CN113933775A - 一种电能表掉电检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本申请提供的一种电能表掉电检测方法及系统，该方法包括：获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，电压采样信号中初始采样点的电压为零；根据1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；根据有效电压的计算结果，确定电能表是否掉电。上述方案提供的掉电检测方法，通过根据电能表1/4工频周期内的电压采样信号，确定其整个工频周期内的有效电压，进而确定该电能表是否掉电，缩短了检测周期，从而提高了检测效率，有利于保证掉电检测结果的时效性。

Description

一种电能表掉电检测方法及系统
技术领域
本发明涉及电力检测领域，具体涉及一种电能表掉电检测方法及系统。
背景技术
随着电能表的功能日趋复杂，电能表的掉电状况也频繁发生，而电能表在掉电后需要存储的掉电数据就完全依靠电能表中的电容，但电能表中的电容的容量有限，为了避免在长时间掉电的情况下，电容中的储电量耗尽，掉电数据丢失，需要实时对电能表进行掉电检测。
在现有技术中，通常是对交流电流进行处理，以获得一个工频方波脉冲，根据所获得的工频方波脉冲判断电能表是否发生掉电。
但是，现有技术中的电能表掉电检测过程较为繁琐，检测成本较高，且检测周期较长，导致其检测效率较低，且不利于保证掉电检测结果的时效性。因此，急需一种可以对电能表的掉电进行快速检测的检测方法，以提高电能表掉电检测的效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的电能表掉电检测方法的检测效率较低的缺陷，从而提供一种电能表掉电检测方法及系统。
本申请第一个方面提供一种电能表掉电检测方法，包括：
获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，所述电压采样信号中初始采样点的电压为零；
根据所述1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；
根据所述有效电压的计算结果，确定所述电能表是否掉电。
可选的，所述根据所述1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果，包括：
根据如下公式计算所述整个工频周期内的有效电压：
Figure BDA0002584411900000021
其中，U表示所述整个工频周期内的有效电压，N表示所述整个周期内的电压采样信号的个数，ui表示第i个电压采样信号对应的瞬时电压。
可选的，所述根据所述有效电压的计算结果，确定所述电能表是否掉电，包括：
判断所述有效电压的计算结果是否小于预设阈值；
当确定所述有效电压的计算结果小于预设阈值时，确定所述电能表掉电，并生成报警信息。
可选的，在生成报警信息之后，所述方法还包括：
发出所述报警信息，用于提示所述电能表掉电。
可选的，所述方法还包括：
当确定所述有效电压的计算结果大于或等于预设阈值时，确定所述电能表未掉电，并返回获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号的步骤。
可选的，所述获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，包括：
获取所述待检测电能表1/4工频周期内的电压信号，所述电压信号起始电压为零；
在所述待检测电能表1/4工频周期内的电压信号中，按照预设时间间隔进行所述电压采样信号的提取，以获得所述待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号。
本申请第二个方面提供一种电能表掉电检测系统，包括：采集电路和主控芯片；
所述采集电路，用于获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，所述电压采样信号中初始采样点的电压为零；
所述主控芯片，用于根据所述1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；根据所述有效电压的计算结果，确定所述电能表是否掉电。
可选的，所述主控芯片具体用于：
根据如下公式计算所述整个工频周期内的有效电压：
Figure BDA0002584411900000031
其中，U表示所述整个工频周期内的有效电压，N表示所述整个周期内的电压采样信号的个数，ui表示第i个电压采样信号对应的瞬时电压。
可选的，所述主控芯片具体用于：
判断所述有效电压的计算结果是否小于预设阈值；
当确定所述有效电压的计算结果小于预设阈值时，确定所述电能表掉电，并生成报警信息。
可选的，所述主控芯片还用于：
发出所述报警信息，用于提示所述电能表掉电。
可选的，所述主控芯片还用于：
当确定所述有效电压的计算结果大于或等于预设阈值时，确定所述电能表未掉电，并返回获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号的步骤。
可选的，所述采集电路具体用于：
获取所述待检测电能表1/4工频周期内的电压信号，所述电压信号起始电压为零；
在所述待检测电能表1/4工频周期内的电压信号中，按照预设时间间隔进行所述电压采样信号的提取，以获得所述待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号。
本申请技术方案，具有如下优点：
