CN108663650A - 电能表现场校验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电能表现场校验装置及方法，包括：采集模块，其电能采集模块通过串联接入被测电能表所在的电网，采集电能数据，其温度采集模块用于采集电能采集模块的温度数据；温度补偿执行模块，温度补偿执行模块包括加热器和热循环装置，加热器设置在热循环装置的导热介质上；控制模块，控制模块包括存储器，存储器内存储有误差修正值，控制模块通信连接于采集模块和温度补偿执行模块，用于依据采集模块输出的温度数据控制加热器配合热循环装置同步工作，以将电能采集模块的温度维持在设定温度，并从存储器内获得误差修正值，计算出被测电能表的电能误差。采用本发明提供的电能表现场校验装置及方法，能够快速准确完成智能电能表的现场校验。

Description

电能表现场校验装置及方法

技术领域

本发明属于电能表现场计量检测技术领域，更具体地，涉及一种电能表现场校验装置及方法。

背景技术

电能是电磁学计量中的最重要的物理量，电能计量的可靠性和准确性，直接关系到贸易结算的公平公正。但是，由于电能表现场校验装置的准确度受易环境影响，造成计量结果无法被认可，导致目前电能表计量监管方式仍然停留在实验室检测的模式，无法满足电能表的监管需求。

目前国内对于电能表现场校验的方式、方法有两种：一是将类似标准电能表的测量设备串接入电网中，通过测量比对获得被校验电能表的电能计量误差；二是将被校验表摘下，接入便携式功率源，配合测量设备进行校验。这两种方式中，第一种是在线检测，十分简便，第二种可看作是把实验室搬到了现场，测量相对准确，但较为繁琐，而且功率源不方便搬运。两种方式均有其固有问题：第一种方式无法直接获得电能表误差，只能通过计算电能差值获得，并且测量受电网干扰较大；第二种方式需要把电能表拆下，再用标准装置现场校验，也就脱离了实际使用的电气环境，而且停电会给用户带来经济上的损失。无论哪种方式都会受到温度等环境影响，造成计量结果不准确。

由于我国电能表使用环境较为复杂，一方面电压、电流波动较多，谐波含量也较大，相角变化比较频繁，甚至因为谐波、相角等原因发生过大面积停电、脱网等严重事件；另一方面电能表的安装位置、规格型号、接线方式也各不相同，特别是安装量较大的户外电能表，由于户外温湿度变化剧烈，对电能表及测试设备的准确度、可靠性等影响很大。限制了电能表的现场校验，不能很好的保证现场测试结果的可靠性。因此，当前在国内对于智能电能表的计量准确性检查仍然以实验室校验为主，现场校验开展得很少。

目前国家电网各电力公司已经研发和使用了一些便携式电能表现场校验装置，但这些装置大部分为工程级别的测量仪表，准确度不高，而且现场检测的参数量值也无法实现溯源和计量检定，因此，需要提供一种电能表现场校验装置及方法，解决电能表现场校验缺乏有效设备的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高精度、高可靠性的电能表现场校验装置，在不影响用能单位系统电源、不给用能单位增加用电负荷的情况下，将现场校验装置串联接入电网中，采用隔离、净化等技术，快速获得被测电能表的电能计量误差，其所具有的温度补偿功能，能够确保现场校验仪持续工作在规程规定的温度环境中，直接避免了温度对现场校验结果产生的影响。

根据本发明的一方面，提出了一种电能表现场校验装置，该装置包括：

采集模块，所述采集模块包括电能采集模块和设置于所述电能采集模块上的温度采集模块，所述电能采集模块通过串联接入被测电能表所在的电网，采集电能数据，所述温度采集模块用于采集所述电能采集模块的温度数据；

温度补偿执行模块，所述温度补偿执行模块包括加热器和热循环装置，所述加热器设置在所述热循环装置的导热介质上，所述热循环装置利用所述导热介质将所述加热器的热量在所述电能表现场校验装置内循环；

控制模块，所述控制模块包括存储器，所述存储器内存储有误差修正值，所述控制模块通信连接于所述采集模块和所述温度补偿执行模块，用于依据所述采集模块输出的温度数据控制所述加热器配合所述热循环装置同步工作，以将所述电能采集模块的温度维持在设定温度，并从所述存储器内获得误差修正值，计算出所述被测电能表的电能误差。

