CN208969163U - 电能计量装置及电能计量处理模块、电压检测电路的参数检测电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电能计量装置及其处理模块、参数检测电路。所述参数检测电路包括：基准电压源，用于提供与所述计量线路频率不同的初始参考电压信号；电压转换模块，其输入端与所述基准电压源相连接，其输出端将所述初始参考电压信号经过变换后的参考电压信号耦合到所述电压检测电路的高压端；和参数处理模块，与所述电压检测电路相连接，用于根据从所述电压检测电路获得的参考电压测量信号，获取电压检测电路参数的变化情况。本实用新型能够实时检测到所述电能计量装置中的电压检测电路的参数是否发生变化,从而提高了电能计量装置的计量准确性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电表技术领域，具体地说，涉及一种电能计量装置及其处理模块、参数检测电路。
背景技术
在智能电表领域，计量精度和可靠性至关重要，而这直接受电压和电流检测的影响。电压的检测一般使用分压电路，电流检测一般使用锰铜电流互感器等。在实际应用中，受环境因素影响，比如温度、大电流、电磁场等，容易使分压电路的参数发生改变，造成电压测量出现误差，最终导致电能计量误差，因此实时监控分压电路的参数，是保证计量精度在允许的范围成了如今迫切需要解决的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种电能计量装置及其处理模块、参数检测电路,用以确定所述电能计量装置中的电压检测电路的参数是否发生变化,从而提高电能计量装置的计量准确性。
为了解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种电压检测电路的参数检测电路，所述电压检测电路与计量线路相耦合；所述参数检测电路包括：
基准电压源，用于提供与所述计量线路频率不同的初始参考电压信号；
电压转换模块，其输入端与所述基准电压源相连接，其输出端将所述初始参考电压信号经过变换后的参考电压信号耦合到所述电压检测电路的高压端；和
参数处理模块，与所述电压检测电路相连接，用于根据从所述电压检测电路获得的参考电压测量信号，获取电压检测电路参数的变化情况。
优选地,所述电压检测电路包括串联的第一分压器和第二分压器，所述电压转换模块的输出端与所述第一分压器的高压端相耦合；所述参数处理模块与所述第二分压器并联，获取来自于所述第二分压器的混合电压测量信号。
优选地,所述参数处理模块包括：
模数转换单元，与所述第二分压器并联，用于将从所述第二分压器获取混合有所述计量线路的电压测量信号和参考电压测量信号的混合电压测量信号转换为数字混合电压测量信号；
信号分离单元，与所述模数转换单元相连接，用于从数字混合电压测量信号中分离出电压测量信号和参考电压测量信号；以及
参数处理单元，与所述信号分离单元相连接，根据所述参考电压测量信号确定电压检测电路参数的变化情况。
优选地,所述参数处理单元进一步判断参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值是否匹配，如果匹配，确定电压检测电路参数不变；如果参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值不匹配，确定电压检测电路参数变化。
优选地,所述电压检测电路参数为电压检测电路的分压比。
优选地,所述计量线路的供电电源电压高于所述基准电压源，对应地，所述电压转换模块为隔离升压电路。
根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种电能计量装置，包括：
电压检测电路，用于从计量线路中得到电压测量信号和参考电压测量信号；
电流检测电路，用于从计量线路中得到电流测量信号；
基准电压源，用于提供与所述计量线路频率不同的初始参考电压信号；
电压转换模块，其输入端与所述基准电压源相连接，其输出端将所述初始参考电压信号经过变换后的参考电压信号耦合到所述电压检测电路的高压端；和
