CN205263300U - 低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置，属于电能表数据监测技术领域。本实用新型是为了解决在低温环境下监测电能表的用电数据信息，现有监测装置受环境温度影响易出现计量误差，进而造成监测数据可靠性低的问题。所述在线监测装置监测获得的数据提供给用户、上位机及服务器；它包括电能表校验装置、网络摄像机、网络继电器、交换机和温度传感器，电能表校验装置包括计算机、信号源、程控功率源、标准电能表和误差处理器；它实现了低温下的对电能表的远程在线实时监测，这种方式脱离开室外环境进行监测，使不受温度影响。本实用新型用于电能表稳定性在线监测。
Description
技术领域
本实用新型涉及低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置，属于电能表数据监测技术领域。
背景技术
智能电能表是智能电网中关键的计量设备，也是用电信息采集系统中的基础数据资源。它的可靠稳定与否关系到电力公司的计量收费、设备运行、用电安全和客户购电等一系列服务。而在低温环境下，智能电能表的准确计量、正常显示与可靠通信显得尤为重要。
目前，针对极低温度环境下的智能电能表稳定性，还没有系统性的研究，而极低温度环境下运行的智能电能表稳定性在线监测，对坚强智能电网建设具有重要意义，特别是能有效解决极寒地区的用电信息采集问题。
现有智能电能表技术规范要求智能电能表温度范围为-25℃～+60℃，工作极限温度范围为-40℃～+70℃。而对应的电能表监测装置，由于设置在室外环境下，对温度的极限使用条件要求更高。比如在东北漠河地带，由于常年低温，冬季温度达零下50℃，普通的智能电能表在线监测装置受环境温度影响，会出现计量值误差较大的现象。这种环境的超低温，对监测装置的准确计量、正常显示与可靠通信方面提出了进一步的要求。因此，确保在线监测装置的监测数据可靠，是非常重要的。
发明内容
本实用新型的目的是为了解决在低温环境下监测电能表的用电数据信息，现有监测装置受环境温度影响易出现计量误差，进而造成监测数据可靠性低的问题，提供了一种低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置。
本实用新型所述低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置，该在线监测装置监测获得的数据提供给用户、上位机及服务器；
它包括电能表校验装置、网络摄像机、网络继电器、交换机和温度传感器，电能表校验装置包括计算机、信号源、程控功率源、标准电能表和误差处理器，
温度传感器用于采集被监测电能表所处环境的温度信号，温度传感器的温度信号输出端连接交换机的温度信号输入端；网络摄像机用于采集被监测电能表的运行状态及液晶显示，网络摄像机的图像数据输出端连接交换机的图像数据输入端；交换机的电能表运行数据供用户浏览，交换机的第一数据传输端连接上位机的数据传输端，交换机的第二数据传输端连接服务器的数据传输端，交换机的第三数据传输端连接计算机的第一数据传输端，计算机的第二数据传输端连接信号源的第一数据传输端，信号源的第二数据传输端连接程控功率源的第一数据传输端，程控功率源的第二数据传输端连接被监测电能表的数据传输端，程控功率源的第三数据传输端连接标准电能表的数据传输端，被监测电能表的读数输出端连接误差处理器的在线读数数据输入端，标准电能表的读数输出端连接误差处理器的标准数据输入端，误差处理器用于显示被监测电能表的误差数据；
交换机的报警信号输出端连接网络继电器的报警信号输入端，网络继电器的报警信号输出端连接程控功率源的报警信号输入端；
计算机的温度信号输出端分别连接程控功率源的温度信号输入端、标准电能表的温度信号输入端和误差处理器的温度信号输入端。
程控功率源包括电压功放单元、升压器、电压输出单元、电压采样单元、电流功放单元、升流器、电流输出单元和电流采样单元，
