CN116223871A - 一种不停电更换电能表计量装置及计量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及不停电电能计量领域，提供了一种不停电更换电能表计量装置及计量方法，所述方法为所述计量装置的计量方法，所述计量装置包括电流采样电路、电压采样电路、输出模块和电能计量芯片，电流采样电路配设有采集目标电路中电流的A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组，电压采样电路配设有采集目标电路中电压的A相电压采样线钳、B相电压采样线钳和C相电压采样线钳，电能计量芯片用于基于电流采样电路和电压采样电路采集到的电流和电压来计量电量，输出模块用于显示电能计量芯片计量的电量。本发明用于辅助实现对现有技术中不停电换表期间漏计电量的计量，以确保对用户用电量的计量更加准确。

Description

一种不停电更换电能表计量装置及计量方法

技术领域

本发明涉及电能计量技术领域，具体涉及一种不停电更换电能表计量装置及计量方法。

背景技术

计量工作中周期轮换、故障更换、检定更换等诸多环节都需要更换电能表。而为了确保用户不间断用电，保证供电质量，现场经常需要进行电能表不停电更换。

目前比较常见的不停电更换电能表的电量计量方式，主要有：(1)不计量，大多数情况下更换电能表期间，对流失的电量并没有进行计量，浪费严重；(2)现阶段一部分不停电换表工作，通常是在更换现场将电能表接线盒电流连片短接、电压连片断开后再进行换表，而从短接电流到装上新电能表这段时间，电流是不通过电能表的，即不对这段时间的电量进行计量，而是通常采用瓦秒法，通过记录换表前后的二次功率计算出二次功率的平均值，并记录换表所用的时间，根据公式W＝PT计算出二次侧漏计电量，再乘以相应的倍率就得到了换表期间漏计的电量。

但是，在电能表换装过程中用户负荷波动较大，按往常的平均功率估算，很难精确估算出更换电能表过程中电量，导致电量计量不准，电量流失严重造成不可必要的损失或者电量计量过多给客户造成经济负担。因此研究一种不停电更换电能表计量装置及计量方法，以避免负荷实时变化对电能计量带来的影响，实现不停电换表期间用电量的更准确的计量是急需解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种不停电更换电能表计量装置及计量方法，用于避免负荷实时变化影响，实现不停电更换电能表期间电能的更准确计量。

一方面，本发明提供了一种不停电更换电能表计量装置，所述装置包括电流采样电路、电压采样电路、电能计量芯片和电源模块；电流采样电路配设有A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组；A相电流采样压接片组包括A相电流进线U型压接片和A相电流出线U型压接片；B相电流采样压接片组包括B相电流进线U型压接片和B相电流出线U型压接片；C相电流采样压接片组包括C相电流进线U型压接片和C相电流出线U型压接片；

电压采样电路配设有A相电压采样线钳、B相电压采样线钳、C相电压采样线钳和零线线钳；电压采样电路和电流采样电路均与电能计量芯片连接；电能计量芯片用于基于电压采样电路采集的电压和电流采样电路采集的电流计量电量；电能计量芯片连有处理模块；处理模块连接有具有显示功能的输出模块；处理模块用于控制输出模块显示电能计量芯片计量的电量；电源模块用于为本装置提供电源。

进一步地，所述装置还包括时钟电路模块、增益控制模块和数据存储模块；时钟电路模块通过增益控制模块与处理模块相连；时钟电路模块用于产生时钟信号；增益控制模块用于对时钟信号进行增益调节；数据存储模块用于本装置的数据存储；时钟电路模块连接有OSC振荡器；OSC振荡器用于控制时钟电路模块的运行。

进一步地，所述装置还包括用于本装置参数输入的键盘；键盘配设有按键电路模块，按键电路模块用于获取键盘的按键信号；按键电路模块与增益控制模块相连；增益控制模块还用于对按键信号进行增益调节。