优选地，当所述温度采集模块采集到的温度小于所述设定温度的下限值时，开启所述加热器，当所述温度采集模块采集到的温度大于所述设定温度的上限值时，关闭所述加热器；所述热循环装置随着所述加热器同步启动和关闭。

优选地，所述温度补偿执行模块还包括散热器，所述散热器设置在所述热循环装置的导热介质上；所述控制模块依据所述采集模块输出的温度数据控制所述加热器配合所述热循环装置同步工作，或者控制所述散热器配合所述热循环装置同步工作，以将所述电能采集模块的温度维持在设定温度。

优选地，当所述温度采集模块采集到的温度小于所述设定温度的下限值时，开启所述加热器，当所述温度采集模块采集到的温度大于所述设定温度的上限值时，关闭所述加热器；

当所述温度采集模块采集到的温度大于所述设定温度的上限值时，开启所述散热器，当所述温度采集模块采集到的温度小于所述设定温度的下限值时，关闭所述散热器；

所述热循环装置随着所述加热器或所述散热器同步启动和关闭。

优选地，进一步包括屏蔽外壳，所述屏蔽外壳设置于所述电能表现场校验装置的外侧。

优选地，所述屏蔽外壳由保温材料制成。

优选地，所述温度采集模块包括至少一个温度传感器。

优选地，所述控制模块还包括显示屏和按键电路，通过所述按键电路设置所述设定温度，所述显示屏用于显示所述设定温度和所述被测电能表的电能误差。

根据本发明的另一方面，提出了一种电能表现场校验方法，该方法包括如下步骤：

1)通过所述控制模块的按键电路设置所述设定温度，所述控制模块依据所述设定温度控制所述加热器配合所述热循环装置同步工作，将所述电能采集模块的温度维持在设定温度；

2)将所述电能采集模块通过串联接入被测电能表所在的电网，采集电能数据，并传送至所述控制模块；

3)所述控制模块依据所述设定温度和负载点从所述存储器内获得误差修正值，结合所述电能采集模块获得的电能数据以及所述被测电能表的电能数据，计算出所述被测电能表的电能误差。

本发明的有益效果在于：

1、提供一种电能表现场校验装置，该装置内设置有温度采集模块采集电能采集模块的温度数据，利用控制模块依据温度采集模块输出的温度数据控制温度补偿执行模块，以将电能采集模块的温度维持在设定温度，其利用温度补偿技术，确保现场校验仪持续工作在规程规定的温度环境中，直接避免了温度对现场校验结果产生的影响；

2、提供一种电能表现场校验方法，能够自动对当前测量的负载点的误差进行修正，有效保证用能数据测量的真实性、准确性和可靠性，填补国内智能电表现场校验的技术空白，推动电表等能源计量器具计量监管模式的转变，促进监管效率的提升。

本发明的其它特征和优点将在随后具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

通过结合附图对本发明示例性实施方式进行更详细的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本发明示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1示出了根据本发明的电能表现场校验装置的示意性结构图。

图2示出了根据本发明的电能表现场校验方法的流程图。

图3示出了根据本发明的一个实施例的电能表现场校验装置的示意性结构图。

附图标记说明

100、采集模块；101、电能采集模块；102、温度采集模块；200、控制模块；201、存储器；202、显示屏；203、按键电路；300、温度补偿执行模块；301、加热器；302、散热器；303、热循环装置；400、屏蔽外壳；500、风扇；600、温度传感器。

具体实施方式

下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本发明更加透彻和完整，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

实施例1

图1示出了根据本发明的电能表现场校验装置的示意性结构图。

如图1所示，在该实施例中，根据本发明的电能表现场校验装置，该装置包括：采集模块100，采集模块100包括电能采集模块101和设置于电能采集模块101上的温度采集模块102，电能采集模块101通过串联接入被测电能表所在的电网，采集电能数据，温度采集模块102用于采集电能采集模块101的温度数据；温度补偿执行模块300，温度补偿执行模块300包括加热器301和热循环装置303，加热器301设置在热循环装置303的导热介质上，热循环装置303利用导热介质将加热器301的热量在电能表现场校验装置内循环；控制模块200，控制模块200包括存储器201，存储器201内存储有误差修正值，控制模块200通信连接于采集模块100和温度补偿执行模块300，用于依据采集模块100输出的温度数据控制加热器301配合热循环装置303同步工作，以将电能采集模块101的温度维持在设定温度，并从存储器201内获得误差修正值，计算出被测电能表的电能误差。