电压功放单元的电压信号输入端连接信号源的第二数据传输端的电压信号输出端，电压功放单元的电压信号输出端连接升压器的升压信号输入端，升压器的升压信号输出端连接电压输出单元的电压信号输入端，电压输出单元的电压信号输出端连接电压采样单元的电压信号输入端，电压采样单元的反馈信号输出端连接电压功放单元的反馈信号输入端；
电压输出单元的电压信号输出端作为程控功率源的电压信号输出端将电压信号传输给被监测电能表和标准电能表；
电流功放单元的电流信号输入端连接信号源的第二数据传输端的电流信号输出端，电流功放单元的电流信号输出端连接升流器的升流信号输入端，升流器的升流信号输出端连接电流输出单元的电流信号输入端，电流输出单元的电流信号输出端连接电流采样单元的电流信号输入端，电流采样单元的反馈信号输出端连接电流功放单元的反馈信号输入端；
电流输出单元的电流信号输出端作为程控功率源的电流信号输出端将电流信号传输给被监测电能表和标准电能表。
本实用新型的优点：本实用新型对电能表数据的采集形式回避了传统方式中受温度影响的弊端，实现了低温下的对电能表的远程在线实时监测，这种方式脱离开室外环境进行监测，使不受温度影响。它过网络继电器远程控制程控功率源的工作状态，服务器数据库可以存储电能表的运行数据，用户可以通过服务器浏览电能表的运行数据。
本实用新型结构简单，运行可靠，能够有效的降低计量误差，使监测获得的电能表数据可靠性更高。
附图说明
图1是本实用新型所述低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置的原理框图；
图2是程控功率源的工作原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图2说明本实施方式，本实施方式所述低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置，该在线监测装置监测获得的数据提供给用户、上位机及服务器；
它包括电能表校验装置1、网络摄像机2、网络继电器3、交换机4和温度传感器5，电能表校验装置1包括计算机1-1、信号源1-2、程控功率源1-3、标准电能表1-4和误差处理器1-5，
温度传感器5用于采集被监测电能表6所处环境的温度信号，温度传感器5的温度信号输出端连接交换机4的温度信号输入端；网络摄像机2用于采集被监测电能表6的运行状态及液晶显示，网络摄像机2的图像数据输出端连接交换机4的图像数据输入端；交换机4的电能表运行数据供用户浏览，交换机4的第一数据传输端连接上位机的数据传输端，交换机4的第二数据传输端连接服务器的数据传输端，交换机4的第三数据传输端连接计算机1-1的第一数据传输端，计算机1-1的第二数据传输端连接信号源1-2的第一数据传输端，信号源1-2的第二数据传输端连接程控功率源1-3的第一数据传输端，程控功率源1-3的第二数据传输端连接被监测电能表6的数据传输端，程控功率源1-3的第三数据传输端连接标准电能表1-4的数据传输端，被监测电能表6的读数输出端连接误差处理器1-5的在线读数数据输入端，标准电能表1-4的读数输出端连接误差处理器1-5的标准数据输入端，误差处理器1-5用于显示被监测电能表的误差数据；
交换机4的报警信号输出端连接网络继电器3的报警信号输入端，网络继电器3的报警信号输出端连接程控功率源1-3的报警信号输入端；
计算机1-1的温度信号输出端分别连接程控功率源1-3的温度信号输入端、标准电能表1-4的温度信号输入端和误差处理器1-5的温度信号输入端。
本实施方式所述在线监测装置，包括至少一套电能表校验装置1。在计算机1-1的控制下，信号源1-2产生设定的电压、电流信号送至程控功率源1-3，程控功率源1-3提供被监测电能表6和标准电能表1-4所需的电压和电流信号，标准电能表1-4把标准电能转化为高频信号输出至误差处理器1-5，被监测电能表6将实际的电能转化为高频信号输出至误差处理器1-5，误差处理器1-5接受高频脉冲信号并进行比较得出电能误差，电能误差数据在本地显示，也可以由通讯读取。
网络摄像机2实时监控被监测电能表6的运行状态，网络继电器3可以远程控制程控功率源1-3的通断状态。
所述温度传感器5带通讯接口，与计算机相连。
所述被监测电能表6可以是72只单相表。
