CN108693498A - 一种电能表校验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电能表校验方法。其特点是，包括如下步骤：(1)现场采集存储数据：首先设定一个时间段，在该时间段，按照选定的采样方式同时采样被校电能表计量回路的各相电压与各相电流，并将每次采样的结果连同该次采样发生的时刻信息一并存储；同时记录存储该时间段内被校电能表输出的各低频脉冲的边沿出现的时刻信息，以及每个工频周波边沿过“0”的时刻信息；(2)后滞计算分析：将步骤(1)现场采集存储的数据送至计算机进行计算和分析，得到被校验电能表的计量误差。本发明的校验方法采用了全新的采、算分离式电能表校验方法，使校验过程具有了较强的灵活性和可操作性。

Description

一种电能表校验方法

技术领域

本发明涉及一种电能表校验方法。

背景技术

标准表法是目前电能表室内检定和现场检验普遍采用的方法，它通过将被检表与标准表同时测定的电能值相比较，来确定被检表的相对误差。

该方法具有简便易操作，对检定人员无过高理论知识要求的优点，但该方法在在技术上也存在一定的不足：1.由于该校验方法只得出结果，不记录校验过程量，在校验操作完成离线状态下，无法对校验过程做进一步的技术分析，尤其是在分析现场计量环境因素时，包括电压电流信号的谐波、非周期性、电网冲击等对被校表计量的影响。2.实际当中，被校表的计量原理是不尽相同的。以有功电能表为例，除了传统的全功率计量原理的有功电能表外，还有基波电能表和谐波电能表。在这种情况下，标准表采用固定公式计算标准电能，若标准表与被校表计量原理不同，可能导致校验结果异常。3.由于电能表是实时运行的，其计算标准电能的算法不能复杂，否则无法满足实时性的要求，由此限制了对一些性能优良但较为复杂的算法的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种电能表校验方法，能够给校验带来了较大的灵活性，提高了校验结果的准确性和可靠性。

一种电能表校验方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

(1)现场采集存储数据：首先设定一个时间段，在该时间段，按照选定的采样方式同时采样被校电能表计量回路的各相电压与各相电流，并将每次采样的结果连同该次采样发生的时刻信息一并存储；同时记录存储该时间段内被校电能表输出的各低频脉冲的边沿出现的时刻信息，以及每个工频周波边沿过“0”的时刻信息；

(2)后滞计算分析：将步骤(1)现场采集存储的数据送至计算机进行计算和分析，得到被校验电能表的计量误差。

2、如权利要求1所述的一种电能表校验方法，其特征在于：步骤(2)具体如下：

1)在计算机上，以时间t为横坐标，分别以电压采样值U_m、电流采样值I_m以及被校表低频脉冲的逻辑值F_L为纵坐标，绘出波形图，以该波形图中的时刻t₁为某一低频脉冲的边沿时标，时刻t₂为其后第n个低频脉冲的边沿时标，其中n为数量值取正整数，选择时刻t₁为校验起始时刻，时刻t₂为校验停止时刻，则t₁～t₂时段为校验时段；

2)在现场采集存储的所有数据中，找出属于步骤1)校验时段的电压、电流采样数据和低频脉冲数据，具体是将电压、电流、低频脉冲数据的时标值，分别与校验起始时刻、校验停止时刻进行对照，凡时标大于或等于校验起始时刻并且小于或等于校验停止时刻的数据，则属于校验时段的数据，否则不属于校验时段的数据；

3)将步骤2)得到的属于校验时段的电压、电流采样数据的数量记为k，校验时段内第一个电压采样数据记为u₁，最后一个电压采样数据记为u_k，第一个电流采样数据记为i₁，最后一个电流采样数据为i_k，则该时段标准有功电能的值W₀为：

