CN111721988A - 计量装置电量追补测算仪及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计量装置电量追补测算仪，包括三相的电压采样通道模块和三相的电流采样通道模块；包含模拟电路和A/D转换电路的模拟板模块，所述A/D转换电路通过模拟电路分别与电压采样通道模块的输出端和电流采样通道模块的输出端连接，并且通过光电耦合方式实现被核电路与核试系统地的电气隔离；与所述模拟板模块的输出端连接的数据采集计量处理器电路；与所述数据采集计量处理器电路的输出端连接的操控处理模块；以及分别对所述模拟板模块、数据采集计量处理器电路和操控处理模块供电的电源电路。本发明解决现有人工测算追补电量的不足，减轻工作人员的负担提高工作效率，避免了人为因素导致的计算错误。

Description

计量装置电量追补测算仪及方法

技术领域

本发明涉及计量装置电量追补测算仪及方法。

背景技术

电量计量的稳定性、可靠性直接关系到电力的经济效益，每年因为计量故障和人为窃电等原因致使计量装置无法准确计量的问题一直困扰着电力企业，这些无法准确计量损失的电量都要靠后期的考核追补。现有的电量追补方式没有一个精准的测算仪器，一直以来都是以传统的追补系数K系数(以下简称K系数)人工测算作为追补电量的依据，人工测算应用的公式不同测算结果也不同，并且需要耗费大量的人工，人工测算对人员的专业知识要求非常高，又有人为因素的存在，所以K系数方式追补电量对于计量的准确性不够严谨也对电量的追补带来一定的损失，同时对用户也有一定的不公平性，容易造成供电企业与用户之间的矛盾。

目前，国内对于电量追补一直采用的是K系数公式。K系数算法根据以下公式计算追补电量：

正确电量＝错误电量X更正系数

追补电量＝(正确电量-错误电量)

＝错误电量X(更正系数-1)

根据上面的公式，我们只要知道计量装置在故障情况下累积的电量，就可以计算出追补电量。这种K系数计算方式一直延续了很多年，最早时期是因为国内采用的都是机械式计量装置，只能以K系数方式测算，作为行业发展到今天已经有很大的进步，计量装置不单单只是用来计费也是用来考核用户用电负荷的依据，也是电力追补电量的参考数据。社会和经济的迅速发展，使得电力成为当今社会人们生活中不可缺少的一部分，但是在用户用电过程总会出现一些计量装置故障或者人为窃电行为，不论是计量装置故障或者是人为窃电行为，都会对供电计量正常收费产生很大的影响，对电力企业产生很大的经济损失，而当出现故障时，就会存在电量的追补，选择一个精确的追补方式是电力不可缺少的。精准的追补方式可挽回电力的经济损失，树立电力企业形象，增加电力用户对电力企业的认可度。针对目前市场上的高供高计、高供低计中碰到一些计量故障问题或者人为的窃电方式等问题都是以一种大概的方式测算追补电量，这种方发展到今天是不可取的。如：高供高计采用高压计量箱分为三相两元件和三相三元件两种方式计量，无论哪种方是都有电压、电流互感器存在，有这些存在就有一下常见的问题：电压、电流互感器故障，错误接线、高压保险熔断、二次导线与接线端子时间长产生的化学腐蚀电阻增大和人为窃电等，只要以上情况出现就会存在着电量追补的问题，如用一直延续下来的K系数追补方法难免有失公平。

现有方式是利用K系数测算电量，这种测算方式对电力不利的因素有以下几点：

1.当表计存在电流缺相或回路被短接时用户实际负荷是存在的，但现场检查时用户负荷不是恒定的，核试时如果缺相或负荷非常小得出的K系数值也随之变得很小，而根据当时的K系数测算追补电量对电力一定会产生很大的经济损失。电力里负荷不断发生变化所核时求得的K系数不准确有可能少算或多算。

2.当表计出现接线错误时会产生很大的角度，对于计量的准确性也是不可靠的，这时候损失的电量该如何追补，负荷大小产生的功率也会随时变化，简单地依据K系数测算肯定是不精确的。

