CN207867022U - 一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表 - Google Patents
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Abstract
一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，所述电能表包括电流互感器CT、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、A/D转换器、DSP、显示器、存储单元及通信单元；还包括磁场感应单元和温度传感器。电能表内的磁场感应单元和温度传感器分别采集现场运行时的恒磁场的磁感应强度和温度信息，给电能表内的信息传输给外部网络；检测时，根据被检表的表号，从主站提取某时间段内的信息，控制恒磁场发生器和高低温箱模拟现场运行环境，在实验室模拟现场实际运行环境，得到被检表的综合误差，用以考核电能表的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，属电能表技术领域。
背景技术
作为智能电网重要的设备之一，智能电能表的准确计量和可靠运行直接影响用电用户与供电公司之间的电费结算。在现场安装前，按照相关的国家标准或企业标准会对电能表进行到货前抽检和到货后的全性能测试。此外，对运行中的电能表还会进行周期性的现场检测。现场检测主要依据DLT448-2016《电能计量装置技术管理规程》，现场校验的条件如下：环境温度为(5～35)℃；相对湿度大不于85％；频率偏差小于额定频率的±0.5％；电压对额定值偏差不应超过±10％；现场负载的功率应为实际的常用负载，当负载电流低于被检电能表的标定电流的10％或功率因数低于0.5时，不宜进行现场校准。现场检测其实是一种不严格的检测方式，因为现场校准器也处于现场的复杂环境下，无法保证其具有与实验室条件下一样的计量性能。然而，仅仅在实验室条件下开展检测显然也不能准确反映电能表在现场实际运行环境下的性能。
发明内容
本实用新型的目的是，针对现有电能表现场检测存在的问题，提出一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表。
实现本实用新型的技术方案如下：一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，所述电能表包括：电流互感器CT、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、温度传感器、磁场感应单元、A/D转换器、DSP、显示器、存储单元及通信单元；电流互感器CT一次侧绕组与中性线N连接；电流互感器的二次侧绕组与第一电阻R1并联，一端与A/D转换器的输入端连接，另一端接地；第二电阻R2和第三电阻R3串联，并分别与相线L和中性线N连接；第三电阻R3与第二电阻R2的公共连接端连接A/D转换器的输入端，另一端接地；磁场感应单元靠近电流互感器CT安装，并与A/D转换器的输入端连接；温度传感器与A/D转换器的输入端连接；A/D转换器的输出端与DSP的输出端连接；DSP还分别与通信单元、显示器及存储单元连接。
所述电能表的工作原理如下：电流互感器CT将给负载供电的电流转换成小电流模拟信号，并通过A/D转换器转换成数字信号输出给DSP；电阻R2和电阻R3将给负载供电的电压通过电阻分压得到小电压模拟信号，并由A/D转换器转换成数字信号输出给DSP；磁场感应单元将检测到的靠近电流互感器CT的恒磁场磁感应强度传输给DSP；温度传感器将电能表内的温度信号传输给DSP；DSP对这些数字信息进行处理分析，将数据保存到存储单元，通过显示器显示具体数值；通信单元可将电能表内数据传输给外部网络。
本实用新型在电能表内设置磁场感应单元和温度传感器；分别采集现场运行时的恒磁场的磁感应强度和温度信息，将电能表内的数据传输给外部网络；检测时，根据被检表的表号，从主站提取某时间段内的信息，控制恒磁场发生器和高低温箱模拟现场运行环境，在实验室模拟现场实际运行环境，得到被检表的综合误差。
所述电能表的检测装置包括标准功率源、标准表、误差计算单元、高低温箱和恒磁场发生器；标准表的电压线路与被检表的电压线路并联；标准表的电流线路与被检表的电流线路串联；标准表和被检表的脉冲端口均与误差计算单元连接；误差计算单元根据被检表与标准表的脉冲端口发出的脉冲计算被检表在此运行工况下的误差。
当现场运行的某块电能表疑似出现故障时，可将电能表拆回作为被检表；根据被检表的表号信息，从主站里调用该被检表内存储单元保存的含有温度、磁感应强度、电压及电流信息的带有时标的数据；依据上述的数据，在实验室通过模拟现场温度影响的试验、模拟现场恒磁场影响的试验，得到被检表的综合误差。
所述被检表的综合误差测试方法如下：
(1)模拟现场温度影响的试验，被检表放置于高低温箱中；根据被检表在某时间段内的电压和电流曲线，控制标准功率源输出符合现运行环境的电压和电流测试信号；控制高低温箱，使得温度为参比温度23℃，得到此时的l，并记为α1；根据被检表在某时间段内的温度数据，控制高低温箱内温度与现场运行环境温度近似，得到此时的被检表相对误差，并记为α2；
(2)模拟现场恒磁场影响的试验，被检表放置于恒磁场发生器中，根据被检表在某时间段内的电压和电流曲线，控制标准功率源输出符合现运行环境的电压和电流测试信号；根据被检表在某时间段内的恒磁场磁感应强度数据，控制恒磁场发生器产生与现场运行环境近似的恒磁场磁感应强度，得到此时的被检表相对误差，并记为α3；
(3)计算被检表的综合误差α，α的计算公式如下式：
本实用新型的有益效果是，本实用新型提供一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，通过电能表内的温度传感器和磁场感应单元得到实际运行环境数据，由内部的通信单元将数据传输至外部网络，测试时根据被检表的表号即可从主站提取环境信息，并在实验室对其进行模拟，进而得到被检表的综合误差，克服了传统现场检测方法因标准校准装置处于现场环境而导致其准确度等级无法满足检测需求的缺点。
附图说明
图1是本实用新型的电能表原理示意图；
图2是本实用新型的电能表内数据传输的原理示意图；
图3是本实用新型的电能表检测方法流程示意图；