进一步地，所述装置还包括蜂鸣器；蜂鸣器与处理模块相连；蜂鸣器用于本装置的蜂鸣报警。

进一步地，所述装置配设有电压检测模块；电压检测模块与处理模块连接；电压检测模块用于检测电源模块的输出电压，并用于将检测到的输出电压发送至处理模块。

进一步地，所述装置还包括串口转换电路模块；串口转换电路模块与处理模块连接；串口转换电路模块用于实现本装置与外部设备的串口通信。

另一方面，本发明提供了一种基于以上任一项所述的不停电更换电能表计量装置的不停电更换电能表的计量方法，包括步骤：

S1.将不停电更换电能表计量装置的A相电压采样线钳、B相电压采样线钳、C相电压采样线钳和零线线钳，对应接入旧电能表的电能表接线盒上的预留电压接线端子组，其中，所述预留电压接线端子组是所述电能表接线盒上备用的用于采样用户用电电路中的电压的接线端子，所述旧电能表为当前要被换掉的电能表；

S2.将不停电更换电能表计量装置的A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组，对应接入所述电能表接线盒上的预留电流接线端子组，其中，预留电流接线端子组是所述电能表接线盒上备用的用于采样用户用电电路中的电流的接线端子；

S3.打开不停电更换电能表计量装置的电源；

S4.断开预留电流接线端子组中的电流接线端子的短接并短接电能表接线盒上与旧电能表的电流采样端子连接的电流接线端子；

S5.拆卸掉旧电能表，接入新电能表；

S6.断开与新电能表连接的电流接线端子的短接并短接预留电流接线端子组中的电流接线端子；其中，所述新电能表为更换后的电能表；

S7.记录不停电更换电能表计量装置上显示的电量，即得到不停电更换电能表计量的电量。

进一步地，在不停电更换电能表计量装置还包括键盘时，所述方法还包括：通过键盘设置输出模块上显示的电量的小数位数。

进一步地，在所述不停电更换电能表计量装置还包括串口转换电路模块时，所述方法还包括：通过串口转换电路模块实现所述不停电更换电能表计量装置与外部设备的串口通信。

本发明的有益效果在于：

本发明为电流采样电路配设A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组，且为电压采样电路配设A相电压采样线钳、B相电压采样线钳和C相电压采样线钳，通过电能计量芯片基于电流采样电路和电压采样电路采集到的电流和电压即可计量现有技术中不停电换表期间漏记的电量，有助于避免用户用电电路中负荷实时变化对不停电换表电能计量的影响，有助于确保对用户用电量的计量结果更加准确。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本发明所述装置的一个实施例的结构示意图。

图2是图1所述装置的电气原理框图示意图。

图3是本发明所述装置的另一个实施例的电气原理框图示意图。

图4是本发明所述方法的一个实施例的方法流程图。

1、A相电流进线U型压接片；2、A相电流出线U型压接片；3、B相电流进线U型压接片；4、B相电流出线U型压接片；5、C相电流进线U型压接片；6、C相电流出线U型压接片；7、A相电压采样线钳；8、B相电压采样线钳；9、C相电压采样线钳；10、零线线钳；11、电流采样电路；12、电压采样电流；13、电能计量芯片；14、处理模块；15、数据存储模块；16、输出模块；17、增益控制模块；18、时钟电路模块；19、OSC振荡器；20、串口转换电路模块；21、电压检测模块；22、电源模块；24、键盘；25、蜂鸣器；26、计量装置壳体；27、导线；28、导线。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1和图2为本发明提供的不停电更换电能表计量装置的一个实施例。

在本实施例中，旧电能表为当前要被换掉的电能表，新电能表为用于更换上述旧电能表的电能表。在更换之前，旧电能表通过电能表接线盒安装在用户用电电路(后文简称“目标电路”)上，用于计量目标电路的用电量。上述电能表接线盒上预留有用于采样目标电路中的电压的预留电压接线端子组(即电能表接线盒上预留的备用电压接线端子组)以及用于采样目标电路中的电流的预留电流接线端子组(即电能表接线盒上预留的备用电流接线端子组)。