该实施例的目的是提供一种高精度、高可靠性的电能表现场校验装置，在不影响用能单位系统电源、不给用能单位增加用电负荷的情况下，将现场校验装置串联接入电网中，采用隔离、净化等技术，快速获得被测电能表的电能计量误差，其所具有的温度补偿功能，能够确保现场校验仪持续工作在规程规定的温度环境中，直接避免了温度对现场校验结果产生的影响。

作为优选方案，当温度采集模块102采集到的温度小于设定温度的下限值时，开启加热器301，当温度采集模块102采集到的温度大于设定温度的上限值时，关闭加热器301；热循环装置303随着加热器301同步启动和关闭。

具体地，将设定温度设置的高于检测环境的温度，这样可以保证电能表现场校验装置内部的温度高于大多数的检测环境温度，防止内部器件发生温度漂移，使其工作状态保持稳定。

作为优选方案，温度补偿执行模块300还包括散热器302，散热器302设置在热循环装置303的导热介质上；控制模块200依据采集模块100输出的温度数据控制加热器301配合热循环装置303同步工作，或者控制散热器302配合热循环装置303同步工作，以将电能采集模块101的温度维持在设定温度。

具体地，温度补偿执行模块300还可以设置散热器302，这样在环境温度比较冷的时候，可以将设定温度设置的低于检测环境的温度，同样可以防止内部器件发生温度漂移，增设散热器302可以提高电表现场校验装置的环境适应性，使得其应用更为广泛。

作为优选方案，将设定温度设置的高于检测环境的温度，此时需要加热器301维持设定温度，具体地，当温度采集模块102采集到的温度小于设定温度的下限值时，开启加热器301，热循环装置303同步启动，加热器301配合热循环装置303进行工作，利用导热介质使得加热器301发出的热量在电能表现场校验装置内循环，电能表现场校验装置内部的温度开始上升，当温度采集模块102采集到的温度到达设定温度的上限值时，加热器301关闭，热循环装置303同步关闭；

将设定温度设置的低于检测环境的温度，此时需要散热器302维持设定温度，具体地，当温度采集模块102采集到的温度大于设定温度的上限值时，开启散热器302，热循环装置303同步启动，加热器301配合热循环装置303进行工作，利用导热介质使得电能表现场校验装置内部的温度开始下降，当温度采集模块102采集到的温度小于设定温度的下限值时，散热器302关闭；热循环装置303同步关闭。

本领域技术人员应当理解，此处的导热介质可以使空气，也可以是水、油、硅胶、橡胶等液体或固体；加热器301的加热方式为PTC陶瓷加热和电热丝加热中的任意一种；散热器302的制冷方式为压缩制冷、半导体制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷中的任意一种。

作为优选方案，进一步包括屏蔽外壳400，屏蔽外壳400设置于电能表现场校验装置的外侧；屏蔽外壳400由保温材料制成。

具体地，在对电能表现场校验装置进行整体设计时，特别采用了保温材料在装置的外侧形成温度屏蔽外壳，保证装置内部温度的相对稳定，降低环境温度对现场校验装置工作温度的影响。另外，在设计现场校验装置时，还应在元器件选型时特别关注温度对元器件性能的影响，选择采用温度特性良好的器件，提高系统的温度适应性，以保证现场校验装置的稳定性和可靠性。

作为优选方案，温度采集模块102包括至少一个温度传感器。

具体地，在电能表现场校验装置内可以设置多个温度传感器，进行多点采样，防止局部温度异常对装置准确度产生不良影响。

作为优选方案，控制模块200还包括显示屏202和按键电路203，通过按键电路203设置设定温度，显示屏202用于显示设定温度和被测电能表的电能误差。

本实施例提供一种电能表现场校验装置，该装置内设置有温度采集模块采集电能采集模块的温度数据，利用控制模块依据温度采集模块输出的温度数据控制温度补偿执行模块，以将电能采集模块的温度维持在设定温度，其利用温度补偿技术，确保现场校验仪持续工作在规程规定的温度环境中，直接避免了温度对现场校验结果产生的影响。