具体实施方式二：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，程控功率源1-3包括电压功放单元1-31、升压器1-32、电压输出单元1-33、电压采样单元1-34、电流功放单元1-35、升流器1-36、电流输出单元1-37和电流采样单元1-38，
电压功放单元1-31的电压信号输入端连接信号源1-2的第二数据传输端的电压信号输出端，电压功放单元1-31的电压信号输出端连接升压器1-32的升压信号输入端，升压器1-32的升压信号输出端连接电压输出单元1-33的电压信号输入端，电压输出单元1-33的电压信号输出端连接电压采样单元1-34的电压信号输入端，电压采样单元1-34的反馈信号输出端连接电压功放单元1-31的反馈信号输入端；
电压输出单元1-33的电压信号输出端作为程控功率源1-3的电压信号输出端将电压信号传输给被监测电能表6和标准电能表1-4；
电流功放单元1-35的电流信号输入端连接信号源1-2的第二数据传输端的电流信号输出端，电流功放单元1-35的电流信号输出端连接升流器1-36的升流信号输入端，升流器1-36的升流信号输出端连接电流输出单元1-37的电流信号输入端，电流输出单元1-37的电流信号输出端连接电流采样单元1-38的电流信号输入端，电流采样单元1-38的反馈信号输出端连接电流功放单元1-35的反馈信号输入端；
电流输出单元1-37的电流信号输出端作为程控功率源1-3的电流信号输出端将电流信号传输给被监测电能表6和标准电能表1-4。
所述在线监测装置的电能表校验装置1各单元间的通讯采用RS-485总线形式，由信号源1-2统一控制工作，既加强了整体的可靠性，又提高了装置的可扩充性。网络摄像机2安装在离被监测电能表6大约2米的地方，可以实时监控电能表的运行状态，以及液晶显示。网络继电器3安装在电能表校验装置1的前端，通过交换机4与上位机进行通讯，上位机发出通断命令后，网络继电器3进行跳合闸控制程控功率源1-3的通断。用户通过交换机4可以浏览电表的运行数据，上位机控制整个系统的运行状态，电表的运行数据都存储在服务器上。
信号源1-2的工作原理：信号源采用了先进的数字调频、调幅、调相的数字合成信号技术，由功能强大的可编程数字逻辑阵列CPLD芯片、单片机MCU、D/A芯片等组成。MCU按要求将正弦波基波或叠加的谐波值进行数字离散后存放在RAM中，频率基准发生器通过计数器将存放在RAM中的正弦波数字量输入至D/A转换器，分别得到互相间具有一定相位关系的数字合成正弦信号。再经过有源低通滤波，成为失真度小于0.2％的电压和电流信号，作为电压和电流的信号输入至功率放大器。信号源1-2的幅值调节采用16位D/A转换器，使调节细度达到小于0.01％的满度。
程控功率源1-3采用了先进的脉宽调制技术，具有转换效率高、输出容量大、输出可靠性高、带载能力强、输出稳定等特点。并设计了完善的异常保护，主回路过流保护、器件过热保护、输出短路过载、输出开路保护等，使功率放大器能长期稳定可靠工作。程控功率源的原理是：信号源产生的电压和电流标准正弦信号，分别通过各自的反馈补偿调整电路送到电压功放单元和电流功放单元进行功率放大。放大的正弦信号经升压器后，得到输出电压，输出电压送到被监测电能表6和标准电能表1-4。放大的正弦电流信号通过升流器升流后由装置的电流输出端子输出电流，输出电流串接被监测电能表6和标准电能表1-4电流线圈后回到升流器。输出电压、电流信号经电压采样和电压采样，反馈回功放前级补偿调整电路。若装置产生报警信号可迅速反馈给信号源，通过信号源停止信号输出，并作报警提示。
本实用新型中所述的低温环境指-50℃以下。
Claims (2)
1.一种低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置，该在线监测装置监测获得的数据提供给用户、上位机及服务器；
其特征在于，它包括电能表校验装置(1)、网络摄像机(2)、网络继电器(3)、交换机(4)和温度传感器(5)，电能表校验装置(1)包括计算机(1-1)、信号源(1-2)、程控功率源(1-3)、标准电能表(1-4)和误差处理器(1-5)，