电能计量处理模块，分别与所述电压检测电路和所述电流检测电路相连接，用于根据电压测量信号和电流测量信号确定计量线路中的电量；并根据参考电压测量信号，获取电压检测电路参数的变化情况。
优选地,所述电压检测电路包括串联的第一分压器和第二分压器，所述电压转换模块的输出端与所述第一分压器的高压端相耦合。
根据本实用新型的另一个方面，本实用新型提供了一种电能计量处理模块，包括：
模数转换单元，分别与电压检测电路和电流检测电路相连接,将来自电压检测电路的混合电压测量信号和来自电流检测电路的电流测量信号转换为数字混合电压测量信号和数字电流测量信号；
信号分离单元，与所述模数转换单元相连接，用于从数字混合电压测量信号中分离出数字电压测量信号和数字参考电压测量信号；
计量单元，用于根据数字电压测量信号和数字电流测量信号确定计量线路中的电量；和
参数处理单元，用于根据所述数字参考电压测量信号，获取电压检测电路参数的变化情况。
优选地,所述参数处理单元进一步判断数字参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值是否匹配，如果匹配，确定电压检测电路参数不变；如果数字参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值不匹配，确定电压检测电路参数变化。
本实用新型采用基准电压源,将基准电压信号通过电压转换模块进行转换之后耦合到电能计量装置的电压检测电路中，将低压的基准电压信号转换为高压信号,并通过电压转换模块将计量线路与基准电压源隔离开,保证了计量线路与基准电压源互不干扰,可以实时检测到电压检测电路的参数是否发生变化，在电压检测电路的参数不准确时，及时进行处理，从而保证了电能计量装置的准确性。并且,本实用新型不依赖特定的工艺或是器件的支持，实现方便。
附图说明
图1为本实用新型中的电能计量装置一个实施例的结构原理框图；
图2为本实用新型中的电能计量处理模块一个实施例的结构原理框图；
图3为本实用新型中的电能计量装置中关于电压检测电路及其参数检测电路的一个实施例的原理图；和
图4为本实用新型中的电压检测电路的参数检测电路中电压转换模块的一个实施例的原理图。
具体实施方式
如图1所示，为本实用新型中的电能计量装置一个实施例的结构原理框图。在本实施例中，所述电能计量装置包括：电压检测电路1、电流检测电路2、基准电压源3、电压转换模块4和电能计量处理模块5。
其中，电压检测电路1从计量线路中得到电压测量信号，并将该电压测量信号发送给处理模块5。所述电压检测电路1可以为分压电路，例如由一个或多个电阻串联组成的一个分压电路，或者由电阻、电容组成的分压电路等。作为一个实施例，电压检测电路1为由两个分压器串联组成的分压电路，如图3所示的实施例中，第一分压器和第二分压器的等效电阻分别为R0和R1,第一分压器的第一端为高压端，接入电网，如其电压VL为220V，频率为50Hz。第一分压器的第二端与第二分压器的第一端连接，第二分压器第二端连接负载。在第二分压器两端并联电能计量处理模块5中的采样ADC电路。
所述电流检测电路2从计量线路中得到电流测量信号，并将该电流测量信号Io发送给电能计量处理模块5。其中，电流检测电路2可以采用电流互感器电路，本领域的技术人员可以采用任意合适的电流检测电路来获得电流测量信号。
所述基准电压源3用于提供与所述计量线路频率不同的初始参考电压信号Vref。例如，电压为0.4V、频率为217Hz。基准电压源3的输出端连接电压转换模块4的输入端，电压转换模块4的输出端耦合到所述电压检测电路的高压端。电压转换模块4将所述初始参考电压信号Vref 变换后的参考电压信号Vr注入到电压检测电路1中。
因而，电压检测电路1中输出到电能计量处理模块5的信号为混合电压测量信号Vo，既包括来自于电网的电压测量信号Vo1，也包括来自于所述基准电压源3的参考电压测量信号Vo2，这两个电压信号的频率不同。
电能计量处理模块5主要包括两部分功能：其一，根据电压测量信号Vo1和电流测量信号Io确定计量线路中的电量。其二，根据参考电压测量信号Vo2，获取电压检测电路参数的变化情况。