实施例2

图2示出了根据本发明的电能表现场校验方法的流程图。

如图2所示，根据本发明的实施例，提供了一种电能表现场校验方法，该方法包括如下步骤：

步骤1，通过控制模块的按键电路设置设定温度，控制模块依据设定温度控制加热器配合热循环装置同步工作，将电能采集模块的温度维持在设定温度；

步骤2，将电能采集模块通过串联接入被测电能表所在的电网，采集电能数据，并传送至控制模块；

步骤3，控制模块依据设定温度和负载点从存储器内获得误差修正值，结合电能采集模块获得的电能数据以及被测电能表的电能数据，计算出被测电能表的电能误差。

误差修正值是通过精度更高、系统更为稳定的上一级标准获得的，首先，确定电能表现场校验装置的可设定温度点；然后，利用上一级标准，对电能表现场校验装置进行校准，记录电能表现场校验装置在每一个可设定温度点下每一个负载点的误差作为误差修正值，并将误差修正值存入电能表现场校验装置控制模块的存储器中。

具体地，在对电能表现场校验装置进行电能误差校准时，可在每一个电能表现场校验装置的可设定的温度下进行，通过电能表现场校验装置的存储器，记录电能表现场校验装置在该设定温度下各负载点的误差作为修正值。当利用现场校验装置对电能表进行校验时，可自动对当前测量的负载点的误差进行修正。

例如，电能表现场校验装置可设定温度点有3个，分别为10℃、30℃、50℃，通过上一级标准对现场校验装置校准时，可以在上述三个设定温度下分别测量，如在10℃下测量所需的多个负载点误差，用0(计量上认为上一级标准的误差为0)减去每个负载点的误差即为在10℃下该负载点的修正值。

本领域技术人员应当理解，负载点即负载电流，电能表典型的负载电流包括功率因数为1.0时：0.05Ib、0.1Ib、0.5Ib、Ib、0.5Imax、Imax，功率因数为0.5L或0.8C时：0.1Ib、0.2Ib、0.5Ib、Ib、0.5Imax、Imax Ib为基本电流。

电能表标注方式为Ib(Imax)，如10(100)A表示基本电流为10A，最大电流为100A，功率因数为 是电流和电压的相位差，如相位差是60度时，功率因数为0.5，L和C代表电感性和电容性负载，可理解为相位差的正负。

本实施例提供一种电能表现场校验方法，能够自动对当前测量的负载点的误差进行修正，有效保证用能数据测量的真实性、准确性和可靠性，填补国内智能电表现场校验的技术空白，推动电表等能源计量器具计量监管模式的转变，促进监管效率的提升。

应用示例

为便于理解本发明实施例的方案及其效果，以下给出一个具体应用示例。本领域技术人员应理解，该示例仅为了便于理解本发明，其任何具体细节并非意在以任何方式限制本发明。

图3示出了根据本发明的一个实施例的电能表现场校验装置的示意性结构图。

如图3所示，本应用示例提供一种电能表现场校验装置，该装置包括采集模块、温度补偿执行模块和控制模块200，

其中，

采集模块包括电能采集模块和设置于电能采集模块上的温度采集模块，在本应用示例中温度采集模块为温度传感器600；

温度补偿执行模块包括加热器301、散热器302和热循环装置，在本应用示例中，热循环装置为风扇500，那么导热介质就是空气，风扇500配合加热器301或散热器302进行工作，使得电能表现场校验装置内的各个模块维持在设定温度；

控制模块200，控制模块200包括存储器，存储器内存储有利用上一级标准获得的误差修正值，控制模块200通信连接于温度传感器600和温度补偿执行模块，依据采集模块输出的温度数据控制加热器301或散热器302配合风扇500同步工作，以将电能采集模块的温度维持在设定温度，并从控制模块200的存储器内获得误差修正值，计算出被测电能表的电能误差。

该应用示例的目的是提供一种高精度、高可靠性的电能表现场校验装置，在不影响用能单位系统电源、不给用能单位增加用电负荷的情况下，将现场校验装置串联接入电网中，采用隔离、净化等技术，快速获得被测电能表的电能计量误差，其所具有的温度补偿功能，能够确保现场校验仪持续工作在规程规定的温度环境中，直接避免了温度对现场校验结果产生的影响。

在本应用示例中将现场校验装置的设定温度设置为50℃，保证校验仪内部温度高于检测环境温度，防止内部器件发生温度漂移，使其工作状态保持稳定。若机体内部温度低于设定温度，即启动加热器301，再通过风扇500在校验仪内部达到热风循环效果，使整个校验仪内温度均匀提高，待超过设定温度1℃后，自动停止加热，使设备自然冷却降温，待低于设定温度1℃启动加热器301，从而保证仪器内部温度稳定。另外，在电能表现场校验装置的外侧设置屏蔽外壳400，保证装置内部温度的相对稳定，降低环境温度对现场校验装置工作温度的影响。

