CN106990384B - 一种三相电能表错误接线检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三相电能表错误接线检测装置及检测方法，涉及电能计量检测技术领域。所述三相电能表错误接线检测装置，包括控制管理单元、通讯单元、信号发生单元、信号处理单元以及信号检测单元和保护及报警单元；相比于传统的电工式测试，避免了操作量大、接线繁琐的缺点，并且能够实现单种或多种错误接线类型的组合，模拟各种电能表接线错误情况，使测试具有更大的灵活性；基于Labview的控制管理平台操作简单，可视化界面设计使测试过程更加直观、简洁明了；根据错误类型和参数设置自动生成理论向量图，使输出信号控制更加精准、参数准确度更高。

Description

一种三相电能表错误接线检测装置及检测方法

技术领域

本发明属于电能计量检测技术领域，尤其涉及一种三相电能表错误接线检测装置及检测方法。

背景技术

当今电力工业发展迅猛，为了保证电力工业生产、电能计量能可靠、准确地进行，必须要依靠可靠的仪器仪表装置来进行电能计量，而电能计量是否准确，除了与电能计量装置的准确度有关之外，还与计量回路接线是否正确有密切关系，一旦电能表计量回路中有错误接线，就有可能会给用户或供电企业带来极大的经济损失，为了把握好这一重要环节，电能计量人员必须具备更高的业务素质和工作技能。

由于在实际工作中很难见到各种错误接线方式以及产生的现象、后果，为提升电能表检测人员的判断能力及反窃电技能，必须对其进行与现场一致的培训。在目前的培训学习中，主要有两种方式：一种是传统的电工式测试，主要是根据每一种错误接线类型进行实际的接线操作，虽然与现场非常接近，但是存在操作量大、接线繁琐，学员不能在一次培训中完成各种接线方式，并且学员操作危险系数较高，容易损坏接线设备；第二种方式为电能表校验仪，虽然能达到自动或手动校验三相三线制或三相四线制电能表有功功率和无功功率，校验低压计量装置CT一、二次侧误差，拥有一定的计算功能等，但其产品主要注重现场测试应用，在硬件上虽然具备三相电压、电流等电参数的测试功能，但其显示界面不够友好，可视化不强，功能上不够完善，缺乏向量分析等功能，存在幅值控制容易引起振荡、准确度低等缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种三相电能表错误接线检测装置及检测方法。

本发明是通过如下的技术方案来解决上述技术问题的：一种三相电能表错误接线检测装置，包括控制管理单元、通讯单元、信号发生单元、信号处理单元以及信号检测单元和保护及报警单元；所述信号发生单元包括相连接的单片机和DDS电路，所述信号处理单元包括相连接的功率放大器和变压器，所述信号检测单元包括信号采集模块；所述单片机通过通讯单元与所述控制管理单元和所述信号采集模块连接，所述DDS电路与所述功率放大器连接，所述变压器和信号采集模块分别与待测的三相电能表连接，所述保护及报警单元与所述单片机连接；

所述控制管理单元为用户终端，用于设置三相电能表模式、相序、错误接线类型以及信号参数设置，并处理和显示检测状态和结果；

所述单片机，用于接收所述控制管理单元发出的错误接线参数信号，并经过处理后控制DDS电路产生相应的仿真信号，并且接受信号采集模块反馈的信号，上传至控制管理单元；所述DDS电路，用于产生相应的仿真信号；所述功率放大器，用于实现仿真信号的功率放大；所述变压器，用于实现仿真信号的电压电流等级放大，以模拟待测三相电能表真实错误接线的情况；

所述信号采集模块，用于采集待测三相电能表的电压电流数据和相序等，并通过通讯单元反馈给所述单片机；所述保护及报警单元，用于电路过压过流保护，并在产生故障时报警。

进一步的，所述控制管理单元是基于Labview的控制管理平台，所述基于Labview的控制管理平台以上位PC机为载体。

进一步的，所述基于Labview的控制管理平台包括错误接线控制子模块、检测与保护指示子模块以及数据分析子模块；所述错误接线控制模块，用于用户选择三相电能表模式、错误接线类型以及信号参数设置，操作方便、直观；所述检测与保护指示模块，用于显示错误接线控制模块和数据分析模块的状态，实时监测；所述数据分析模块，用于根据错误接线控制模块的参数设置，生成仿真信号的理论值与理论向量图并显示。