3.电压出现缺失情况时，电压缺失时长，电压与电流的功率因数是多少，如果不把这些相关的条件综合起来测算，得出的电量一定是不准确的。

4.互感器倍率发生变化而产生的负荷减小，损失的电量又应该如何精准测算，按照传统的K系数只能推算出一个大概的电量出来。

现实生活中出现计量故障需要追补电量的案例数不胜数，而目前所采取的方式都是传统延续下来的方式测算电量，这种方式需要耗费大量时间和人力去测算，方法不同测算出来的结果也不同，且准确度不能保证，对于经验不丰富的人员来说测算追补电量更是一个难题。人工计算的困难在于一旦出现计量追补问题都是对员工的一次专业技能的考验，因为没有专业和有效的培训方法，加之每次出现的原因都会有所不同，员工们都要反复多次人工推算才能定下一个追补方案，而这种追补方案有没有数据的支撑，只能依据传统的公式推理出来，这种反复推算的方式带来的结果是耗费大量的人力物力，而使用的方法和公式不同的得出的结果也不同，说服力不足，用户难以信服，增加了与用户之间的矛盾。经济效益方面主要体现在：因为人工推算有很大的空间性，加上方法与公式的不同得出的结果没有说服力，不能作为有效的依据最终只能与用户协商的方式解决，协商的方式可能就是电力企业做出很大的让步，这样就会对电力企业的经济效益带来损失。

发明内容

本发明提供一种计量装置电量追补测算仪和方法。本发明解决现有人工测算追补电量的不足，减轻工作人员的负担提高工作效率，避免了人为因素导致的计算错误，同时解决由于人工测算方法不同而结果不同带来的争议。

本发明的技术方案一方面为一种计量装置电量追补测算仪，其包括：三相的电压采样通道模块和三相的电流采样通道模块；包含模拟电路和A/D转换电路的模拟板模块，所述A/D转换电路通过模拟电路分别与电压采样通道模块的输出端和电流采样通道模块的输出端连接，并且通过光电耦合方式实现被核电路与核试系统地的电气隔离；与所述模拟板模块的输出端连接的数据采集计量处理器电路；与所述数据采集计量处理器电路的输出端连接的操控处理模块；以及分别对所述模拟板模块、数据采集计量处理器电路和操控处理模块供电的电源电路。

进一步，单相的电压采样通道模块和单相的电流采样通道模块中的任一模块包括钳表采样接口、与钳表采样接口连接的信号抗混叠滤波器、与所述信号抗混叠滤波器连接的电子补偿式互感器和与所述电子补偿式互感器连接的程控增益放大器，其中，电流采样输出端通过第一运放器连接至信号抗混叠滤波器的输出端，电压采样输出端连接至所述的电子补偿式互感器。

进一步，所述信号抗混叠滤波器的输出端连接至第一整流二极管(D1)的正极，第一整流二极管(D1)的正极连接至第二整流二极管(D2)的负极，其中第一整流二极管(D1)的负极连接至正电压源，第二整流二极管(D2)的正极连接至负电压源；

所述第一运放器的反相输入端通过电阻分别连接至信号抗混叠滤波器的输出端以及第一运放器的输出端，该第一运放器的同相输入端接地，该第一运放器的输出端作为电流采样输出端。

进一步，所述程控增益放大器包括两组放大器电路，每一组放大器电路包括第二运放器、第三运放器、NPN三极管和PNP三极管，其中：

第二运放器的反相输入端通过电阻连接至电子补偿式互感器并且通过另外的电阻连接至NPN三极管的发射极，第二运放器的反相输入端通过并联的电容和电阻连接至第二运放器的输出端，第二运放器的同相输入端接地；

第三运放器的同相输入端连接至第二运放器的输出端，第三运放器的反相输入端通过电阻接地并且通过并联的电容和电阻连接至第三运放器的输出端；

NPN三极管的基极和PNP三极管的基极一同连接至第三运放器的输出端，第三运放器的输出端通过电阻连接至NPN三极管的发射极，NPN三极管的发射极和PNP三极管的发射极连接，NPN三极管的集电极连接至正电压源，PNP三极管的集电极连接至负电压源。

进一步，数据采集计量处理器电路包括DSP处理器和计算输入输出模块，其中所述DSP处理器通过SPI接口与A/D转换模块相连接，并且通过I/O接口与计量输入输出模块相连接，其中所述计量输入输出模块输出标准电量脉冲信号供标准表检定仪器精度，通过串口与操控处理模块电路相连接；

