CN113466680B - 一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法及系统，其中方法包括：确定断路器中电流互感器将一次电流进行数学变换为第一输出电流时的第一修正系数；确定计量模块将第一输出电流进行数学变换为实际输出电流时的第二修正系数及偏差值；基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值。
Description
技术领域
本发明涉及低压配电技术领域，更具体地，涉及一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法及系统。
背景技术
由于测量模块质量问题、使用环境影响和使用方法不当等因素，造成测量模块失准或损坏，需要更换测量模块。测量模块采用分体式，存在断路器本体中的电流互感器需与测量模块参数相匹配，以及电流互感器与测量模块匹配校准的问题，如现场需要校准则需断电进行校准。因此，现有技术对测量模块的更换需要单独匹配，造成工作效率低。
因此，需要一种技术，以实现计量模块可拔插互换的断路器的自校准。
发明内容
本发明技术方案提供一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法及系统，以解决如何对可拔插的计量模块进行自校准的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法，所述方法包括：
确定断路器中电流互感器将一次电流进行数学变换为第一输出电流时的第一修正系数；
确定计量模块将第一输出电流进行数学变换为实际输出电流时的第二修正系数及偏差值；
基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值。
优选地，所述第一修正系数存储于所述断路器的第一存储芯片。
优选地，所述第二修正系数及偏差值存储于所述计量模块的第二存储芯片。
优选地，所述计量模块能够拔插。
优选地，所述基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值，公式为：
I*f(CT)*φ1*f(Z)*f(CHIP)*φ2+b＝Irms
I为一次电流，φ1为第一修正系数，f(CT)表示断路器对一次电流I进行的数学变换；f(Z)和f(CHIP)表示计量模块对第一输出电流进行的数学变换；φ2为第一修正系数，b为偏差值，Irms为修正后的实际输出电流值。
基于本发明的另一方面，本发明提供一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准系统，所述系统包括：
初始单元，用于确定断路器中电流互感器对一次电流进行数学变换为第一输出电流的第一修正系数；确定计量模块对第一输出电流进行数学变换为实际输出电流的第二修正系数及偏差值；
结果单元，用于基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值。
优选地，所述第一修正系数存储于所述断路器的第一存储芯片。
优选地，所述第二修正系数及偏差值存储于所述计量模块的第二存储芯片。
优选地，所述计量模块能够拔插。
优选地，所述基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值，公式为：
I*f(CT)*φ1*f(Z)*f(CHIP)*φ2+b＝Irms
I为一次电流，φ1为第一修正系数，f(CT)表示断路器对一次电流I进行的数学变换；f(Z)和f(CHIP)表示计量模块对第一输出电流进行的数学变换；φ2为第一修正系数，b为偏差值，Irms为修正后的实际输出电流值。
本发明技术方案提供一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法及系统，方法包括：确定断路器中电流互感器对一次电流进行数学变换为第一输出电流的第一修正系数；确定计量模块对第一输出电流进行数学变换为实际输出电流的第二修正系数及偏差值；基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值。本发明技术方案提供的一种支持热插拔的量测模块及其自动校准方法，解决了分体式计量模块与互感器匹配校准的问题。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：
图1为根据本发明优选实施方式的一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准流程图；
图2为根据本发明优选实施方式的一次电流经过变换转化为实测电流值示意图；以及
图3为根据本发明优选实施方式的一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准系统结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
图1为根据本发明优选实施方式的一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准流程图。
本发明为解决分体式计量模块与互感器匹配校准的，提出了一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法，方法包括：
步骤101：确定断路器中电流互感器将一次电流进行数学变换为第一输出电流时的第一修正系数；优选地，第一修正系数存储于断路器的第一存储芯片。
步骤102：确定计量模块将第一输出电流进行数学变换为实际输出电流时的第二修正系数及偏差值；优选地，第二修正系数及偏差值存储于计量模块的第二存储芯片。优选地，计量模块能够拔插。
步骤103：基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值。
优选地，基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值，公式为：
I*f(CT)*φ1*f(Z)*f(CHIP)*φ2+b＝Irms
I为一次电流，φ1为第一修正系数，f(CT)表示断路器对一次电流I进行的数学变换；f(Z)和f(CHIP)表示计量模块对第一输出电流进行的数学变换；φ2为第一修正系数，b为偏差值，Irms为修正后的实际输出电流值。
从图2可知，在理想状态下，从一次实际电流到实测的电流值Irms，需要经过如下的运算：
I*f(CT)*f(Z)*f(CHIP)＝Irms；(1)
其中，f(CT)表示电流I经过电流互感器变为互感器二次信号时所引起的数学变换；
f(Z)表示电流互感器的互感器二次电流信号经过取样阻抗(或阻抗网络)后所引起的数学变换；
f(CHIP)表示取样阻抗的电压经过计量芯片(或ADC专用芯片等)所引起的数学变换；该环节包含信号调理电路、ADC取样电路等；
由于实际工作过程中，电流互感器CT、阻抗Z还有芯片处理CHIP部分都会存在误差，导致I与Irms略有偏差，需要进行修正，一般修正方法为：
I*f(CT)*f(Z)*f(CHIP)*φ+b＝Irms；(2)
其中φ为修正系数，表示I与Irms之间的比例性偏差；b为偏移量，表示由于电路静态工作点等偏移造成的偏差。φ和b同时修正了互感器、阻抗、芯片等的偏差。
现有技术的一体式产品中，通常对产品进行校准，以便获得φ和b的值，并使用上述公式进行数据修正来获得被测量的真实值。
