CN111474513A - 一种带电压测量的hplc模块及表计电压误差判断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带电压测量的HPLC模块，包括HPLC模块和电压测量装置，所述电压测量装置包括相连的电压互感器和计量芯片，本发明也公开了一种带电压测量的HPLC模块的表计电压误差判断方法，包括：若所述载波模块电压大于表计电压，则表计电压测量出现了负误差超差；若所述载波模块电压小于表计电压，则表计电压测量出现了正误差超差；若所述载波模块电压等于表计电压，则表计电压测量未出现超差。本发明改造现有的HPLC模块测得载波模块电压，与表计电压对比，使得对表计电压测量是否超差的判断更精准有效。
Description
技术领域
本发明涉及用电采集技术领域，尤其涉及一种带电压测量的HPLC模块及表计电压误差判断方法，所述HPLC即宽带高速电力线载波。
背景技术
居民户表数量庞大，在长期的运行过程中，部分表计元器件指标性能下降或损坏，导致计量失准，主要表现为电压或电流超差，出现少计或多计电量的问题。而居民户表又没有定期轮校，故障隐患长期存在，如果是少计电量，将给供电部门造成损失，如果是多计电量，有可能引发服务投诉，甚至造成大的社会舆情。
台区线损分析是监测计量故障的手段之一，但由于居民户数量多，电量较小，排查困难，有些计量故障很难在台区线损上体现出来，难以做到精准判断。对于单相居民表，单相表结构如图1所示，表计测量了电压、火线与零线电流。居民正常用电过程中，火线与零线电流为一串联回路，在同一时刻数值相同，如图2所示，用电信息采集系统已经实现了对居民用户四个时间点电压、火线电流、零线电流的日采集，通过比对零火线电流的差异，可以判断电流测量是否超差，但表计只采样了一路电压(三相表为三相相电压)，没有参考比对，无法判断表计电压测量是否超差。因此需要另一组独立电压测量，构成参考比对，以判断表计电压测量是否超差。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于上述问题，本发明提供一种带电压测量的HPLC模块及表计电压误差判断方法，通过将现有HPLC模块改造加入电压测量装置，测得的载波模块电压用于与表计电压相对比，使得对表计电压测量是否超差的判断更加精准有效。
(二)技术方案
基于上述的技术问题，本发明提供一种带电压测量的HPLC模块包括HPLC模块和电压测量装置，包括HPLC模块和电压测量装置，所述电压测量装置包括相连的电压互感器和计量芯片，所述HPLC模块包括模块电源、电压检测模块、载波芯片、交流接口、过零电路，所述模块电源对外连接电能表，所述交流接口对外连接电力线，所述载波芯片与所述电压检测模块、过零电路、计量芯片分别相连，所述交流接口与所述过零电路、电压互感器分别相连，所述电压检测模块也与模块电源相连；所述电压互感器用于取样线路电压并转换为低电压；所述计量芯片用于测量线路电压有效值并传送给所述载波芯片储存；所述过零电路用于判断电力线停电与相位识别；所述电压检测模块用于判断表计是否掉电。
进一步的，所述HPLC模块还包括与所述载波芯片分别连接的弱电通信接口、载波收发电路、指示灯和Flash存储器，所述弱电通信接口对外连接电能表，所述载波收发电路与所述交流接口相连。
进一步的，对于单相电能表，所述电压测量装置为一组电压互感器和单相计量芯片；对于三相电能表，所述电压测量装置为三个电压互感器和一个三相计量芯片。
优选地，所述电压互感器为ZHTPT107W。
优选地，所述单相计量芯片为HT7017，所述三相计量芯片为HT7038。
优选地，所述载波芯片为SC3015H。
本发明也公开了一种带电压测量的HPLC模块的表计电压误差判断方法，所述方法包括以下步骤：
S1、将所述带电压测量的HPLC模块安装在电能表处，与电能表相连；
S2、表计的通信协议DL/T645-2007和DL/T698.45进行扩充，通信协议DL/T645-2007新增数据标识02800100、02800200、02800300、0280FF00分别对应载波模块A相电压、载波模块B相电压、载波模块C相电压、载波模块电压数据块；面向对象协议DL/T698.45新增对象标识OI为2000，扩展属性4为载波模块电压，即OAD20000400；
S3、若集中器抄读表计电压，则由表计通过所述带电压测量的HPLC模块返回电压值；若集中器抄读载波模块电压，则由所述带电压测量的HPLC模块直接返回自身测量的电压值；两组电压上传到采集主站进行比对；
S4、若所述载波模块电压大于表计电压，则表计电压测量出现了负误差超差；若所述载波模块电压小于表计电压，则表计电压测量出现了正误差超差；若所述载波模块电压等于表计电压，则表计电压测量未出现超差。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