进一步，操控处理模块包括触控显示器、追补测算模块和抄表模块，其中所述追补测算模块和抄表模块均包括232通信模块、485通信模块、载波通信模块，以通过232通信、485通信、载波通信模块的方式抄读计量装置存储的电力数据信息，分析并判断计量装置可能存在的失压、失流、断相、短接的故障信息，同时结合现场采集的计量装置的电压、电流、功率因数的电参数数据，分析处理出现的故障和计算电量追补值。

进一步，所述DSP处理器的输入端连接有一个或多个四位数字隔离器；

所述模拟板模块的电压输入端通过反向驱动电路连接至三相的电压采样通道模块的输出端；

所述模拟板模块的通信端连接至RS485收发器和RS422收发器；

所述电源电路包括供电电路和电源转换电路，其中供电电路包括开关电源供电电路、电源适配器供电电路、备用电池供电电路。

本发明方案另一方面还涉及一种基于计量装置的电量追补测算方法，该方法包括以下步骤：确定计量装置发生故障后，通过电压采样通道模块和电流采样通道模块检核计量回路，采集各相计量回路的电参数；根据所述电参数判断是否存在异常问题，判断故障发生的原因，其中所述的异常问题包括接线错误情况、异常电压状况和异常电流状况中的任一种或多种情况；同时读取计量装置内存储的电力记录信息和负荷曲线记录，获取故障的起始时间和终止时间；根据检核计量的电参数和读取表内的参数数据、故障类型及故障起始时间，确定算法并计算异常时段的电量追补值。

进一步，所述确定算法并计算异常时段的电量追补值的步骤包括：

若所述失压故障为完全失压，则

若所述失压故障为不全失压，则

其中，W_(n)为n次失压故障时期间累计需要追补的电量，N为所述电能计量装置计量的回路倍率，I_(i)为第i次失压故障期间的失压相的电流值，T_i为第i次失压故障时长，U_(i)为第i次失压故障期间的所述第一失压电压，cosφ_(i)为第i次失压故障期间的所述第一失压功率因数，W'_(i)为第i次失压故障期间的失压相的电量。

本发明方案另一方面还涉及一种计算机可读存储介质，其上储存有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实施上述的方法。

本发明的有益效果如下。

根据本发明的计量装置电量追补测算仪替代传统的人工测算方式，由传统的人工测算转为智能化测算。还减轻工作人员的负担提高工作效率，避免了人为因素导致的计算错误，同时解决由于人工测算方法不同而结果不同带来的争议。解决由于传统的公式推算无法提供事实依据给用户而用户不认可的问题。此发明的实施可以给出异常计量期间原因，给出异常计量期间的真实数据以及测算公式，准确的计算出异常期间使用的电量。

附图说明

图1所示为根据本发明的计量装置电量追补测算仪的示意性框图。

图2所示为根据本发明的测算仪的单相采样通道模块的电路。

图3所示为根据本发明的测算仪的模拟板模块的连接电路。

图4所示为根据本发明的测算仪的数字隔离器的连接电路。

图5所示为根据本发明的测算仪的双通信模块的连接电路。

图6所示为根据本发明的测算仪的接口面板的配置示意图。

图7所示为根据测算方法的流程解释图。

图8所示为根据测算方法的操控界面图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。

此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本文可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本文范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。

参照图1且结合其余数字编号的说明书附图，根据本发明的计量装置电量追补测算仪，包括电源电路、电力参数采样通道模块、模拟电路、数据采集计量处理器电路和操控处理模块。电源电路分别对模拟电路、A/D转换模块、数据采集计量处理器电路、操控处理模块电路等部分电路进行供电。电压采样通道模块、电流采样通道模块现场检核时实时采集接入计量装置的电压电流等电力参数，电压采样通道模块、电流采样通道模块与模拟电路相连接，模拟电路、A/D转换模块、数据采集计量处理器电路、操控处理模块依次连接在一起。

所述电压采样通道模块包括电压采样电路、电压档位切换电路，用于接入计量装置电量追补端采集电压值。所述电流采样通道模块包括电流互感器采样、钳表采样、电流采样电路切换、电流档位切换，用于接入计量装置电量追补端采集电流值。

模拟板模块作为根据本发明的追补测算仪的母板，不仅连接所述电压采样通道模块和所述电流采样通道模块，还与数据采集计量处理器电路操控处理模块电路关联。模拟电路与A/D转换模块相连，A/D转换模块电路输出端与数据采集计量处理器电路相连接。