控制模块200依据设定温度和负载点从存储器内获得误差修正值，结合电能采集模块获得的电能数据以及被测电能表的电能数据，计算出被测电能表的电能误差。

本应用示例提供一种电能表现场校验装置，该装置内设置有温度采集模块采集电能采集模块的温度数据，利用控制模块依据温度采集模块输出的温度数据控制温度补偿执行模块，以将电能采集模块的温度维持在设定温度，其利用温度补偿技术，确保现场校验仪持续工作在规程规定的温度环境中，直接避免了温度对现场校验结果产生的影响。

本领域技术人员应理解，上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果，并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。

以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。

Claims (9)

1.一种电能表现场校验装置，其特征在于，该装置包括：

采集模块，所述采集模块包括电能采集模块和设置于所述电能采集模块上的温度采集模块，所述电能采集模块通过串联接入被测电能表所在的电网，采集电能数据，所述温度采集模块用于采集所述电能采集模块的温度数据；

温度补偿执行模块，所述温度补偿执行模块包括加热器和热循环装置，所述加热器设置在所述热循环装置的导热介质上，所述热循环装置利用所述导热介质将所述加热器的热量在所述电能表现场校验装置内循环；

控制模块，所述控制模块包括存储器，所述存储器内存储有误差修正值，所述控制模块通信连接于所述采集模块和所述温度补偿执行模块，用于依据所述采集模块输出的温度数据控制所述加热器配合所述热循环装置同步工作，以将所述电能采集模块的温度维持在设定温度，并从所述存储器内获得误差修正值，计算出所述被测电能表的电能误差。

2.根据权利要求1所述的电能表现场校验装置，其中，

当所述温度采集模块采集到的温度小于所述设定温度的下限值时，开启所述加热器，当所述温度采集模块采集到的温度大于所述设定温度的上限值时，关闭所述加热器；

所述热循环装置随着所述加热器同步启动和关闭。

3.根据权利要求1所述的电能表现场校验装置，其中，所述温度补偿执行模块还包括散热器，所述散热器设置在所述热循环装置的导热介质上；

所述控制模块依据所述采集模块输出的温度数据控制所述加热器配合所述热循环装置同步工作，或者控制所述散热器配合所述热循环装置同步工作，以将所述电能采集模块的温度维持在设定温度。

4.根据权利要求3所述的电能表现场校验装置，其中，

当所述温度采集模块采集到的温度小于所述设定温度的下限值时，开启所述加热器，当所述温度采集模块采集到的温度大于所述设定温度的上限值时，关闭所述加热器；

当所述温度采集模块采集到的温度大于所述设定温度的上限值时，开启所述散热器，当所述温度采集模块采集到的温度小于所述设定温度的下限值时，关闭所述散热器；

所述热循环装置随着所述加热器或所述散热器同步启动和关闭。

5.根据权利要求1所述的电能表现场校验装置，其中，进一步包括屏蔽外壳，所述屏蔽外壳设置于所述电能表现场校验装置的外侧。

6.根据权利要求5所述的电能表现场校验装置，其中，所述屏蔽外壳由保温材料制成。

7.根据权利要求1所述的电能表现场校验装置，其中，所述温度采集模块包括至少一个温度传感器。

8.根据权利要求1所述的电能表现场校验装置，其中，所述控制模块还包括显示屏和按键电路，通过所述按键电路设置所述设定温度，所述显示屏用于显示所述设定温度和所述被测电能表的电能误差。

9.一种电能表现场校验方法，利用权利要求1-8任一所述的电能表现场校验装置，该方法包括如下步骤：

1)通过所述控制模块的按键电路设置所述设定温度，所述控制模块依据所述设定温度控制所述加热器配合所述热循环装置同步工作，将所述电能采集模块的温度维持在设定温度；

2)将所述电能采集模块通过串联接入被测电能表所在的电网，采集电能数据，并传送至所述控制模块；

3)所述控制模块依据所述设定温度和负载点从所述存储器内获得误差修正值，结合所述电能采集模块获得的电能数据以及所述被测电能表的电能数据，计算出所述被测电能表的电能误差。