其中，目标电路采用三相四线制。预留电流接线端子组包括A相电流出线端子、A相电流进线端子、B相电流出线端子、B相电流进线端子、C相电流出线端子和C相电流进线端子。预留电压接线端子组包括A相电压接线端子、B相电压接线端子、C相电压接线端子和零线端子。

电能表接线盒在正常工作过程中(对应电能表接线盒安装在目标电路上)：其上预留电流接线端子组中的备用电流接线端子与目标电路串联，且为短接状态；其上预留电压接线端子组内接线端子与目标电路并联，且为开路状态。

如图1和图2所示，本实施例的不停电更换电能表计量装置包括：电流采样电路11、电压采样电路12、电能计量芯片13、输出模块16以及电源模块22。

电流采样电路11配设有A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组。

A相电流采样压接片组包括A相电流进线U型压接片1和A相电流出线U型压接片2；B相电流采样压接片组包括B相电流进线U型压接片3和B相电流出线U型压接片4；C相电流采样压接片组包括C相电流进线U型压接片5和C相电流出线U型压接片6。

具体地，A相电流进线U型压接片1用于连接上述A相电流出线端子，A相电流出线U型压接片2用于连接上述A相电流进线端子。B相电流进线U型压接片3用于连接上述B相电流出线端子，B相电流出线U型压接片4用于连接上述B相电流进线端子。C相电流进线U型压接片5用于连接上述C相电流出线端子，C相电流出线U型压接片6用于连接上述C相电流进线端子。

电流采样电路用于采集目标电路流经A相电流采样压接片组的A相电流、目标电路流经B相电流采样压接片组的B相电流以及目标电路流经C相电流采样压接片组的C电流。

电压采样电路12设置有A相电压采样线钳7、B相电压采样线钳8、C相电压采样线钳9以及零线线钳10。

其中，A相电压采样线钳7用于连接上述A相电压接线端子。B相电压采样线钳8用于连接上述B相电压接线端子。C相电压采样线钳9用于连接上述C相电压接线端子。零线线钳用于连接上述零线端子。

电压采样电路12用于通过A相电压采样线钳7采集目标电路中的A相电压，通过B相电压采样线钳8采集目标电路中的B相电压以及通过C相电压采样线钳9采集目标电路中的C相电压。

电压采样电路12和电流采样电路11均与电能计量芯片13连接。电能计量芯片13用于基于电压采样电路12和电流采样电路11采集的电压和电流计量电量。电能计量芯片13与处理模块14连接，处理模块14还连接具有显示功能的输出模块16，以控制输出模块16显示电能计量芯片13计量的电量，供工作人员直观地查看。

电源模块22用于为本装置提供电源(为了简化视图，附图中未示出电源模块与各个元器件之间的连接关系)。

电能计量芯片13采用HT7036型号的电能计量芯片，处理模块14采用HT6025(H版)处理器。

其中，需要说明的是，本申请基于各U型压接片以及各电压采样线钳的使用，方便现场安装，并且接触稳定可靠、不易出现开路现象。

图3为本发明提供的不停电更换电能表计量装置的另一个实施例。

本实施例中的不停电更换电能表计量装置还包括：时钟电路模块18、增益控制模块17和数据存储模块15。

时钟电路模块18通过增益控制模块17与处理模块14相连。

时钟电路模块18用于产生时钟信号，增益控制模块17用于对上述时钟信号进行增益调节。

时钟电路模块还连有OSC振荡器19。

OSC振荡器19用于控制时钟电路模块的运行。

处理模块14用于基于增益调节后的时钟信号，控制整个计量装置的时钟系统，从而确保整个计量装置的时钟系统的稳定性。

数据存储模块15用于本装置的数据存储，包括存储本计量装置的计量电量。本计量装置将计量电量存储到数据存储模块15中，不仅方便工作人员后期查阅，还有助于避免计量数据丢失。