数据采集计量处理器电路包括DSP高速处理器和计算输入输出模块，数据采集计量处理器电路通过SPI接口与A/D转换模块相连接，通过I/O接口与计量输入输出模块相连接，其中计量输入输出模块输出标准电量脉冲信号供标准表检定仪器精度，通过串口与操控处理模块电路相连接。

操控处理模块电路包括ARM处理器、电容触摸屏、存储器。ARM处理器通过串口与数据采集计量处理器电路相连接，通过I/O接口与电容触摸屏连接，通过485、载波等方式实现读取计量装置存储的数据的读取。

下面以更详细的多个实施例来描述本发明。

在一实施例中，电源电路由供电电路和电源转换电路组合构成。供电电路由开关电源供电电路、电源适配器供电电路、备用电池供电电路组成。电源转换电路的输出端分别对模拟通道电路、A/D转换模块、数据采集计量处理器电路、操控处理模块等电路进行供电。开关电源供电电路与计量装置A相电压及N线相连接,由A相电压提供交的流输入电源(Ua、N)供电，即采用借电方式供电，其输入电压宽范围为45V～450V，开关电源供电电路与电源转换电路相连接为各部分电路供电；所述的电源适配器电路与外部220V交流电源相连接，该电源适配器的一输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电，另一输出端通过充电控制模块对备用电池进行充电。备用电池供电电路包括备用电池和充电控制模块，备用电池输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电,输入端与充电控制模块相连接通过电源适配器为其充电。

在一实施例中，参照图2，单相(图中是A相)的电压采样通道模块和电流采样通道模块中的任一模块包括钳表采样接口、与钳表采样接口连接的信号抗混叠滤波器(图中J16左边的元件)、与所述信号抗混叠滤波器连接的电子补偿式互感器T1和与所述电子补偿式互感器连接的程控增益放大器。其中，电流采样输出端通过第一运放器(图中左起第一个运放器)连接至信号抗混叠滤波器的电流输出端(图中的5CLA)，电压采样输出端(图中的5CTA)连接至所述的电子补偿式互感器。

所述信号抗混叠滤波器的输出端连接至第一整流二极管D1的正极，第一整流二极管D1的正极连接至第二整流二极管D2的负极，其中第一整流二极管D1的负极连接至正电压源(+12V)，第二整流二极管D2的正极连接至负电压源(-12V)；所述第一运放器的反相输入端通过电阻分别连接至信号抗混叠滤波器的输出端以及第一运放器的输出端，该第一运放器的同相输入端接地，该第一运放器的输出端作为电流采样输出端。

在一实施例中，所述程控增益放大器包括两组放大器电路，每一组放大器电路包括第二运放器(图中左起第二个运放器)、第三运放器(图中左起第三个运放器)、NPN三极管Q1和PNP三极管Q7，其中：第二运放器的反相输入端通过电阻连接至电子补偿式互感器并且通过另外的电阻连接至NPN三极管Q1的发射极，第二运放器的反相输入端通过并联的电容和电阻连接至第二运放器的输出端，第二运放器的同相输入端接地；第三运放器的同相输入端连接至第二运放器的输出端，第三运放器的反相输入端通过电阻接地并且通过并联的电容和电阻连接至第三运放器的输出端；NPN三极管Q1的基极和PNP三极管Q7的基极一同连接至第三运放器的输出端，第三运放器的输出端通过电阻连接至NPN三极管Q1的发射极，NPN三极管Q1的发射极和PNP三极管Q7的发射极连接，NPN三极管Q1的集电极连接至正电压源，PNP三极管Q7的集电极连接至负电压源。

在采样电压通道模块的应用实施例中，被核电压经由精密电阻和继电器组成的可编程分压电路转换成幅度合适的小电压信号，并经过信号抗混叠滤波器滤去高频分量，再经程控增益放大器缓冲放大后送到高精度的A/D器件,以适当的采样速率将瞬时值转换成数字信号流。

在采样电流通道模块的应用实施例中，被核电流经由内置的高精度电子补偿式互感器(直接接入式核量)或电子补偿式钳形互感器(钳表核量)将被核电流变换成幅度合适的小电流信号,然后进行IV转换即由精密电阻取样转换成电压信号后，经过信号抗混叠滤波器滤去高频分量后，再经程控增益放大器缓冲放大后送到高精度的A/D器件,以适当的采样速率将瞬时值转换成数字信号流。