(1)本发明基于电力线载波通信方法的常规手段，在原来的HPLC模块上增加电压互感器和计量芯片，使其增加电压测量功能，避免对表计结构的改动，使模块在形式结构上与原来的HPLC模块兼容，且硬件成本低，易推广，实用性强；
(2)本发明对HPLC模块的改造，且所述的带电压测量的HPLC模块与电能表在一起，测得的载波模块电压与表计电压来自同一个计量点，使得判断表计电压测量是否超差的方法更简单，却更精准有效，即不会存在电压区间无法判断，不会因线路压降而忽略已存在的电压超差，也能通过比对确定是否存在计量故障；
(3)本发明相比于同一表箱内表计的电压与监测设备的电压比对，不需要表计与表箱的对应关系，避免对应错误出现判断失误，更加简便、成本更低。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为单相表结构示意图；
图2为零火线电流回路图；
图3为本发明实施例一种带电压测量的HPLC模块的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图3所示，一种带电压测量的HPLC模块，包括HPLC模块和电压测量装置，所述电压测量装置包括相连的电压互感器和计量芯片，所述HPLC模块即宽带高速电力线载波模块，是用电采集系统中基于低压电力线HPLC通信技术抄读电能表的数据传输装置，包括模块电源、电压检测模块、载波芯片、弱电通信接口、交流接口、载波收发电路、过零电路、指示灯和Flash存储器，所述模块电源和弱电通信接口对外连接电能表，所述交流接口对外连接220V电力线，所述载波芯片与所述电压检测模块、弱电通信接口、指示灯、Flash存储器、过零电路、载波收发电路、计量芯片分别相连，所述交流接口与所述过零电路、载波收发电路、电压互感器分别相连，所述电压检测模块也与模块电源相连。
电能表通过依次连接所述HPLC模块内部的弱电通信接口、载波芯片、载波收发电路、交流接口、220V电力线到集中器，实现电能表与集中器的数据传输；所述模块电源用于将电能表提供的电源转换为HPLC模块的工作电源；所述电压检测模块用于判断表计是否掉电；所述电压互感器用于取样线路电压并转换为低电压；所述计量芯片用于测量线路电压有效值并传送给所述载波芯片储存；所述过零电路用于判断电力线停电与相位识别。
对于单相电能表，所述电压测量装置为一组电压互感器和单相计量芯片；对于三相电能表，所述电压测量装置为三个电压互感器和一个三相计量芯片。所述电压互感器为ZHTPT107W，所述单相计量芯片为HT7017，所述三相计量芯片为HT7038，所述载波芯片为SC3015H。
由于本发明也公开了一种带电压测量的HPLC模块的表计电压误差判断方法：
S1、将所述带电压测量的HPLC模块安装在电能表处，与电能表相连；
S2、表计的通信协议DL/T645-2007和DL/T698.45进行扩充，通信协议DL/T645-2007新增数据标识02800100、02800200、02800300、0280FF00分别对应载波模块A相电压、载波模块B相电压、载波模块C相电压、载波模块电压数据块；面向对象协议DL/T698.45新增对象标识OI为2000，扩展属性4为载波模块电压，根据OAD20000400即可访问面向对象电能表的载波模块电压数据；
DL/T645-2007的扩充如下表所示：
DL/T698.4的扩充如下表所示：
S3、若集中器抄读表计电压，则由表计通过所述带电压测量的HPLC模块返回电压值；若集中器抄读载波模块电压，则由所述带电压测量的HPLC模块直接返回自身测量的电压值；两组电压上传到采集主站进行比对；
即在用电采集系统中，所述带电压测量的HPLC模块解析从电力线载波接收到的数据请求帧，如为读取载波模块电压数据帧，将所述带电压测量的HPLC模块保存的载波模块电压数据发送到电力线，通过电力线反馈给集中器；如为读取表计电压数据帧，则通过弱电通信接口转发给电能表，再将表计电压数据通过所述带电压测量的HPLC模块发送到电力线，通过电力线反馈给集中器，再上传到采集主站进行比对。
S4、若所述载波模块电压大于表计电压，则表计电压侧量出现了负误差超差；若所述载波模块电压小于表计电压，则表计电压测量出现了正误差超差；若所述载波模块电压等于表计电压，则表计电压测量未出现超差。
本发明所述方法虽然简单，但效果显著，为突显本发明的技术效果，以现有表计电压误差判断方法中常见的三种判断方法一一对比说明：
对比一：以单相居民户表为例，分析单相居民户表的电压值，若居民户表的电压值特别低，即低于140V，则一般是计量故障，但是若居民户表的电压值不是特别低，在140V-220V之间，则无法判断是否存在计量故障；而本发明通过电压比对可以排除计量故障，且测得的载波模块电压与表计电压可以看作由一个计量点测得，无论表计电压值是低于140V，还是在140V-220V之间，还是高于220V，都能进行比对判断，不会存在电压区间无法判断；