在本实施例中，不停电更换电能表计量装置还包括蜂鸣器25，蜂鸣器25与处理模块14连接，蜂鸣器25用于蜂鸣报警。

在本实施例中，不停电更换电能表计量装置还包括用于输入本装置的参数的键盘24。键盘配设有按键电路模块23，当通过键盘24输入本装置的参数时，按键电路模块23获取键盘24的按键信号。按键电路模块23与增益控制模块17连接，增益控制模块用于对按键电路模块17获取到的按键信号进行增益调节，使得信号更加稳定。

具体使用时，通过键盘24输入本装置的参数，本装置的参数包括输出模块16上显示的电量的小数位数，按键电路模块23获取通过键盘24输入的按键信号，并经增益控制模块17对按键信号进行增益调节后发送至处理模块14，处理模块14基于接收到的经增益调节后的按键信号，进行相应的处理，比如使输出模块16显示的电量的小数位数为设置的小数位数。若处理模块14无法完成相应的处理，则控制蜂鸣器25发送出蜂鸣报警，以提示工作人员。

具体实现时，本装置的参数还包括PT变比和CT变比。

具体实现时，键盘24还可以用于初始化不停电换表计量装置。使用时，按键电路模块23获取键盘24输入的初始化信号，并将按键信号发送至增益控制模块17，经增益调节后发送至处理模块14，处理模块14基于发送来的按键信号，对输出模块16上显示的数据和数据存储模块中存储的数据进行初始化，并停止电能计量芯片13的计量，使得装置可以重复利用。

在本实施例中，所述装置还配设有电压检测模块21，电压检测模块21与处理模块14连接，电压检测模块21用于检测电源模块22的输出电压，并将检测到的输出电压发送至处理模块14，处理模块14判断检测到的输出电压是否符合预设电压范围，若不符合，则控制蜂鸣器17进行蜂鸣报警。

在本实施例中，不停电更换电能表计量装置还包括串口转换电路模块20。串口转换电路模块20与处理模块14连接，串口转换电路模块20用于实现与外部设备的串口通信。

另一方面，如图4所示，本发明提供了一种采用以上任一实施例中所述的不停电更换电能表计量装置的不停电更换电能表计量方法的实施例，本实施例中的不停电更换电能表计量方法包括：

步骤一：将不停电更换电能表计量装置的A相电压采样线钳、B相电压采样线钳、C相电压采样线钳和零线线钳，对应接入旧电能表的电能表接线盒上的预留电压接线端子组，其中，所述预留电压接线端子组是所述电能表接线盒上预留的用于采样目标电路中的电压的接线端子，所述旧电能表为当前要被换掉的电能表。

具体实现时，将不停电更换电能表计量装置的A相电压采样线钳与电能表接线盒上预留电压接线端子组的A相电压接线端子连接，将不停电更换电能表计量装置的B相电压采样线钳与电能表接线盒上预留电压接线端子组的B相电压接线端子连接，将不停电更换电能表计量装置的C相电压采样线钳与电能表接线盒上预留电压接线端子组的C相电压接线端子连接，并将不停电更换电能表计量装置的零线线钳与电能表接线盒上预留电压接线端子组的零线端子连接。

步骤二：将不停电更换电能表计量装置的A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组，对应接入所述电能表接线盒上的预留电流接线端子组，其中，预留电流接线端子组是所述电能表接线盒上配设的用于采样目标电路中的电流的接线端子。