在一实施例中，参照图3至图5，电压电流采样模块通过现场测试仪器的模拟板(母板)模块MOD1实现，采集的模拟信号经过模拟板模块MOD1上的A/D转换器转为数字信号传输给DSP板模块，数字信号经过DSP板模块计算、分析处理后传输给ARM上位机模块进行显示处理。其中DSP板模块为DSP板，ARM上位机包括安卓核心板及安卓核心板母板。现场测试仪的操作指令传输路径为ARM上位机模块-DSP板模块-模拟板模块-电压电流采样模块。

图3至图5所示的电路图描述了模拟板模块MOD1与外围器件的连接关系。其中，所述DSP处理器的输入端连接有两个四位数字隔离器U2、U3；所述模拟板模块的电压输入端通过反向驱动电路U1连接至三相的电压采样通道模块的输出端；所述模拟板模块的通信端连接至RS485/RS422收发器U3、U4。模拟板模块的其余连接关系可以参照附图中的管脚连接代号，这里不一一描述。

此外，模拟板模块连接至追补测算仪的接口面板，如图6所示。接口的描述如下。1.HostUSB口：接U盘、扫描枪、无线键盘鼠标等外接设备。

2.网口/扩展口：接网线连Internet/扩展功能端口。

3.脉冲1接口：接光电采样器、脉冲线(脉冲输入、脉冲输出、手动开关)。

4.脉冲2接口：接光电采样器、脉冲线(脉冲输入、脉冲输出、手动开关)。

5.C相钳表口：接1A钳、5A钳、20A钳、100A钳、500A钳、1000A钳、2500A钳。

6.B相钳表口：接1A钳、5A钳、20A钳、100A钳、500A钳、1000A钳、2500A钳。

7.A相钳表口：接1A钳、5A钳、20A钳、100A钳、500A钳、1000A钳、2500A钳。

8.C相电流端子口：接C相电流输出线(C相电流流出)。

9.C相电流端子口：接C相电流输入线(C相电流流入)。

10.B相电流端子口：接B相电流输出线(B相电流流出)。

11.B相电流端子口：接B相电流输入线(B相电流流入)。

12.A相电流端子口：接A相电流输出线(A相电流流出)。

13.A相电流端子口：接A相电流输入线(A相电流流入)。

14.B相电压端子口：接B相电压线。

15.A相电压端子口：接A相电压线。

16.C相电压端子口：接C相电压线。

17.电压公共端子口：接零线电压线。

18.电源开关：

一、开到“在线”(On)档：表示在线供电，仪器电源取自现场任意两相电压或MicroUSB。

二、开到“○”档：表示关机，关机情况下接上Micro USB数据线可以给仪器进行充电。

三、开到“内接”(Battery)档：表示电池供电，仪器电源取自内部电池。

19.Micro USB口：接Micro USB数据线进行充电或接5V Micro USB口的适配器给仪器供电。

操作面板提供各种接线插孔、连接端口、Host USB口、网口、供电接口Micro USB口和供电控制按钮。接线插孔用于接入三相电流和三相电压，连接端口用于接入钳表电流、引入脉冲输入/输出，Host USB口用来连接外部设备，网口用于扩展232通信、485通信、载波通信等通信功能，供电接口Micro USB口用于给仪器供电或给锂电池充电，供电控制按钮控制仪器供电的方式是在线取电还是锂电池供电或者适配器供电。

在一实施例中，数据采集计量处理器电路中的DSP高速处理器对A/D转换模块高速采样处理后的采样信息进行高速运算、加工处理、综合计算分析，计算出各种电参数信息，并通过串口将处理后的数据信息传输给操控处理模块的ARM处理器，ARM处理器通过I/O接口与电容触摸屏连接实现人机操做控制，并将核量数据存入存储器中，该存储器能存储5000组核量数据，并可通过电容触摸屏查阅已保存数据组的电参数信息。

在一个数字信号运算分析处理过程的应用实施例中，被核电压、电流的数字信号通过双排线传送给A/D转换模块，A/D转换模块使用了光电耦合器,实现了被核电路与核试系统地的电气隔离,保证了核试的安全和核试数据的稳定。数据采集计量处理器电路主要作用接收被核电压、电流的数字信号，同时接收被校表脉冲并根据ARM上位机程序设定的电表常数、圈数和采集脉冲数量通过计算得到设定圈数范围内的累计电量值，对被核电压、电流的数字信号流进行实时分析计算,得出电压、电流、波形失真度、谐波含量、有功功率/电量、无功功率/电量、视在功率、相位、功率因数、频率等所需要的电功参量。