图4所示是模拟现场温度影响的试验原理图；
图5所示是模拟现场恒磁场影响的试验原理图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
图1所示是本实用新型的电能表原理示意图。
本实施例一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，包括电流互感器CT、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、温度传感器、磁场感应单元、A/D转换器、DSP、显示器、存储单元及通信单元。电流互感器CT一次侧绕组与中性线N连接；电流互感器的二次侧绕组与第一电阻R1并联，一端与A/D转换器的输入端连接，另一端接地；第二电阻R2和第三电阻R3串联，并分别与相线L和中性线N连接；第三电阻R3一端与A/D转换器的输入端连接，另一端接地；磁场感应单元靠近电流互感器CT安装，并与A/D转换器的输入端连接；温度传感器与A/D转换器的输入端连接；A/D转换器的输出端与DSP的输出端连接；DSP还分别与通信单元、显示器及存储单元连接。
电流互感器CT将给负载供电的电流转换成小电流模拟信号，并通过A/D转换器转换成数字信号输出给DSP；第二电阻R2和第三电阻R3将给负载供电的电压通过电阻分压得到小电压模拟信号，并由A/D转换器转换成数字信号输出给DSP；磁场感应单元将检测到的靠近电流互感器CT的恒磁场磁感应强度传输给DSP；温度传感器将电能表内的温度信号传输给DSP；DSP对这些数字信息进行处理分析，将数据保存到存储单元，通过显示器显示具体数值；通信单元可将电能表内数据传输给外部网络。
图2是本实用新型的电能表内数据传输的示意图。
采用本实施例的电能表通过内部的通信单元，将存储单元内保存的含有温度、磁感应强度、电压及电流信息的带有时标的数据传输给外部网络；通信单元与外部网络之间的传输可采用宽带载波通信、RS485或微功率无线等方式；外部网络通过GPRS或CDMA通信方式与主站通信，实现数据的传输；需要说明的是，如图所示只显示4块电能表的数据传输示意图，当台区具有多块电能表时，可采用同样的方法进行数据传输。
图3是本实用新型的电能表检测方法流程示意图。
对被检表进行检测时，根据被检电能表的表号，从主站里提取该电能表在某段时间所处的温度及恒磁场的磁感应强度信息，同时提取电压和电流数据；根据上述信息，通过控制高低温箱、恒磁场发生器及标准功率源模拟被检电能表的现场运行环境，采用标准表法得到被检表的综合误差。
图4所示是模拟现场温度影响的试验原理图。
如图4所示，标准表的电压线路与被检表的电压线路并联；标准表的电流线路与被检表的电流线路串联；标准表和被检表的脉冲端口均与误差计算单元连接；误差计算单元根据被检表与标准表的脉冲端口发出的脉冲计算被检表在此运行工况下误差；被检表放置于高低温箱中；根据被检表在某时间段内的电压和电流曲线，控制标准功率源输出符合现运行环境的电压和电流测试信号；控制高低温箱，使得温度为参比温度23℃，得到此时的被检表相对误差，并记为α1；根据被检表在某时间段内的温度数据，控制高低温箱内温度与现场运行环境温度近似，得到此时的被检表相对误差，并记为α2。
图5所示是模拟现场恒磁场影响的试验原理图。
与模拟现场温度影响的试验不同，将高低温箱更换为恒磁场发生器。
根据被检表在某时间段内的电压和电流曲线，控制标准功率源输出符合现运行环境的电压和电流测试信号；根据被检表在某时间段内的恒磁场磁感应强度数据，控制恒磁场发生器产生与现场运行环境近似的恒磁场磁感应强度，得到此时的被检表相对误差，并记为α3；被检表的综合误差α可由公式得到。
本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，包括电流互感器、第一电阻、第二电阻、第三电阻、A/D转换器、DSP、显示器、存储单元及通信单元，其特征在于，所述电能表还包括温度传感器和磁场感应单元；所述电流互感器一次侧绕组与中性线N连接；电流互感器的二次侧绕组与第一电阻并联，一端与A/D转换器的输入端连接，另一端接地；第二电阻和第三电阻串联，并分别与相线L和中性线N连接；第三电阻与第二电阻的公共连接端连接A/D转换器的输入端，另一端接地；磁场感应单元靠近电流互感器安装，并与A/D转换器的输入端连接；温度传感器与A/D转换器的输入端连接；A/D转换器的输出端与DSP的输出端连接；DSP还分别与通信单元、显示器及存储单元连接。
2.根据权利要求1所述的一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，其特征在于，所述电能表的检测装置包括标准功率源、标准表、误差计算单元、高低温箱和恒磁场发生器；标准表的电压线路与被检表的电压线路并联；标准表的电流线路与被检表的电流线路串联；标准表和被检表的脉冲端口均与误差计算单元连接；误差计算单元根据被检表与标准表的脉冲端口发出的脉冲计算被检表在此运行工况下的误差。
3.根据权利要求2所述的一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，其特征在于，当进行模拟现场温度影响的试验时，被检表放入高低温箱。
4.根据权利要求2所述的一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表，其特征在于，当进行模拟现场恒磁场影响的试验时，被检表放入恒磁场发生器。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108181605A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-19 | 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 | 一种计及温度和恒磁场共同影响的电能表及检测方法 |
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2018
- 2018-02-05 CN CN201820188809.5U patent/CN207867022U/zh active Active
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