式中A_u为电压采样值与实际值间的转换系数，单位为V；式中A_i为电流采样值与实际值间的转换系数，单位为A；式中t₁、t₂为时刻值，单位为s。

4)在校验时段内，被校电能表输出了n个低频脉冲，其中n为数量值取正整数，若被校电能表的电能表常数为C，则n个低频脉冲折算的电能值W为：

5)被校表计量误差E为：

式中W为n个低频脉冲折算的电能值，单位为kWh；W₀为校验时间段内的标准电能值，单位为kWh；E为被校表计量误差。

本发明的校验方法采用了全新的采、算分离式电能表校验方法，在采集了电能表的现场参数后，即可在可视化的PC图形界面下，由操作人员自由选择校验时段、分析工具和计量算法等，进行下一步的计算、分析工作，使校验过程具有了较强的灵活性和可操作性。

附图说明

附图1为背景技术的校验原理图；

附图2为本发明的校验原理图；

附图3为单相电能表现场采集参数波形图。

具体实施方式

本发明提供了一种新的电能表校验方法：该方法将电能表校验拆分成“现场采集存储”和“后滞计算分析”两个步骤来完成，两个步骤的实施在时间和空间上可以不同，这能够给校验带来了较大的灵活性。暂且称之为“采算分离式法”，这两个步骤的具体内容是：

第一步，现场采集存储：设定一个时间段，在该时间段内，按选定的采样方式同时采样被校表计量回路各相(线)电压与各相(线)电流，并将每次采样的结果连同该次采样发生的时刻信息一并存储。同时，记录存储该时间段内被校表输出的各低频脉冲边沿出现的时刻信息，以及每个工频周波边沿过“0”的时刻信息。上述的时刻信息简称为时标。

第二步，后置计算分析：将第一步现场采集存储的数据送PC机，在计算、分析软件包的支持下，开展后续的各种计算与分析工作，包括计算被校表计量误差，分析现场计量环境因素对被校表计量的影响等。由于有电压电流采样的数据，利用这些数据，配以必要的分析软件，如傅立叶变换、小波变换、二次变换、神经网络等，开展所需的技术分析。

在离线状态下得到被校验表计量误差的理论说明：标准法测量误差的实质，其实就是标准表和被校表在相同的时段，针对相同的计量对象同时计量，然后通过比较两表计量的电能值得到被校表的计量误差。采算分离法测量误差的机理同样如此，只是标准电能值的获得不再使用标准表，而是首先在第一步利用“电能表现场参数记录仪”高精度的采集被校表计量回路的电压电流信号，然后在第二步再由PC机对上述采样信号进行计算得到标准电能值。这里的关键是电压电流各采样点数据和各低频脉冲边沿数据存储时所带的时标。在第二步计算误差时，可以首先选择若干个连续的低频脉冲，以其中首个脉冲的时标作为校验起始时刻，最后一个脉冲时标作为校验停止时刻，期间的间隔则为校验时段，再根据各电压电流采样数据所带的时标，可以找出存储于校验时段的所有电压电流采样数据。利用这些数据，就能计算得到校验时段的标准电能值。而校验时段内的低频脉冲个数则代表该时段被校表计量的电能值。有了时标，就能保证在离线状态下计算得到的标准电能与被校表计量的电能，二者计量的时段是完全相同的。

实施例1：

下面以单相电能表校验为例，说明实际中如何利用采集的现场参数计算误差：

1.在图2所示PC机上，以时间t为横坐标，分别以电压采样值U_m、电流采样值I_m以及被校表低频脉冲的逻辑值F_L为纵坐标，绘出如图3所示的波形图。图中t₁为某一低频脉冲的边沿时标，t₂为其后第n个低频脉冲的边沿时标，现选择t₁为校验起始时刻，t₂为校验停止时刻，t₁～t₂时段则为校验时段。

2.在现场采集存储的所有数据中，找出属于校验时段的电压电流采样数据和低频脉冲数据。方法是，将所述数据与所带时标与校验起始时刻和校验停止时刻对照，凡时标大于或等于校验起始时刻而小于或等于校验停止时刻的数据，则属于校验时段，否则不属于。