本发明提出的计量模块可拔插的断路器，在断路器本体中包含电流互感器及其二次信号接口电路、电压信号线以及存储芯片；在计量模块中，包含阻抗、计量芯片、第二存储芯片以及实现整体功能所需的开关电源、主控MCU、通信电路等。
本发明的断路器本体中，电流互感器二次信号、接口元器件中，接口元件不影响互感器工作特性，所以此部分对应于理想电路中的I*f(CT)；可拔插的模块中，包含阻抗Z、计量芯片单元等，因此，此部分对应于理想公式中的f(Z)*f(CHIP)部分。在理想情况下，当断路器本体与计量模块对插之后，仍为：I*f(CT)*f(Z)*f(CHIP)＝Irms。
但是实际情况下，互感器、阻抗、计量芯片等都存在误差，由于断路器本体、计量模块可任意互换，所以无法使用上述一体式的修正公式I*f(CT)*f(Z)*f(CHIP)*φ+b＝Irms；
因此，本发明采用断路器本体、计量模块分开校准的模式。
本发明的断路器本体部分，所经过的环节只有CT，该环节正常只有比例性误差，所以断路器本体部分引入修正系数φ1，可得到I*f(CT)*φ1；计量模块部分包含阻抗Z和芯片CHIP，会有比例、偏移两部分误差，所以引入系数φ2和b。实际使用时，将φ1存入本体内的存储芯片中；将φ2和b值存入计量模块中的第二存储芯片中。
两部分组合后，可得到公式：
I*f(CT)*φ1*f(Z)*f(CHIP)*φ2+b＝Irms；(3)
由上述公式可知，当可拔插的计量模块插入断路器本体时，可通过上述公式进行自动的修正，即组合后的修正系数使用φ1*φ2和b代替，从而获得高精度。
本发明公开了关于电流互感器参数性能对分体测量模块精度的影响，包含以下步骤：步骤1：对电流互感器的性能通过标准或规范来统一规定性能参数，以适用与不同精度等级要求的测量模块。步骤2：测量模块出厂前，用标准源和精度性能高于测量模块精度等级2倍以上的电流互感器对测量模块进行校准，将其通信地址标识在测量模块上。步骤3：测量模块出厂前，分别对标准或规范统一规定的性能参数的电流互感器的上限和下限做以性能测试。步骤4：在安装现场，插入或更换新的测量模块，即插即用，完成测量模块的现场更换。
另外包含电流互感器的比差应维持在比差范围内，尽量正偏，以提高整体测量模块的精度。对电流互感器做以适当的横磁场处理，提升互感器的性能及一致性。
本发明提供一种支持热插拔的量测模块及其自动校准方法，实现了测量模块无需断电支持热插拔，解决了现场电流互感器与测量模块匹配校准问题。本发明自动完成校准，无需人工干预，计量模块快速更换，即插即用，能够实现将计量模块的更换信息进行主动上报。
图3为根据本发明优选实施方式的一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准系统结构图。如图3所示，本发明提供一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准系统，系统包括：
初始单元301，用于确定断路器中电流互感器对一次电流进行数学变换为第一输出电流的第一修正系数；确定计量模块对第一输出电流进行数学变换为实际输出电流的第二修正系数及偏差值；优选地，第一修正系数存储于断路器的第一存储芯片。优选地，第二修正系数及偏差值存储于计量模块的第二存储芯片。优选地，计量模块能够拔插。
结果单元302，用于基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值。
优选地，基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值，公式为：
I*f(CT)*φ1*f(Z)*f(CHIP)*φ2+b＝Irms
I为一次电流，φ1为第一修正系数，f(CT)表示断路器对一次电流I进行的数学变换；f(Z)和f(CHIP)表示计量模块对第一输出电流进行的数学变换；φ2为第一修正系数，b为偏差值，Irms为修正后的实际输出电流值。
本发明优选实施方式的一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准系统300与本发明另一优选实施方式的一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法100相对应，在此不再进行赘述。
已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而，本领域技术人员所公知的，正如附带的专利权利要求所限定的，除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地，在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释，除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例，除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行，除非明确地说明。
Claims (6)
1.一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准方法，所述方法包括：
确定断路器中电流互感器将一次电流进行数学变换为第一输出电流时的第一修正系数；
确定计量模块将第一输出电流进行数学变换为实际输出电流时的第二修正系数及偏差值；
基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值；所述基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值，公式为：
I*f(CT)*φ1*f(Z)*f(CHIP)*φ2+b＝Irms
I为一次电流，φ1为第一修正系数，f(CT)表示断路器对一次电流I进行的数学变换；f(Z)和f(CHIP)表示计量模块对第一输出电流进行的数学变换；φ2为第二修正系数，b为偏差值，Irms为修正后的实际输出电流值。
2.根据权利要求1所述的方法，所述第一修正系数存储于所述断路器的第一存储芯片。
3.根据权利要求1所述的方法，所述第二修正系数及偏差值存储于所述计量模块的第二存储芯片。
4.一种计量模块可拔插互换的断路器的自校准系统，所述系统包括：
初始单元，用于确定断路器中电流互感器对一次电流进行数学变换为第一输出电流的第一修正系数；确定计量模块对第一输出电流进行数学变换为实际输出电流的第二修正系数及偏差值；
结果单元，用于基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值；所述基于第一修正系数、第二修正系数及偏差值获取经过修正后的实际输出电流值，公式为：
I*f(CT)*φ1*f(Z)*f(CHIP)*φ2+b＝Irms
I为一次电流，φ1为第一修正系数，f(CT)表示断路器对一次电流I进行的数学变换；f(Z)和f(CHIP)表示计量模块对第一输出电流进行的数学变换；φ2为第二修正系数，b为偏差值，Irms为修正后的实际输出电流值。
5.根据权利要求4所述的系统，所述第一修正系数存储于所述断路器的第一存储芯片。
6.根据权利要求4所述的系统，所述第二修正系数及偏差值存储于所述计量模块的第二存储芯片。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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