温度传感器(5)用于采集被监测电能表(6)所处环境的温度信号，温度传感器(5)的温度信号输出端连接交换机(4)的温度信号输入端；网络摄像机(2)用于采集被监测电能表(6)的运行状态及液晶显示，网络摄像机(2)的图像数据输出端连接交换机(4)的图像数据输入端；交换机(4)的电能表运行数据供用户浏览，交换机(4)的第一数据传输端连接上位机的数据传输端，交换机(4)的第二数据传输端连接服务器的数据传输端，交换机(4)的第三数据传输端连接计算机(1-1)的第一数据传输端，计算机(1-1)的第二数据传输端连接信号源(1-2)的第一数据传输端，信号源(1-2)的第二数据传输端连接程控功率源(1-3)的第一数据传输端，程控功率源(1-3)的第二数据传输端连接被监测电能表(6)的数据传输端，程控功率源(1-3)的第三数据传输端连接标准电能表(1-4)的数据传输端，被监测电能表(6)的读数输出端连接误差处理器(1-5)的在线读数数据输入端，标准电能表(1-4)的读数输出端连接误差处理器(1-5)的标准数据输入端，误差处理器(1-5)用于显示被监测电能表的误差数据；
交换机(4)的报警信号输出端连接网络继电器(3)的报警信号输入端，网络继电器(3)的报警信号输出端连接程控功率源(1-3)的报警信号输入端；
计算机(1-1)的温度信号输出端分别连接程控功率源(1-3)的温度信号输入端、标准电能表(1-4)的温度信号输入端和误差处理器(1-5)的温度信号输入端。
2.根据权利要求1所述的低温环境下多表位单相智能电能表稳定性在线监测装置，其特征在于，
程控功率源(1-3)包括电压功放单元(1-31)、升压器(1-32)、电压输出单元(1-33)、电压采样单元(1-34)、电流功放单元(1-35)、升流器(1-36)、电流输出单元(1-37)和电流采样单元(1-38)，
电压功放单元(1-31)的电压信号输入端连接信号源(1-2)的第二数据传输端的电压信号输出端，电压功放单元(1-31)的电压信号输出端连接升压器(1-32)的升压信号输入端，升压器(1-32)的升压信号输出端连接电压输出单元(1-33)的电压信号输入端，电压输出单元(1-33)的电压信号输出端连接电压采样单元(1-34)的电压信号输入端，电压采样单元(1-34)的反馈信号输出端连接电压功放单元(1-31)的反馈信号输入端；
电压输出单元(1-33)的电压信号输出端作为程控功率源(1-3)的电压信号输出端将电压信号传输给被监测电能表(6)和标准电能表(1-4)；
电流功放单元(1-35)的电流信号输入端连接信号源(1-2)的第二数据传输端的电流信号输出端，电流功放单元(1-35)的电流信号输出端连接升流器(1-36)的升流信号输入端，升流器(1-36)的升流信号输出端连接电流输出单元(1-37)的电流信号输入端，电流输出单元(1-37)的电流信号输出端连接电流采样单元(1-38)的电流信号输入端，电流采样单元(1-38)的反馈信号输出端连接电流功放单元(1-35)的反馈信号输入端；
电流输出单元(1-37)的电流信号输出端作为程控功率源(1-3)的电流信号输出端将电流信号传输给被监测电能表(6)和标准电能表(1-4)。
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|---|---|---|---|---|
| CN106248567A (zh) * | 2016-08-31 | 2016-12-21 | 中国电力科学研究院 | 一种低压计量箱典型环境检测方法 |
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| CN109975740A (zh) * | 2019-05-13 | 2019-07-05 | 广东省计量科学研究院（华南国家计量测试中心） | 一种电能表校验装置的检定监控系统 |
| CN113834968A (zh) * | 2020-06-24 | 2021-12-24 | 宁波三星医疗电气股份有限公司 | 一种智能电能表管理系统及方法 |
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