具体实现时，将不停电更换电能表计量装置的A相电流进线U型压接片与电能表接线盒上预留电流接线端子组的A相电流出线端子连接，将不停电更换电能表计量装置的A相电流出线U型压接片与电能表接线盒上预留电流接线端子组的A相电流进线端子连接，将不停电更换电能表计量装置的B相电流进线U型压接片与电能表接线盒上预留电流接线端子组的B相电流出线端子连接，将不停电更换电能表计量装置的B相电流出线U型压接片与电能表接线盒上预留电流接线端子组的B相电流进线端子连接，将不停电更换电能表计量装置的C相电流进线U型压接片与电能表接线盒上预留电流接线端子组的C相电流出线端子连接，并将不停电更换电能表计量装置的C相电流出线U型压接片与电能表接线盒上预留电流接线端子组的C相电流进线端子连接。

步骤三：打开不停电更换电能表计量装置的电源。

步骤四：断开电能表接线盒上预留电流接线端子组中接线端子的短接，并短接电能表接线盒上与旧电能表的电流采样端子连接的电流接线端子。

步骤四具体实现时，可以先将电能表接线盒上预留电流接线组中接线端子之间的短接全部断开，再短接电能表接线盒上与旧电能表的电流采样端子相连的电流接线端子。

该步骤四具体实现时，也可以将断开电能表接线盒上预留电流接线组中的接线端子之间的短接，与短接电能表接线盒上与旧电能表的电流采样端子连接的电流接线端子交叉进行。

需要说明的是，当将断开电能表接线盒上预留电流接线组中的接线端子之间的短接与短接电能表接线盒上与旧电能表的电流采样端子连接的电流接线端子交叉进行时，需要先断开电能表接线盒上预留电流接线组中的接线端子之间的短接，再短接电能表接线盒上与旧电能表的电流采样端子连接的对应电流接线端子，比如，可以先断开电能表接线盒上预留电流接线组中A相接线端子的短接，再短接电能表接线盒上与旧电能表相连的A相电流接线端子，然后再断开电能表接线盒上预留电流接线组中B相接线端子的短接，之后再短接电能表接线盒上与旧电能表相连的B相电流接线端子，然后再断开电能表接线盒上预留电流接线组中C相接线端子的短接，之后再短接电能表接线盒上与旧电能表相连的C相电流接线端子。

步骤五：拆卸掉旧电能表，在旧电能表的原安装位置上接入新电能表。

步骤六：断开电能表接线盒上与新电能表连接的电流接线端子的短接，并短接电能表接线盒上预留电流接线端子组中的电流接线端子，其中，所述新电能表为更换后的电能表。

具体地，可以在全部断开与新电能表相连的电流接线端子的短接之后，再短接预留电流接线端子组中的电流接线端子。

也可以将断开与新电能表相连的电流接线端子的短接，同预留电流接线端子组中的接线端子的短接交叉进行，比如，先断开与新电能表相连的A相电流接线端子的短接，并短接预留电流接线端子组中的A相电流接线端子。然后断开与新电能表相连的B相电流接线端子的短接，并短接预留电流接线端子组中的B相电流接线端子。

步骤七：记录不停电更换电能表计量装置上显示的电量，该电量即为不停电换表期间所消耗的电量。

执行完步骤七之后，即可关闭并拆卸掉上述不停电更换电能表计量装置。

示例性地，在不停电更换电能表计量装置包括键盘时，所述方法还包括步骤：通过键盘设置输出模块上显示的电量的小数位数。

其中，本申请中电量的小数位数最大可达四位，能够实现万位计量，使得电能计量值更精确。

示例性地，在所述不停电更换电能表计量装置还包括串口转换电路模块时，还可以通过串口转换电路模块对通过串口转换电路模块对不停电更换电能表进行升级和读取数据存储模块中存储的数据。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种不停电更换电能表计量装置，其特征在于，所述装置包括电流采样电路、电压采样电路、电能计量芯片和电源模块；

电流采样电路配设有A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组；

A相电流采样压接片组包括A相电流进线U型压接片和A相电流出线U型压接片；B相电流采样压接片组包括B相电流进线U型压接片和B相电流出线U型压接片；C相电流采样压接片组包括C相电流进线U型压接片和C相电流出线U型压接片；

