CN114113730A - 一种智能电能计量箱错接线的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能电能计量箱错接线的检测系统及方法，包括智能电能计量箱端的检测控制装置和用户室端的辅助检测装置，辅助检测装置根据电子负载设定的阻抗参数检测电子负载的电压及相零线中的电流，并将检测值发送至检测控制装置，检测控制装置检测计量箱内每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值，同时检测计量箱三相进线电压，检测控制装置以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值和辅助检测装置传回的检测值进行处理，判断是否存在错接线并定位。本发明提高了检测的可靠性，可高效、自动识别电能计量箱的各种错接线问题。

Description

一种智能电能计量箱错接线的检测系统及方法

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，具体涉及一种智能电能计量箱错接线的检测系统及方法。

背景技术

电能计量箱是供配电系统中用于电能计量的装置。小区居民用电计量箱中通常安装有多块电能表，在电能计量箱生产过程中，存在着人为因素导致的电能表进线错接线、电能表出线至断路器错接线现象。在电能计量箱现场安装过程中，存在着计量箱出线断路器与用户进线的错接线现象。错接线会导致单相线串户、单零线串户、相零线同时串户及相零线接反等问题，影响电能的准确计量，并会产生供电企业与用户之间、用户与用户之间的经济纠纷。

现有技术针对错接线检测主要有两种方法：一种方法是使用特定检测设备现场对计量箱存在的错接线进行检测，该方法需现场对各点的电压、电流进行采样检测，测试接线比较繁琐，或需对配电线路进行断电检测，整个检测过程耗时费力，效率比较低；一种方法是计量箱内安装有错接线检测装置，该方法可实现部分错接线的检测功能，但不能完全识别所有错接线问题，且计量箱内安装错接线检测装置，增加了整个计量箱的成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能电能计量箱错接线的检测系统及方法，可对单相线串户、单零线串户、相零线同时串户及相零线接反对应的错接线进行自动检测、定位，并且提高了检测的可靠性和效率。

实现本发明目的的技术方案为：

一种智能电能计量箱错接线的检测系统，包括智能电能计量箱端的检测控制装置和用户室端的辅助检测装置，所述辅助检测装置用于根据终端中电子负载设定的阻抗参数检测电子负载的电压及相零线中的电流，并将电子负载的电压及相零线中的电流发送至检测控制装置，所述检测控制装置用于检测计量箱内每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值，同时检测计量箱三相进线电压，检测控制装置以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值和辅助检测装置传回的电子负载的电压及相零线中的电流进行处理，判断是否存在错接线，若存在错线并确定错接线位置。

进一步的，所述检测控制装置包括交互模块、检测控制器、多个电压电流检测模块、多个信号连接插座、三相电压检测模块和通信模块，所述交互模块用于检测控制器的操作设置以及状态与检测结果显示；所述多个电压电流检测模块分别与电能表的对应信号连接插座连接，用于检测计量箱内每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值，并将检测结果发送至检测控制器；所述三相电压检测模块与信号连接插座连接，用于检测计量箱三相进线电压，并将检测值发送至检测控制器；所述通信模块用于检测控制器和辅助检测装置的通信；所述检测控制器通过通信模块下发控制命令至辅助检测装置，以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值和电子负载的电压及相零线中的电流进行处理，判断是否存在错接线，若存在错线并确定错接线位置。

进一步的，所述检测控制器为单片机控制器，采用TMS320F28335数字信号控制器。

进一步的，所述控制命令为阻抗参数设定命令或读取命令，所述电压电流检测模块通过SPI总线与检测控制器进行数据传输。

进一步的，所述辅助检测装置包括终端控制器、通信模块、可编程电子负载和负载电压电流检测模块；所述终端控制器通过通信模块获取检测控制器下发的控制命令或向检测控制器发送负载电压电流检测模块的检测数据，并根据控制命令设定电子负载的阻抗参数；所述负载电压电流检测模块用于检测电子负载的电压及相零线中的电流，所述通信模块、可编程电子负载和负载电压电流检测模块均与用户室端的电源插座连接。