在一实施例中，操控处理模块包括追补测算模块和抄表模块，该抄表模块包括232通信模块、485通信模块、载波通信模块等通讯抄表方式。该抄表模块所述232通信模块、485通信模块、载波通信模块连接所述ARM处理器模块，可用于实现对计量装置的电量记录数据进行读取采集的功能。操控处理模块还包括电容触摸屏，其采用大屏幕彩色液晶显示器能够显示核试参数，并控制下发给数据采集计量处理器电路的指令，可同时显示三相电压、电流、相位角、功率、向量图、计量装置错误接线方式判别，如图8所示。操控处理模块输入输出模块可以通过USB接口与计算机、USB存储设备进行数据交换。

在一实施例中，操控处理模块通过232通信模块、485通信模块、载波通信模块等通讯模块，实现对计量装置存储数据记录的采集，包括瞬时的电压、电流、有功功率、无功功率、无功功率、功率因素和负荷曲线记录，还可以采集计量装置的事件记录。如果计量装置存在失压、失流等故障记录，可以读取失压、失流故障期间的起始时间、时长，故障期间的电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、有功总电量、无功总电量、当前的需量等负荷记录数据。

在一实施例中，追补测算模块通过现场采集计量装置的电压、电流、功率因数等电参数数据信息，并对采集电参数结合向量图进行分析判断计量装置的接线情况，以及是否存在故障问题进行判断，确定故障原因，然后确定合理的电量追补计算方式，同时通过操控处理模块的232通信模块、485通信模块、载波通信模块等方式抄读计量装置存储的电力数据信息，分析并判断计量装置可能存在的失压、失流、断相、短接等故障信息，同时结合电量追补精准测算仪现场采集计量装置的电压、电流、功率因数等电参数数据，分析处理出现故障时，方便快速计算电量追补测算问题。

在一应用场景中，该计量装置电量追补精准测算仪通过对多功能表进行数据的全面读取，读取电压、电流、功率、失压、失流、角度、事件记录、错误接线情况、负荷曲线等相关数据，现场采集计量装置的电压、电流、变比、角度、功率因数及接线情况。根据读取回来的数据进行分类分析处理，出现失压故障类型则找出失压时间，找出失压时间周期内的负荷情况，再对相应数据进行测算出相应追补的电量；出现失压故障类型则找出电流异常数据，分析异常原因，测算出需要追补的电量；根据现场实际核得的电压、电流、角度和接线，判断出相应的功率因数偏差再推算出正确接线下应有的电量作为追补电量的依据。通过负荷曲线数据分析出事件原因，起始时间、结束时间、用电异常原因、接线情况等给出相应的详细分析结果，给出计算公式并算出相对应的电量，把相应的数据汇成图表给出报表方便现场确认签字，程序实现原理框图如图7所示。

在具体实施例检核计算中，读取故障期间表中记录的电力参数和负荷曲线记录，所述参数包括功率因数、A相电流，C相电流，A相、B相、C相之间的相电压，A相、B相、C相之间的线电压，设定时间间隔的负荷曲线记录数据，故障发生时表底值，故障恢复时表底值以及倍率。通过分析计量装置的电压、电流相量图，计算功率表达式，分析典型的错误接线情况，通过退补电量的计算方法计算出需要追补的电量。

该应用不用工作人员现场输入计量方式、接线方式、功率率因数、A相电流、B相电流、C相电流、A相电压、B相电压、C相的相电压、发生故障时表底值、恢复故障时表底值、故障起始时间、故障恢复时间等信息，只要通过检核回路电力参数数据根据向量图判断计量装置计量回路接线情况，及读取表内的电力参数记录和负荷曲线数据进行综合分析，自动计算追补电量全过程，大大减少了工作人员的工作量，提高了工作效率。

此外，根据一些实施例，电力记录数据包括：电量、故障起始时间、故障终止时间、电压、电流以及功率因数。提取这些数据作为检测判断依据，并依据电力记录数据得出追补数据。

根据一些实施例，若所述电能计量装置的类型为三相四线计量装置，则所述第一失压电压为失压故障期间的第一非失压相的电压及第二非失压相的电压的平均值。根据计量装置的类型特性获取第一失压电压，提高电量追补计算的可靠性。