电压采样电路配设有A相电压采样线钳、B相电压采样线钳、C相电压采样线钳和零线线钳；

电压采样电路和电流采样电路均与电能计量芯片连接；

电能计量芯片用于基于电压采样电路采集的电压和电流采样电路采集的电流计量电量；

电能计量芯片连有处理模块；

处理模块连接有具有显示功能的输出模块；

处理模块用于控制输出模块显示电能计量芯片计量的电量；

电源模块用于为本装置提供电源。

2.根据权利要求1所述的不停电更换电能表计量装置，其特征在于，所述装置还包括时钟电路模块、增益控制模块和数据存储模块；

时钟电路模块通过增益控制模块与处理模块相连；

时钟电路模块用于产生时钟信号；

增益控制模块用于对时钟信号进行增益调节；

数据存储模块用于本装置的数据存储；

时钟电路模块连接有OSC振荡器；

OSC振荡器用于控制时钟电路模块的运行。

3.根据权利要求2所述的不停电更换电能表计量装置，其特征在于，所述装置还包括用于本装置参数输入的键盘；

键盘配设有按键电路模块，按键电路模块用于获取键盘的按键信号；

按键电路模块与增益控制模块相连；

增益控制模块还用于对按键信号进行增益调节。

4.根据权利要求1所述的不停电更换电能表计量装置，其特征在于，所述装置还包括蜂鸣器；

蜂鸣器与处理模块相连；

蜂鸣器用于本装置的蜂鸣报警。

5.根据权利要求1所述的不停电更换电能表计量装置，其特征在于，所述装置配设有电压检测模块；

电压检测模块与处理模块连接；

电压检测模块用于检测电源模块的输出电压，并用于将检测到的输出电压发送至处理模块。

6.根据权利要求1所述的不停电更换电能表计量装置，其特征在于，所述装置还包括串口转换电路模块；

串口转换电路模块与处理模块连接；

串口转换电路模块用于实现本装置与外部设备的串口通信。

7.一种基于权利要求1-6中任一项所述的不停电更换电能表计量装置的不停电更换电能表的计量方法，其特征在于，包括步骤：

S1.将不停电更换电能表计量装置的A相电压采样线钳、B相电压采样线钳、C相电压采样线钳和零线线钳，对应接入旧电能表的电能表接线盒上的预留电压接线端子组，其中，所述预留电压接线端子组是所述电能表接线盒上预留的用于采样用户用电电路中的电压的备用电压接线端子，所述旧电能表为当前要被换掉的电能表；

S2.将不停电更换电能表计量装置的A相电流采样压接片组、B相电流采样压接片组和C相电流采样压接片组，对应接入所述电能表接线盒上的预留电流接线端子组，其中，预留电流接线端子组是所述电能表接线盒上预留的用于采样用户用电电路中的电流的备用电流接线端子；

S3.打开不停电更换电能表计量装置的电源；

S4.断开电能表接线盒上预留电流接线端子组中的电流接线端子的短接，并短接电能表接线盒上与旧电能表的电流采样端子连接的电流接线端子；

S5.拆卸掉旧电能表，接入新电能表；

S6.断开电能表接线盒上与新电能表连接的电流接线端子的短接，并短接电能表接线盒上预留电流接线端子组中的电流接线端子；其中，所述新电能表为更换后的电能表；

S7.记录不停电更换电能表计量装置上显示的电量，即得到不停电更换电能表计量的电量。

8.根据权利要求7所述的不停电更换电能表的计量方法，其特征在于，在不停电更换电能表计量装置还包括键盘时，所述方法还包括：通过键盘设置输出模块上显示的电量的小数位数。

9.根据权利要求7所述的不停电更换电能表的计量方法，其特征在于，在所述不停电更换电能表计量装置还包括串口转换电路模块时，所述方法还包括：通过串口转换电路模块实现所述不停电更换电能表计量装置与外部设备的串口通信。

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