本申请提供的一种电能表掉电检测方法及系统，通过获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，电压采样信号中初始采样点的电压为零；根据1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；根据有效电压的计算结果，确定电能表是否掉电。上述方案提供的掉电检测方法，通过根据电能表1/4工频周期内的电压采样信号，确定其整个工频周期内的有效电压，进而确定该电能表是否掉电，缩短了检测周期，从而提高了检测效率，有利于保证掉电检测结果的时效性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例基于的电能表的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种电能表掉电检测方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的另一种电能表掉电检测方法的流程示意图；
图4为本申请实施例提供的示例性的采集电路的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的电能表掉电检测系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在现有技术中，通常是对交流电流进行处理，以获得一个工频方波脉冲，根据所获得的工频方波脉冲判断电能表是否掉电。但是，现有技术中的电能表掉电检测过程较为繁琐，检测成本较高，且检测周期较长，导致其检测效率较低，且不利于保证掉电检测结果的时效性。因此，急需一种可以快速检测电能表掉电状态的检测方法，以提高电能表掉电检测的效率。
针对上述问题，本申请实施例提供的一种电能表掉电检测方法及系统，通过获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，电压采样信号中初始采样点的电压为零；根据1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；根据有效电压的计算结果，确定电能表是否掉电。上述方案提供的掉电检测方法，通过根据电能表1/4工频周期内的电压采样信号，确定其整个工频周期内的有效电压，进而确定该电能表是否掉电，缩短了检测周期，从而提高了检测效率，有利于保证掉电检测结果的时效性。
下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本发明的实施例进行描述。
首先，对本申请所基于的电能表的结构进行说明：
本申请实施例提供的电能表掉电检测方法及系统，适用于检测电能表是否掉电。如图1所示，为本申请实施例基于的电能表的结构示意图，该电能表包括采集电路和主控芯片。其中，采集电路用于采集电信号形式下的电能表的电压信号，主控芯片用于将电信号形式下的电压信号转换成数字信号，并对转换后的数字信号进行识别和处理，从而确定其掉电检测结果。
本申请实施例提供了一种电能表掉电检测方法，用于解决现有技术中的电能表掉电检测方法的检测效率较低的技术问题。本申请实施例的执行主体为主控芯片。
如图2所示，为本申请实施例提供的一种电能表掉电检测方法的流程示意图，该方法包括：
步骤201，获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号；
其中，电压采样信号中初始采样点的电压为零；
需要说明的是，电能表应用于交流电路，交流电路输出的电压为正弦形式。根据正弦函数的对称性，可以根据1/4工频周期内的电压采样信号，确定整个工频周期内的电压情况。
其中，根据正弦函数的对称性，为了保证所获取的电压信号的可靠性，电压采样信号中初始采样点的电压为零，在进行信号采集前，先对电能表进行初始化处理，即电能表上电后，首先对其进行初始化处理。若电压采样信号中初始采样点的电压不是零，则所获取的1/4工频周期内的电压采样信号可能包括相对于峰值对称的采样点，其无法准确地反映整个工频周期内的电压情况，也就降低了掉电检测结果的准确性。
步骤202，根据1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；
具体地，在一实施例中，可以根据如下公式计算整个工频周期内的有效电压：
Figure BDA0002584411900000071
其中，U表示整个工频周期内的有效电压，N表示整个周期内的电压采样信号的个数，ui表示第i个电压采样信号对应的瞬时电压。
其中，现有技术中的整个工频周期内的有效电压计算公式为：
Figure BDA0002584411900000081
由于本申请实施例提供的电能表掉电检测方法是根据电能表1/4工频周期内的电压采样信号，确定其整个工频周期内的有效电压，为了保证有效电压计算结果的准确性，将原公式中的N相应的调整为
Figure BDA0002584411900000082
步骤203，根据有效电压的计算结果，确定电能表是否掉电。
具体地，根据有效电压的计算结果与预设阈值的大小关系，确定该电能表是否掉电。其中，预设阈值可以根据实际情况进行设定，通常可以设置为60％U额定，其中，U额定为电能表的额定电压值。
在上述实施例的基础上，为了进一步提高其检测效率，保障其检测结果的时效性，如图3为本申请实施例提供的另一种电能表掉电检测方法的流程示意图，作为一种可实施的方式，在上述实施例的基础上，在一实施例中，根据有效电压的计算结果，确定电能表的是否掉电，包括：
步骤2031，判断有效电压的计算结果是否小于预设阈值；
步骤2032，当确定有效电压的计算结果小于预设阈值时，确定电能表掉电，并生成报警信息；
其中，当确定有效电压的计算结果大于或等于预设阈值时，确定电能表未掉电，并返回获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号的步骤(步骤201)。
具体地，在一实施例中，为了及时提醒相关操作人员对掉电的电能表进行及时的维修，以避免造成数据丢失，可以在生成报警信息之后，发出报警信息，用于提示电能表掉电。
其中，报警信息可以以仪表显示的方式进行报出，也可以通过提示灯或提示音等其他方式进行报警信息的报出，本申请实施例不做限定。
具体地，在一实施例中，为了提高所获取的电压采样信号的可靠性，以为后续的掉电检测操作奠定良好的基础。可以获取待检测电能表1/4工频周期内的电压信号，该电压信号起始电压为零；在待检测电能表1/4工频周期内的电压信号中，按照预设时间间隔进行电压采样信号的提取，以获得待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号。
