为周期的；

任何一个畸变的周期电压波形都可以展开成如下傅立叶级数形式：

将u(t)采样离散化后的各点计算式子如下：

$u\left(n\right)=\frac{a_0}{2}+\underset{k=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}(a_k\cos \frac{2\mathrm{\πkn}}{N}+b_k\sin \frac{2\mathrm{\πkn}}{N})---\left(4\right);$

其中

将上式的各次谐波写成如下形式：

$U_0=\frac{\left|U\left(0\right)\right|}{N},U_k=\left|U\left(k\right)\right|\frac{2}{N}---\left(8\right);$

其中U₀为电压直流分量的幅值，U_k为第k次电压谐波分量幅值的振幅；为第k次电压谐波的初相；|U(0)|为经DFT后得到的幅频图中电压直流分量的幅值，|U(k)|为经DFT后得到的幅频图中k次谐波电压的幅值；得到的U_k和是最终要得到的量；通过计算数据后对比，确定电能表是否工作正常。

3.根据权利要求1所述的室外电能表故障自动检验方法，其特征在于：所述独立控制器其中断端与电能表报警端电连接；当电能表出现异常，报警端报警时，独立控制器及时将报警数据采集到，并将报警数据通过远程通信装置直接送至远程服务器。

4.根据权利要求1所述的室外电能表故障自动检验方法，其特征在于：所述远程通信装置由移动专网专号模块构成，所述移动专网专号模块由物联网基础网络平台、物联网业务支撑平台和物联网运营管理平台三大系统组成。

5.根据权利要求1所述的室外电能表故障自动检验方法，其特征在于：所述远程服务器与电能表区域管理员终端交互，当定时检测、测试检测和报警检测得到数据异常时，进入报警模式，其通过远程服务器分析错误代码，接着将错误代码及对应电能表地址向电能表区域管理员终端发出。

6.根据权利要求1所述的室外电能表故障自动检验方法，其特征在于：所述控制器电源为微型的UPS电源，其输入端并接到电能表输入线。