3.假定属于校验时段的电压电流采样数据的数量都为k(同步采样，因此采样点数相同)，校验时段内第一个电压采样数据记为u₁，最后一个记为u_k，第一个电流采样数据记为i₁，最后一个为i_k，则该时段标准有功电能的值W₀为：

式中A_u为电压采样值(经A/D转化的数字化数据)与实际值间的转换系数，其大小由电压通道的硬件参数决定，单位为V。A_i为电流采样值(经A/D转换的数字化数据)与实际值间的转换系数，其大小由电流通道的硬件参数决定，单位为A。t₁、t₂单位为s。

4.在校验时段内，被校电能表输出了n(n为数量值、取正整数)个低频脉冲，若被校电能表的电能表常数为C，则n个低频脉冲折算的电能值W为：

5.被校表计量误差E为：

式中W为n个低频脉冲折算的电能值，单位为kWh；W₀为校验时间段内的标准电能值，单位为kWh；E为被校表计量误差。

采算分离式电能表校验方法，在采集了电能表的现场参数后，即可在可视化的PC图形界面下，由操作人员自由选择校验时段、分析工具和计量算法等，进行下一步的计算、分析工作，使校验过程具有了较强的灵活性和可操作性。正是这种灵活性和可操作性的特点，使得新方法的工作内容不再如现行的标准表法那样，仅限于获得被校表的计量误差，而可拓展至对校验过程的技术分析、对计量影响量的技术分析、对特定表计现场适应性的考核、对各种计量算法的比对评测等一些方面。

Claims (2)

1.一种电能表校验方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)现场采集存储数据：首先设定一个时间段，在该时间段，按照选定的采样方式同时采样被校电能表计量回路的各相电压与各相电流，并将每次采样的结果连同该次采样发生的时刻信息一并存储；同时记录存储该时间段内被校电能表输出的各低频脉冲的边沿出现的时刻信息，以及每个工频周波边沿过“0”的时刻信息；

(2)后滞计算分析：将步骤(1)现场采集存储的数据送至计算机进行计算和分析，得到被校验电能表的计量误差。

2.如权利要求1所述的一种电能表校验方法，其特征在于：步骤(2)具体如下：

1)在计算机上，以时间t为横坐标，分别以电压采样值U_m、电流采样值I_m以及被校表低频脉冲的逻辑值F_L为纵坐标，绘出波形图，以该波形图中的时刻t₁为某一低频脉冲的边沿时标，时刻t₂为其后第n个低频脉冲的边沿时标，其中n为数量值取正整数，选择时刻t₁为校验起始时刻，时刻t₂为校验停止时刻，则t₁～t₂时段为校验时段；

2)在现场采集存储的所有数据中，找出属于步骤1)校验时段的电压、电流采样数据和低频脉冲数据，具体是将电压、电流、低频脉冲数据的时标值，分别与校验起始时刻、校验停止时刻进行对照，凡时标大于或等于校验起始时刻并且小于或等于校验停止时刻的数据，则属于校验时段的数据，否则不属于校验时段的数据；

3)将步骤2)得到的属于校验时段的电压、电流采样数据的数量记为k，校验时段内第一个电压采样数据记为u₁，最后一个电压采样数据记为u_k，第一个电流采样数据记为i₁，最后一个电流采样数据为i_k，则该时段标准有功电能的值W₀为：

式中A_u为电压采样值与实际值间的转换系数，单位为V；式中A_i为电流采样值与实际值间的转换系数，单位为A；式中t₁、t₂为时刻值，单位为s。

4)在校验时段内，被校电能表输出了n个低频脉冲，其中n为数量值取正整数，若被校电能表的电能表常数为C，则n个低频脉冲折算的电能值W为：

5)被校表计量误差E为：

式中W为n个低频脉冲折算的电能值，单位为kWh；W₀为校验时间段内的标准电能值，单位为kWh；E为被校表计量误差。