根据一些实施例，若所述电能计量装置的类型为三相四线计量装置，则所述第一失压功率因数被配置为：若所述失压故障的类型为不全失压，则所述第一失压功率因数为失压故障期间的失压相的功率因数；若所述失压故障的类型为完全失压，则所述第一失压功率因数为失压故障期间的第一非失压相的功率因数及第二非失压相的功率因数的平均值。根据失压故障分类得出相应的第一失压功率因数，保证电量追补的准确性。

根据一些实施例，若所述电能计量装置的类型为三相三线计量装置，则所述第一失压电压为失压故障期间的第一非失压相与第二非失压相之间的线电压，其中所述第二非失压相计量正常。根据计量装置的类型特性获取第一失压电压，提高电量追补计算的可靠性。

根据一些实施例，若所述电能计量装置的类型为三相三线计量装置，则所述第一失压功率因数的获得方法包括：若所述失压故障为不全失压，则根据失压故障期间的失压相与第一非失压相之间的第一元件的第一功率因数获得所述第一失压功率因数；若所述失压故障为完全失压，则根据失压故障期间的第一非失压相及第二非失压相间的第二元件的第二功率因数获得所述第一失压功率因数。根据失压故障分类得出相应的第一失压功率因数，保证电量追补的准确性。

根据一些实施例，根据所述第二功率因数获得所述第一失压功率因数的方法为：

cosφ_(i)＝cos(30°+φ_i)

其中，φ_i＝30°-arccosφ_(cb,i)，cosφ_(i)为第i次失压故障期间的所述第一失压功率因数，b、c分别为所述第一非失压相及所述第二非失压相，cosφ_(cb,i)为第i次失压故障期间的所述第一非失压相与所述第二非失压相之间的第二元件的第二功率因数，φ_i为所述失压相及所述第一非失压相之间的线电压与所述失压相的电流之间的相位角。利用三相三线计量装置的特性，计算出第一失压功率，保证电量追补的准确性。

根据一些实施例，所述追补电量的计算方法包括：若所述失压故障为完全失压，则

若所述失压故障为不全失压，则

其中，W_(n)为n次失压故障时期间累计需要追补的电量，N为所述电能计量装置计量的回路倍率，I_(i)为第i次失压故障期间的失压相的电流值，T_i为第i次失压故障时长，U_(i)为第i次失压故障期间的所述第一失压电压，cosφ_(i)为第i次失压故障期间的所述第一失压功率因数，W'_(i)为第i次失压故障期间的失压相的电量。根据失压故障的类型，分类计算追补电量，提高电量追补准确性。

根据一些实施例，还包括：获取对所述电能计量装置的电力检测数据，判断所述电能计量装置是否存在接线错误；根据所述电力检测数据及所述电力记录数据进行分析，得出接线错误故障的时间区间；分析所述电力记录数据，获取所述电能计量装置正常连接状态下的第一电力参数特征，基于预置电量追补分析模型，获得所述追补电量。在计量装置本身出现接线错误时也能自动处理追补电量，提高适用范围。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本文的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本文保护的范围之内。都应属于本发明的保护范围。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种计量装置电量追补测算仪，其特征在于，包括：

三相的电压采样通道模块和三相的电流采样通道模块；

包含模拟电路和A/D转换电路的模拟板模块，所述A/D转换电路通过模拟电路分别与电压采样通道模块的输出端和电流采样通道模块的输出端连接，并且通过光电耦合方式实现被核电路与核试系统地的电气隔离；

与所述模拟板模块的输出端连接的数据采集计量处理器电路；

与所述数据采集计量处理器电路的输出端连接的操控处理模块；以及

分别对所述模拟板模块、数据采集计量处理器电路和操控处理模块供电的电源电路。

2.根据权利要求1所述的计量装置电量追补测算仪，其特征在于，单相的电压采样通道模块和单相的电流采样通道模块中的任一模块包括钳表采样接口、与钳表采样接口连接的信号抗混叠滤波器、与所述信号抗混叠滤波器连接的电子补偿式互感器和与所述电子补偿式互感器连接的程控增益放大器，其中，电流采样输出端通过第一运放器连接至信号抗混叠滤波器的输出端，电压采样输出端连接至所述的电子补偿式互感器。