进一步的，所述通信模块采用电力线载波通信。

进一步的，所述终端控制器为单片机控制器，采用TMS320F28027数字信号控制器。

进一步的，所述检测控制装置的电压电流检测模块和负载电压电流检测模块均包括RN8209D芯片和电压互感器。

进一步的，所述可编程电子负载最大功率为200W，可设定12种不同的阻抗参数。

一种基于所述智能电能计量箱错接线的检测系统的检测方法，包括以下步骤：

通过交互模块启动所述检测系统；

检测控制装置通过电压电流检测模块检测每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值；

通过三相电压检测模块检测计量箱三相进线电压；

检测控制器下发阻抗参数设定命令至终端控制器；

终端控制器基于阻抗参数设定命令设定电子负载的阻抗参数；

检测控制器下发下发读取命令时，检测控制器将负载电压电流检测模块检测的电子负载的电压及相零线中的电流发送至检测控制器；

检测控制器以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对每个电能表的表前、表后、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值和电子负载的电压及相零线中的电流进行处理，判断是否存在错接线，若存在错线并确定错接线位置；

交互单元显示错接线检测结果。

本发明与现有技术相比，其显著效果为：本发明通过将智能错接线检测装置插入到电能计量箱预装的信号连接插座上，结合用户侧辅助检测终端，大大简化了检测接线工作量并提高了检测的可靠性，可高效、自动识别电能计量箱的各种错接线问题；本发明在电能计量箱中预装测试信号连接插座及互感器所增加的成本不高，便于大面积推广使用。

附图说明

图1为本发明智能电能计量箱端的检测控制装置原理图。

图2为本发明用户侧辅助检测终端原理图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

一种智能电能计量箱错接线的检测系统，包括智能电能计量箱端的检测控制装置和每个用户室端的辅助检测装置，本发明的检测控制装置在计量箱内用户电能表前、电能表后至出线断路器、出线断路器后预装电流互感器，并在计量箱内预装测试底座，各点的电流互感器输出及电压信号连接到测试底座中的信号连接器，错接线检测装置插入到测试底座上后，结合用户侧辅助检测终端，可对单相线串户、单零线串户、相零线同时串户及相零线接反对应的错接线进行自动检测、定位。

结合图1，智能错接线检测装置同时检测电能计量箱的三相进线电压、计量箱中所有各单相电能表回路的表前、表后、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值，选用TI公司的32位、带单精度浮点处理器的TMS320F28335数字信号控制器作为检测控制电路的主控MCU。电能计量箱中预装的各电能表进线电流互感器、出线电流互感器及出线断路器后电流互感器的输出连接到测试底座中的信号连接插座_1至信号连接插座_N上，各点的电压信号直接连接到测试底座中的信号连接插座_1至信号连接插座_N上。电能表进线电压电流检测模块、电能出线电压电流检测模块、出线断路器后的电压电流检测模块电路结构相同。电压电流检测模块电路选用支持双路电流、一路电压检测并可读出瞬时检测值的专用芯片RN8209D作为核心器件，并设计有适合PCB安装的小型电压互感器。每个电压电流检测模块电路实现一路电压、二路电流的检测；主控MCU通过扩展的SPI总线读取各电压电流检测模块检测的电压电流瞬时值；主控MCU通过控制总线实现各电压电流检测模块对电压、电流的同步采样、检测。电能计量箱三相进线电压信号直接连接到测试底座中的信号连接插座_0上，三相电压检测模块电路中设计有适合PCB安装的小型电压互感器。主控MCU通过三相电压检测模块得到基准电压矢量。键盘显示模块用于智能错接线检测装置的相关操作设置、状态与检测结果显示。主控MCU通过电力线载波通信模块与连接在用户室内电源插座上的辅助检测终端之间进行数据通信。检测开始时，主控MCU将通过电力线载波通信模块下发控制命令到辅助检测终端中，设定检测终端中的可编程电子负载的阻抗特性，检测过程中，主控MCU将通过电力线载波通信模块读回各辅助检测终端中的电压电流检测值、负载参数等数据。主控MCU中的智能算法以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对检测到的各点电压、电流瞬时值以及各辅助检测终端传回的检测数据进行处理，判断是否存在错接线问题，对错接线进行定位，所述判断定位方法为本领域公知方法，在此不再累述。智能错接线检测装置设计有4G模块，可根据需要将错接线检测结果通过4G模块上传到相关平台。