其中，所述电能计量处理模块5的一个实施例原理框图如图2所示，包括：模数转换单元51、信号分离单元52、计量单元53和参数处理单元54。所述模数转换单元51分别与电压检测电路1和电流检测电路2 相连接,将来自电压检测电路1的混合电压测量信号和来自电流检测电路2的电流测量信号转换为数字混合电压测量信号和数字电流测量信号。本领域技术人员可根据具体环境及电路选择合适的采样ADC电路作为模拟数字转换电路。
信号分离单元52与所述模数转换单元51相连接，用于从数字混合电压测量信号Vo中分离出数字电压测量信号Vo1和数字参考电压测量信号Vo2。例如，采用滤波器，可将这两个不同频率的电压信号分离出来，分别送到计量单元53和参数处理单元54。
计量单元53根据数字电压测量信号Vo1和数字电流测量信号Io确定计量线路中的电量。
参数处理单元54根据所述数字参考电压测量信号，获取电压检测电路参数的变化情况。具体地，以图4中所述的电压检测电路为例，对应该电路，理论上，参考电压测量信号应为一个固定值，即 Vo2’＝Vr*R1/(R0+R1)。在电能计量装置中存储有与其对应的预置参考电压值Vo2’，在参数处理单元54获得到实际参考电压测量信号Vo2时，将其与所述预置参考电压值Vo2’相匹配，即二者的差异在允许的误差范围内，说明电压检测电路参数R1/(R0+R1)没有变化。如果实际参考电压测量信号Vo2与所述预置参考电压值Vo2’不匹配，即Vo2与Vo2’的差异超出允许的误差范围，则确定电压检测电路参数R1/(R0+R1)发生了变化。此时，将该变化发送给其他处理电路，进行相应的处理。
通过以上电能计量装置，可以得到当前用电电路(即计量线路)中的电量，结合计时模块得到的时间参数，可以得到用电电路的电能。在该电路中，电压检测电路检测到的来自于电网的电压测量信号Vo1对用电电路的电能的准确性至关重要，由于环境因素、使用时间等因素，会导致电压检测电路的参数R1/(R0+R1)发生变化。通过本实施例，电能计量装置可以实时检测电压检测电路的参数R1/(R0+R1)是否发生变化，在电压检测电路的参数不准确时，及时进行处理。
如图3所示,为电能计量装置中关于电压检测电路及其参数检测电路的一个实施例的原理图，在该实施例中，电压检测电路为由两个分压器串联组成的分压电路。第一分压器和第二分压器的等效电阻分别为R0 和R1,第一分压器的第一端为高压端，接入电网，如其电压VL为220V，频率为50Hz。第二分压器的第二端为低压端，连接负载。基准电压源3 提供的初始参考电压Vref经过电压转换模块4的变换，输出参考电压信号Vr到第一分压器的高压端。
参数处理模块5’包括了电能计量处理模块5中的除计量单元53外的所有电路，从而完成对电压检测电路参数的检测。
其中，在本实施例中，基准电压源3为一低压源，本实施例将其耦合到电压检测电路的高压端，且基准电压源3的频率与电压检测电路中的用电电路的频率不同，因而，采用电压转换模块4进行升压，并通过电压转换模块4隔离用电电路和基准电压源3，使二者互不干扰。因而，电压转换模块4可以采用任意一个具有电压变换且隔离作用的电路，如图4所示，图4的实施例中，电压转换模块4采用变压器电路，变压器 T1的原边与基准电压源的输出端相连接，副边通过限流电阻R2接入到第一分压器的高压端，将变换后的Vr耦合到电压检测电路中。
在具体实施时，通常将基准电压源3和电能计量处理模块5制成计量芯片，通过接口与外部电路相连接，既提高了电能计算装置的集成度，缩小了体积，也减少了器件之间的干扰。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域技术人员而言，本实用新型可以有各种改动和变化。凡在本实用新型的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种电压检测电路的参数检测电路，所述电压检测电路与计量线路相耦合；其特征在于，所述参数检测电路包括：
基准电压源，用于提供与所述计量线路频率不同的初始参考电压信号；
电压转换模块，其输入端与所述基准电压源相连接，其输出端将所述初始参考电压信号经过变换后的参考电压信号耦合到所述电压检测电路的高压端；和
参数处理模块，与所述电压检测电路相连接，用于根据从所述电压检测电路获得的参考电压测量信号，获取电压检测电路参数的变化情况。