对比二：通过居民户表电压与台区总表对比，若户表电压高于总表电压，则说明表计电压测量出现了超差，但该方法只能粗略地分析户表电压明显高于总表电压的表计，由于线路压降的关系，如果户表电压的输入值已经比总表电压低很多，即使测量值比输入值大，超出正误差范围，用电信息采集主站看到的测量值还是会低于总表电压，无法监测到电压超差；而本发明所述的带电压测量的HPLC模块与电能表在一起，能将测得的载波模块电压与表计电压看作由一个计量点测得，因此不会因线路压降而出现无法检测到已存在的电压超差；
对比三：通过在集中表箱内加装三相电压监测设备，将同一表箱内表计的电压与监测设备的电压比对来判断是否超差，该方法线路压降也可忽略不计，看作同一计量点的两组电压，但这种方法需要表计与表箱的对应关系、相位关系等非常准确，同时，对绝大部分农村的单户表计采用这种方式成本就很高；而本发明不需要表计与表箱的对应关系，避免对应错误出现判断失误，更加简便且成本更低。
HPLC模块与电能表安装在一起是电力线载波通信方法的常规手段，HPLC模块带电压测量装置得到的载波模块电压与表计电压可以看作由同一个计量点测得的两组电压，因此两组电压相互比较，判断是否发生电压超差相比其它方法更加有效且精准。
综上可知，通过上述的一种带电压测量的HPLC模块及表计电压误差判断方法，具有以下优点：
(1)本发明基于电力线载波通信方法的常规手段，在原来的HPLC模块上增加电压互感器和计量芯片，使其增加电压测量功能，避免对表计结构的改动，使模块在形式结构上与原来的HPLC模块兼容，且硬件成本低，易推广，实用性强；
(2)本发明对HPLC模块的改造，且所述的带电压测量的HPLC模块与电能表在一起，测得的载波模块电压与表计电压来自同一个计量点，使得判断表计电压测量是否超差的方法更简单，却更精准有效，即不会存在电压区间无法判断，不会因线路压降而忽略已存在的电压超差，也能通过比对确定是否存在计量故障；
(3)本发明相比于同一表箱内表计的电压与监测设备的电压比对，不需要表计与表箱的对应关系，避免对应错误出现判断失误，更加简便、成本更低。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (7)
1.一种带电压测量的HPLC模块，其特征在于，包括HPLC模块和电压测量装置，所述电压测量装置包括相连的电压互感器和计量芯片，所述HPLC模块包括模块电源、电压检测模块、载波芯片、交流接口、过零电路，所述模块电源对外连接电能表，所述交流接口对外连接电力线，所述载波芯片与所述电压检测模块、过零电路、计量芯片分别相连，所述交流接口与所述过零电路、电压互感器分别相连，所述电压检测模块也与模块电源相连；所述电压互感器用于取样线路电压并转换为低电压；所述计量芯片用于测量线路电压有效值并传送给所述载波芯片储存；所述过零电路用于判断电力线停电与相位识别；所述电压检测模块用于判断表计是否掉电。
2.根据权利要求1所述的一种带电压测量的HPLC模块，其特征在于，所述HPLC模块还包括与所述载波芯片分别连接的弱电通信接口、载波收发电路、指示灯和Flash存储器，所述弱电通信接口对外连接电能表，所述载波收发电路与所述交流接口相连。
3.根据权利要求1所述的一种带电压测量的HPLC模块，其特征在于，对于单相电能表，所述电压测量装置为一组电压互感器和单相计量芯片；对于三相电能表，所述电压测量装置为三个电压互感器和一个三相计量芯片。
4.根据权利要求1所述的一种带电压测量的HPLC模块，其特征在于，所述电压互感器为ZHTPT107W。
5.根据权利要求3所述的一种带电压测量的HPLC模块，其特征在于，所述单相计量芯片为HT7017，所述三相计量芯片为HT7038。
6.根据权利要求1所述的一种带电压测量的HPLC模块，其特征在于，所述载波芯片为SC3015H。
7.一种根据权利要求1-6任一项所述的带电压测量的HPLC模块的表计电压误差判断方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1、将所述带电压测量的HPLC模块安装在电能表处，与电能表相连；
S2、表计的通信协议DL/T645-2007和DL/T698.45进行扩充，通信协议DL/T645-2007新增数据标识02800100、02800200、02800300、0280FF00分别对应载波模块A相电压、载波模块B相电压、载波模块C相电压、载波模块电压数据块；面向对象协议DL/T698.45新增对象标识OI为2000，扩展属性4为载波模块电压，即OAD20000400；
S3、若集中器抄读表计电压，则由表计通过所述带电压测量的HPLC模块返回电压值；若集中器抄读载波模块电压，则由所述带电压测量的HPLC模块直接返回自身测量的电压值；两组电压上传到采集主站进行比对；
S4、若所述载波模块电压大于表计电压，则表计电压测量出现了负误差超差；若所述载波模块电压小于表计电压，则表计电压测量出现了正误差超差；若所述载波模块电压等于表计电压，则表计电压测量未出现超差。
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