结合图2，辅助检测终端主要用于因错接线而导致的相零线同时串户问题的检测。辅助检测终端选用TI公司的32位的TMS320F28027数字信号控制器作为主控MCU。电压电流检测模块电路结构与智能错接线装置中的检测模块电路结构相同，选用支持双路电流、一路电压检测并可读出瞬时检测值的专用芯片RN8209D作为核心器件，检测模块电路中设计有适合PCB安装的小型电压互感器。辅助检测终端中的电压电流检测模块电路用于检测辅助检测终端中电子负载的电压及相零线中的电流。可编程电子负载最大功率200W，通过主控MCU，可对其编程设定为12种不同的阻抗值及阻抗角。检测开始时，辅助检测终端通过电力线载波通信模块接收智能错接线检测装置发送的控制命令，依据接收的控制命令，主控MCU设定电子负载的阻抗参数。辅助检测终端接收到读取命令后，通过电力线载波通信模块将电压、电流检测值及负载参数上传到智能错接线检测装置中。

Claims (10)

1.一种智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，包括智能电能计量箱端的检测控制装置和每个用户室端的辅助检测装置，所述辅助检测装置用于根据终端中电子负载设定的阻抗参数检测电子负载的电压及相零线中的电流，并将检测值发送至检测控制装置，所述检测控制装置用于检测计量箱内每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值，同时检测计量箱三相进线电压，检测控制装置以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值和辅助检测装置传回的电子负载的电压及相零线中的电流进行处理，判断是否存在错接线，若存在错线并确定错接线位置。

2.根据权利要求1所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述检测控制装置包括交互模块、检测控制器、多个电压电流检测模块、多个信号连接插座、三相电压检测模块和通信模块，所述交互模块用于检测控制器的操作设置以及状态与检测结果显示；所述多个电压电流检测模块分别与电能表的对应信号连接插座连接，用于检测计量箱内每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值，并将检测结果发送至检测控制器；所述三相电压检测模块与对应信号连接插座连接，用于检测计量箱三相进线电压，并将检测值发送至检测控制器；所述通信模块用于检测控制器和辅助检测装置的通信；所述检测控制器通过通信模块下发控制命令至辅助检测装置，以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值和电子负载的电压及相零线中的电流进行处理，判断是否存在错接线，若存在错线并确定错接线位置。

3.根据权利要求2所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述检测控制器为单片机控制器，采用TMS320F28335数字信号控制器。

4.根据权利要求3所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述控制命令为阻抗参数设定命令或读取命令，所述电压电流检测模块通过SPI总线与检测控制器进行数据传输。

5.根据权利要求2所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述辅助检测装置包括终端控制器、通信模块、可编程电子负载和负载电压电流检测模块；所述终端控制器通过通信模块获取检测控制器下发的控制命令或向检测控制器发送负载电压电流检测模块的检测数据，并根据控制命令设定电子负载的阻抗参数；所述负载电压电流检测模块用于检测电子负载的电压及相零线中的电流，所述通信模块、可编程电子负载和负载电压电流检测模块均与用户室端的电源插座连接。

6.根据权利要求4所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述通信模块采用电力线载波通信。

7.根据权利要求4所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述终端控制器为单片机控制器，采用TMS320F28027数字信号控制器。

8.根据权利要求4所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述检测控制装置的电压电流检测模块和负载电压电流检测模块包括RN8209D芯片和电压电流互感器。

9.根据权利要求4所述的智能电能计量箱错接线的检测系统，其特征在于，所述可编程电子负载最大功率为200W，可设定12种不同的阻抗参数。

10.一种基于权利要求1～9任一所述智能电能计量箱错接线的检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过交互模块启动所述检测系统；

检测控制装置通过电压电流检测模块检测每个电能表的表前、表后至出线断路器、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值；

通过三相电压检测模块检测计量箱三相进线电压；

检测控制器下发阻抗参数设定命令至终端控制器；

终端控制器基于阻抗参数设定命令设定电子负载的阻抗参数；

检测控制器下发下发读取命令时，检测控制器将负载电压电流检测模块检测的电子负载的电压及相零线中的电流发送至检测控制器；

检测控制器以电能计量箱三相进线电压矢量为基准，对每个电能表的表前、表后、出线断路器后的电压及相零线电流瞬时值和电子负载的电压及相零线中的电流进行处理，判断是否存在错接线，若存在错线并确定错接线位置；

交互单元显示错接线检测结果。

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