2.根据权利要求1所述电压检测电路的参数检测电路，其特征在于，所述电压检测电路包括串联的第一分压器和第二分压器，所述电压转换模块的输出端与所述第一分压器的高压端相耦合；所述参数处理模块与所述第二分压器并联，获取来自于所述第二分压器的混合电压测量信号。
3.根据权利要求2所述电压检测电路的参数检测电路，其特征在于，所述参数处理模块包括：
模数转换单元，与所述第二分压器并联，用于将从所述第二分压器获取混合有所述计量线路的电压测量信号和参考电压测量信号的混合电压测量信号转换为数字混合电压测量信号；
信号分离单元，与所述模数转换单元相连接，用于从数字混合电压测量信号中分离出电压测量信号和参考电压测量信号；以及
参数处理单元，与所述信号分离单元相连接，根据所述参考电压测量信号确定电压检测电路参数的变化情况。
4.根据权利要求1-3任一所述电压检测电路的参数检测电路，其特征在于，所述参数处理单元判断参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值是否匹配，如果匹配，确定电压检测电路参数不变；如果参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值不匹配，确定电压检测电路参数变化。
5.根据权利要求4所述电压检测电路的参数检测电路，其特征在于，所述电压检测电路参数为电压检测电路的分压比。
6.根据权利要求1所述电压检测电路的参数检测电路，其特征在于，所述计量线路的供电电源电压高于所述基准电压源，对应地，所述电压转换模块为隔离升压电路。
7.一种电能计量装置，其特征在于，包括：
电压检测电路，用于从计量线路中得到电压测量信号和参考电压测量信号；
电流检测电路，用于从计量线路中得到电流测量信号；
基准电压源，用于提供与所述计量线路频率不同的初始参考电压信号；
电压转换模块，其输入端与所述基准电压源相连接，其输出端将所述初始参考电压信号经过变换后的参考电压信号耦合到所述电压检测电路的高压端；和
电能计量处理模块，分别与所述电压检测电路和所述电流检测电路相连接，用于根据电压测量信号和电流测量信号确定计量线路中的电量；根据参考电压测量信号获取电压检测电路参数的变化情况。
8.根据权利要求7所述的电能计量装置，其特征在于，所述电压检测电路包括串联的第一分压器和第二分压器，所述电压转换模块的输出端与所述第一分压器的高压端相耦合。
9.一种电能计量处理模块，其特征在于，包括：
模数转换单元，分别与电压检测电路和电流检测电路相连接,将来自电压检测电路的混合电压测量信号和来自电流检测电路的电流测量信号转换为数字混合电压测量信号和数字电流测量信号；
信号分离单元，与所述模数转换单元相连接，用于从数字混合电压测量信号中分离出数字电压测量信号和数字参考电压测量信号；
计量单元，用于根据数字电压测量信号和数字电流测量信号确定计量线路中的电量；和
参数处理单元，用于根据所述数字参考电压测量信号，获取电压检测电路参数的变化情况。
10.根据权利要求9所述的电能计量处理模块，其特征在于，所述参数处理单元判断数字参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值是否匹配，如果匹配，确定电压检测电路参数不变；如果数字参考电压测量信号的电压值与预置参考电压值不匹配，确定电压检测电路参数变化。
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| CN201821419395.9U CN208969163U (zh) | 2018-08-31 | 2018-08-31 | 电能计量装置及电能计量处理模块、电压检测电路的参数检测电路 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114140936A (zh) * | 2021-11-03 | 2022-03-04 | 广西电网有限责任公司南宁供电局 | 一种电能计量表拉合闸控制系统及其控制方法 |
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2018
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