进一步的，所述保护及报警单元包括过压过流保护单元和报警器，所述过压过流保护单元包括保险丝和指示灯阵列。

进一步的，所述通讯单元包括RS232通讯电路、RS485通讯电路和GPRS模块。

进一步的，所述信号采集模块包括采集电路和AD转换电路。

进一步的，所述三相电能表错误接线检测装置还包括用于设定时间间隔的时钟单元，所述时钟单元与所述单片机连接，用于将在设定时间间隔内计量的电能值传输至供电管理控制中心。

进一步的，所述三相电能表的错误接线类型包括CT二次短路、开路，极性反接，PT一、二次断相，电压错相，电流错相，表尾电流进出反接等。

进一步的，一种三相电能表错误接线的检测方法，包括以下几个步骤：

1、通过控制管理单元设置三相电能表的模式、相序以及错误接线类型，设定输出信号的频率、幅值以及相位参数，自动生成向量图；

2、根据步骤1中的相序和错误接线类型生成错误代码，根据错误代码调用错误接线类型参数数据库，获得所述错误代码对应的错误接线类型的参数信号，并通过通讯单元发送给下位的单片机；

3、下位单片机经过数据处理后控制DDS电路产生相应的仿真信号，经过功率放大和电压电流等级放大后，模拟出待测三相电能表真实错误接线的情况；

4、信号采集模块采集待测三相电能表的电压电流数据和相序，并通过通讯单元反馈给单片机，单片机经过处理后将数据信号反馈给控制管理单元；

5、控制管理单元将接收到的数据信号与步骤1中设定的输出信号参数对比，如果结果一致，则待测三相电能表的错误接线类型为步骤1中设置的错误接线类型，如果不一致，则不是步骤1中设置的错误接线类型，重新设置错误接线类型、相序以及频率、幅值、相位参数，进行判断分析，直到相符合为止。

与现有技术相比，本发明所提供的三相电能表错误接线检测装置，相比于传统的电工式测试，避免了操作量大、接线繁琐的缺点，并且能够实现单种或多种错误接线类型的组合，模拟各种电能表接线错误情况，使测试具有更大的灵活性；基于Labview的控制管理平台操作简单，可视化界面设计使测试过程更加直观、简洁明了；根据错误类型和参数设置自动生成理论向量图，使输出信号控制更加精准、参数准确度更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一种三相电能表错误接线检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本实施新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明所提供的三相电能表错误接线检测装置，包括控制管理单元、通讯单元、信号发生单元、信号处理单元以及信号检测单元和保护及报警单元；信号发生单元包括相连接的单片机和DDS电路，信号处理单元包括相连接的功率放大器和变压器，信号检测单元包括信号采集模块；单片机通过RS232通讯电路和RS485通讯电路分别与控制管理单元和信号采集模块连接，DDS电路与功率放大器连接，变压器和信号采集模块分别与待测的三相电能表连接，保护及报警单元与单片机连接，保护及报警单元包括过压过流保护单元和报警器，过压过流保护单元包括保险丝和指示灯阵列。

控制管理单元是基于Labview的控制管理平台，包括错误接线控制子模块、检测与保护指示子模块以及数据分析子模块，是以上位PC机为载体，通过RS232通讯电路和RS485通讯电路与单片机和信号采集模块进行数据交换，遵循ZigBee无线通讯协议。

信号发生单元的单片机型号为STC15F2K60S2，DDS电路型号为AD9959，通过基于Labview的控制管理平台选择模拟的三相电能表模式，三相三线制或三相四线制，确定模式后选择错误接线类型，同时设定输出信号的相序、频率、幅值、相位参数，如果输出信号参数设置符合规范，则进行下一步，如果不符合则重新选择错误接线类型和输出信号的参数；根据选择的错误接线类型生成相应的错误代码，根据错误代码确定错误接线类型数据库中相应的错误接线类型的参数信号，通过RS232发送给单片机STC15F2K60S2，经过单片机处理后控制DDS电路AD9959产生相应的三相电能表错误接线类型的三相电压和电流仿真信号，并通过功率放大器和变压器放大后供给待测的三相电能表；信号采集模块实时采集待测三相电能表的真实电压电流数据和相序，并通过RS485反馈给单片机，通过单片机反馈给基于Labview的控制管理平台；如果反馈的信号与设定的输出信号参数一致，则待测三相电能表为所选错误接线类型，如果不一致，则不是所选错误接线类型；保护及报警单元根据采集的电压电流数据和相序进行相应的保护和指示动作，有故障信号时产生报警。