需要说明的是，预设时间间隔可以根据实际情况进行设定，例如，当一个工频周期为T时，若每个工频周期T中有32个信号采集点，即1/4工频周期内有8个信号采集点，则预设时间间隔可以设置为32/T。
其中，可以基于采集电路获取该电能表1/4工频周期内的电压信号，如图4所示，为本申请实施例提供的示例性的采集电路的结构示意图。
示例性的，本申请实施例提供的采集电路可以基于多个分压电阻构成的分压电阻网络对交流电路的电压进行降压处理，以使电压VP、VN处差分电压满足本申请实施例提供的主控芯片的AD引脚的输入范围(一般峰值不超过1000mv)。主控芯片包括AD转换电路、增益放大器和滤波模块。VP、VN与主控芯片中的AD转换电路构成差分输入采样通道，该主控芯片还可以利用可编程增益放大器对其采集到的电信号形式下的电压信号进行增益校正，并对其进行高通滤波处理，最后利用AD转换电路对处理后的电信号形式下的电压信号进行Σ-ΔADC转换，以获得数字信号形式下的电压信号。并将其实时存入该主控芯片中的波形采样寄存器中，该波形寄存器更新相关数据时有标志位置位，其中标志位置位用于区分各工频周期的零点位置。本申请实施例提供的主控芯片可以按照预设时间间隔在波形寄存器中进行电压采样信号的提取，以获得待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号。
本申请实施例提供的一种电能表掉电检测方法，通过获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，电压采样信号中初始采样点的电压为零；根据1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；根据有效电压的计算结果，确定电能表是否掉电。上述方案提供的掉电检测方法，通过根据电能表1/4工频周期内的电压采样信号，确定其整个工频周期内的有效电压，进而确定该电能表是否发生了掉电，缩短了检测周期，从而提高了检测效率，有利于保证掉电检测结果的时效性。
本申请实施例提供了一种电能表掉电检测系统，用于解决现有技术中的电能表掉电检测方法的检测效率较低的将技术问题。如图5所示，为本申请实施例提供的电能表掉电检测系统的结构示意图，该系统50包括：采集电路501和主控芯片502。
其中，采集电路，用于获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，电压采样信号中初始采样点的电压为零；主控芯片，用于根据1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并根据有效电压的计算结果，确定电能表是否掉电。
本申请实施例提供的一种电能表掉电检测系统，用于执行上述实施例提供的电能表掉电检测方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (7)

1.一种电能表掉电检测方法，其特征在于，包括：
获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，所述电压采样信号中初始采样点的电压为零；
根据所述1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果；
根据所述有效电压的计算结果，确定所述电能表是否掉电。
2.根据权利要求1所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述根据所述1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并获得有效电压的计算结果，包括：
根据如下公式计算所述整个工频周期内的有效电压：
Figure FDA0002584411890000011
其中，U表示所述整个工频周期内的有效电压，N表示所述整个周期内的电压采样信号的个数，ui表示第i个电压采样信号对应的瞬时电压。
3.根据权利要求2所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述根据所述有效电压的计算结果，确定所述电能表是否掉电，包括：
判断所述有效电压的计算结果是否小于预设阈值；
当确定所述有效电压的计算结果小于预设阈值时，确定所述电能表掉电，并生成报警信息。
4.根据权利要求3所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，在生成报警信息之后，所述方法还包括：
发出所述报警信息，用于提示所述电能表掉电。
5.根据权利要求3所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述方法还包括：
当确定所述有效电压的计算结果大于或等于预设阈值时，确定所述电能表未掉电，并返回所述获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号的步骤。
6.根据权利要求1所述的电能表掉电检测方法，其特征在于，所述获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，包括：
获取所述待检测电能表1/4工频周期内的电压信号，所述电压信号起始电压为零；
在所述待检测电能表1/4工频周期内的电压信号中，按照预设时间间隔进行所述电压采样信号的提取，以获得所述待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号。
7.一种电能表掉电检测系统，其特征在于，包括：采集电路和主控芯片；
所述采集电路，用于获取待检测电能表1/4工频周期内的电压采样信号，所述电压采样信号中初始采样点的电压为零；
所述主控芯片，用于根据所述1/4工频周期内的电压采样信号，计算整个工频周期内的有效电压，并根据所述有效电压的计算结果，确定所述电能表是否掉电。
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