3.根据权利要求2所述的计量装置电量追补测算仪，其特征在于：

所述信号抗混叠滤波器的输出端连接至第一整流二极管(D1)的正极，第一整流二极管(D1)的正极连接至第二整流二极管(D2)的负极，其中第一整流二极管(D1)的负极连接至正电压源，第二整流二极管(D2)的正极连接至负电压源；

所述第一运放器的反相输入端通过电阻分别连接至信号抗混叠滤波器的输出端以及第一运放器的输出端，该第一运放器的同相输入端接地，该第一运放器的输出端作为电流采样输出端。

4.根据权利要求3所述的计量装置电量追补测算仪，其特征在于，所述程控增益放大器包括两组放大器电路，每一组放大器电路包括第二运放器、第三运放器、NPN三极管和PNP三极管，其中：

第二运放器的反相输入端通过电阻连接至电子补偿式互感器并且通过另外的电阻连接至NPN三极管的发射极，第二运放器的反相输入端通过并联的电容和电阻连接至第二运放器的输出端，第二运放器的同相输入端接地；

第三运放器的同相输入端连接至第二运放器的输出端，第三运放器的反相输入端通过电阻接地并且通过并联的电容和电阻连接至第三运放器的输出端；

NPN三极管的基极和PNP三极管的基极一同连接至第三运放器的输出端，第三运放器的输出端通过电阻连接至NPN三极管的发射极，NPN三极管的发射极和PNP三极管的发射极连接，NPN三极管的集电极连接至正电压源，PNP三极管的集电极连接至负电压源。

5.根据权利要求1所述的计量装置电量追补测算仪，其特征在于，数据采集计量处理器电路包括DSP处理器和计算输入输出模块，其中所述DSP处理器通过SPI接口与A/D转换模块相连接，并且通过I/O接口与计量输入输出模块相连接，其中所述计量输入输出模块输出标准电量脉冲信号供标准表检定仪器精度，通过串口与操控处理模块电路相连接。

6.根据权利要求1所述的计量装置电量追补测算仪，其特征在于，操控处理模块包括触控显示器、追补测算模块和抄表模块，其中所述追补测算模块和抄表模块均包括232通信模块、485通信模块、载波通信模块，以通过232通信、485通信、载波通信模块的方式抄读计量装置存储的电力数据信息，分析并判断计量装置可能存在的失压、失流、断相、短接的故障信息，同时结合现场采集的计量装置的电压、电流、功率因数的电参数数据，分析处理出现的故障和计算电量追补值。

7.根据权利要求6所述的计量装置电量追补测算仪，其特征在于：

所述DSP处理器的输入端连接有一个或多个四位数字隔离器；

所述模拟板模块的电压输入端通过反向驱动电路连接至三相的电压采样通道模块的输出端；

所述模拟板模块的通信端连接至RS485收发器和RS422收发器；

所述电源电路包括供电电路和电源转换电路，其中供电电路包括开关电源供电电路、电源适配器供电电路、备用电池供电电路。

8.一种基于计量装置的电量追补测算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

确定计量装置发生故障后，通过电压采样通道模块和电流采样通道模块检核计量回路，采集各相计量回路的电参数；

根据所述电参数判断是否存在异常问题，判断故障发生的原因，其中所述的异常问题包括接线错误情况、异常电压状况和异常电流状况中的任一种或多种情况；

同时读取计量装置内存储的电力记录信息和负荷曲线记录，获取故障的起始时间和终止时间；

根据检核计量的电参数和读取表内的参数数据、故障类型及故障起始时间，确定算法并计算异常时段的电量追补值。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述确定算法并计算异常时段的电量追补值的步骤包括：

若所述失压故障为完全失压，则

若所述失压故障为不全失压，则

其中，W_(n)为n次失压故障时期间累计需要追补的电量，N为所述电能计量装置计量的回路倍率，I_(i)为第i次失压故障期间的失压相的电流值，T_i为第i次失压故障时长，U_(i)为第i次失压故障期间的所述第一失压电压，cosφ_(i)为第i次失压故障期间的所述第一失压功率因数，W'_(i)为第i次失压故障期间的失压相的电量。

10.一种计算机可读存储介质，其上储存有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实施如权利要求8或9所述的方法。

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