实施例：

1、通过基于Labview的控制管理平台设置三相电能表的模式为三相三线制，选择错误接线类型设定输出信号的相序为A相、B相、C相，设定频率、幅值以及相位参数，自动生成向量图；

2、根据步骤1中的相序和错误接线类型生成错误代码，根据错误代码调用错误接线类型参数数据库，获得所述错误代码对应的错误接线类型的参数信号，并通过RS232发送给下位的单片机STC15F2K60S2；

3、下位单片机STC15F2K60S2经过数据处理后控制DDS电路产生相应的两路线电压和三路相电流仿真信号，经过功率放大和电压电流等级放大后，模拟出待测三相电能表真实错误接线的情况；

4、信号采集模块采集待测三相电能表的电压电流数据和相序，并通过RS485反馈给单片机STC15F2K60S2，单片机STC15F2K60S2经过处理后将数据信号反馈给基于Labview的控制管理平台；

5、基于Labview的控制管理平台将接收到的数据信号与步骤1中设定的输出信号参数对比，如果结果一致，则待测三相电能表的错误接线类型为步骤1中设置的错误接线类型，如果不一致，则不是步骤1中设置的错误接线类型；例如，如果采集到的相序为B相、A相、C相，则与设定的相序不一致，重新设置错误接线类型、相序以及频率、幅值、相位参数，进行判断分析，直到相符合为止。

以上所揭露的仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或变型，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：所述三相电能表错误接线检测方法应用于三相电能表错误接线检测装置上，

所述三相电能表错误接线检测装置包括控制管理单元、通讯单元、信号发生单元、信号处理单元以及信号检测单元和保护及报警单元；所述信号发生单元包括相连接的单片机和DDS电路，所述信号处理单元包括相连接的功率放大器和变压器，所述信号检测单元包括信号采集模块；所述单片机通过通讯单元与所述控制管理单元和所述信号采集模块连接，所述DDS电路与所述功率放大器连接，所述变压器和信号采集模块分别与待测的三相电能表连接，所述保护及报警单元与所述单片机连接；

所述三相电能表错误接线检测方法包括如下步骤：

步骤1：通过控制管理单元设置三相电能表的模式、相序以及错误接线类型，设定输出信号的频率、幅值以及相位参数，自动生成向量图；

步骤2：根据步骤1中的相序和错误接线类型生成错误代码，根据错误代码调用错误接线类型参数数据库，获得所述错误代码对应的错误接线类型的参数信号，并通过通讯单元发送给下位的单片机；

步骤3：下位单片机经过数据处理后控制DDS电路产生相应的仿真信号，经过功率放大和电压电流等级放大后，模拟出待测三相电能表真实错误接线的情况；

步骤4：信号采集模块采集待测三相电能表的电压电流数据和相序，并通过通讯单元反馈给单片机，单片机经过处理后将数据信号反馈给控制管理单元；

步骤5：控制管理单元将接收到的数据信号与步骤1中设定的输出信号参数对比，如果结果一致，则待测三相电能表的错误接线类型为步骤1中设置的错误接线类型，如果不一致，则不是步骤1中设置的错误接线类型，重新设置错误接线类型、相序以及频率、幅值、相位参数，进行判断分析，直到相符合为止。

2.如权利要求1所述的三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：所述控制管理单元是基于Labview的控制管理平台，所述基于Labview的控制管理平台以上位PC机为载体。

3.如权利要求2所述的三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：所述基于Labview的控制管理平台包括错误接线控制子模块、检测与保护指示子模块以及数据分析子模块。

4.如权利要求1所述的三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：所述保护及报警单元包括过压过流保护单元和报警器，所述过压过流保护单元包括保险丝和指示灯阵列。

5.如权利要求1所述的三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：所述通讯单元包括RS232通讯电路、RS485通讯电路和GPRS模块。

6.如权利要求1所述的三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：所述信号采集模块包括采集电路和AD转换电路。

7.如权利要求1所述的三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：还包括用于设定时间间隔的时钟单元，所述时钟单元与所述单片机连接，用于将在设定时间间隔内计量的电能值传输至供电管理控制中心。

8.如权利要求1所述的三相电能表错误接线检测方法，其特征在于：所述三相电能表的错误接线类型包括CT二次短路、开路，极性反接，PT一、二次断相，电压错相，电流错相，表尾电流进出反接。

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