CN211402699U - 一种新型智能电能表现场校验仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种新型智能电能表现场校验仪，它包括中央处理器、电压采样电路和电流钳表采样电路等；电压采样电路用以采集待测电能表尾部电压接线端口上的电压值并传输至电能计量电路；电流钳表采样电路用以采集待测电能表尾部电流接线端口上的电流值并传输至电能计量电路；电能计量电路用以根据电压值和电流值输出电能值，并将电能值传输至中央处理器；中央处理器根据所述电能值和参考值的一致性输出校验结果，并通过所述显示屏进行展示；所述现场作业终端用以将接收到的校验结果上传至电网监控平台。该新型智能电能表现场校验仪实现现场接收校验任务、执行校验任务和上传校验结果的闭环管理，从而大大提高了校验效率，省时省力。

Description

一种新型智能电能表现场校验仪

技术领域

电力行业现场校验测试及电力运行维修领域，具体的说，涉及了一种新型智能电能表现场校验仪。

背景技术

随着工业和科技的飞速发展，电能在工业生产和人们的生活中的地位越来越重要；智能电能表用于记录和测量用户日常用电量，为电能费用支付提供依据，智能电能表的计量准确度影响到供电公司和用户的合法权益；基于此，智能电能表的校验成为电力行业一项重要校验任务。而将智能电能表带回实验室校验的方式费时费力且无法满足生产生活需求，因此，电能表现场校验仪应运而生。

目前，需要单独安排人员接收电网监控平台校验任务，并将校验任务下发给运维人员，运维人员再采用电能表现场校验仪执行校验任务；电能表现场校验仪的校验结果还需单独存储，并人工上传至电网监控平台，才能完成电网监控平台下发的校验任务，整个操作过程费时费力且效率低下。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种新型智能电能表现场校验仪。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种新型智能电能表现场校验仪，包括与电网监控平台通讯互联的现场作业终端，还包括中央处理器、电压采样电路、电流钳表采样电路、电能计量电路、显示屏、数/模通信隔离电路和通信电路；

所述电压采样电路，电连接所述电能计量电路，用以采集待测电能表尾部电压接线端口上的电压值并传输至所述电能计量电路；

所述电流钳表采样电路，电连接所述电能计量电路，用以采集待测电能表尾部电流接线端口上的电流值并传输至所述电能计量电路；

所述电能计量电路，通过数/模通信隔离电路电连接所述中央处理器，用以根据所述电压值和所述电流值输出电能值，并将所述电能值传输至所述中央处理器；

所述中央处理器，电连接所述显示屏，用以根据所述电能值和参考值的一致性输出校验结果，并通过所述显示屏进行展示；

所述现场作业终端，通过所述通信电路与所述中央处理器通讯互联，用以将接收到的校验结果上传至电网监控平台。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说：

1）本实用新型提供一种新型智能电能表现场校验仪，包括与电网监控平台通讯互联的现场作业终端，还包括中央处理器和电压采样电路等；所述现场作业终端接收电网监控平台下发的校验任务，并通过通信电路转发至中央处理器，通过显示屏向运维人员展示校验任务；另，新型智能电能表现场校验仪的校验结果可传输至所述现场作业终端，并通过所述现场作业终端上传至电网监控平台；实现现场接收校验任务、执行校验任务和上传校验结果的闭环管理，从而大大提高了校验效率，省时省力；

现场检验时，一台现场作业终端可与若干台新型智能电能表现场校验仪配套使用，从而节省投入成本，优化资源配置；

2）所述中央处理器还电连接W-ESAM加密芯片，对中央处理器与通信电路之间以及中央处理器与外部通信接口之间的通讯进行加密处理，保证智能电能表现场校验结果的保密性；

3）所述通信电路包括无线通信电路和RS485通信电路，为所述中央处理器与现场作业终端之间提供两种通讯方式，提高了两者之间通讯的稳定性；

4）设置温湿度传感器，用以检测校验现场的温湿度信息，为校验结果温湿度修正提供参考依据。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的电压采样电路的电路原理图。

图3是本实用新型的电流钳表采样电路的电路原理图。

图4是本实用新型的电能计量电路的电路原理图。

图5是本实用新型的供电管理电路的电路原理图。

图6是本实用新型的数/模通信隔离电路。

图7是本实用新型的蓝牙通讯模块的电路原理图。

图8是本实用新型的RS485通信电路的电路原理图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如附图1所示，一种新型智能电能表现场校验仪，它包括与电网监控平台通讯互联的现场作业终端，还包括中央处理器、电压采样电路、电流钳表采样电路、电能计量电路、显示屏、数/模通信隔离电路、通信电路和供电管理电路；所述电压采样电路，电连接所述电能计量电路，用以采集待测电能表尾部电压接线端口上的电压值并传输至所述电能计量电路；所述电流钳表采样电路，电连接所述电能计量电路，用以采集待测电能表尾部电流接线端口上的电流值并传输至所述电能计量电路；所述电能计量电路，通过数/模通信隔离电路电连接所述中央处理器，用以根据所述电压值和所述电流值输出电能值，并将所述电能值传输至所述中央处理器；所述中央处理器，电连接所述显示屏，用以根据所述电能值和参考值的一致性输出校验结果，并通过所述显示屏进行展示；所述现场作业终端，通过所述通信电路与所述中央处理器通讯互联，用以将接收到的校验结果上传至电网监控平台。

如附图4所示，所述电能计量电路采用ADE78xx系列的三相多功能计量芯片，该三相多功能计量芯片具有7个ADC通道和高性能专用DSP。现场校验时，该三相多功能计量芯片将接收到的电压值和电流值经过模/数转换后，采用DSP进行运算，并将运算出的电能值发送至中央处理器，完成数据交互。其中，电能值的运算为三相多功能计量芯片的基本功能，为本领域技术人员知晓的现有技术，在此不再详述。

本实施例中，所述中央处理器接收所述电能值并与参考值进行一致性比对，并将比对结果作为校验结果进行输出，为本领域技术人员知晓的现有技术，在此不再详述。

本实施例中，所述供电管理电路支持电池供电、现场取样和外接电源三种工作模式。如附图5所示，所述供电管理电路采用型号为TPS79301芯片的稳压器进行电压转换，以便为中央处理器、电能计量电路和显示屏等供电。

如附图6所示，所述数/模通信隔离电路采用光电耦合器，所述光电耦合器的型号为HCPL-0600；实现所述电能计量电路与所述中央处理器之间的强弱电隔离通讯，保证人机的操作安全。

本实施例中，该新型智能电能表现场校验仪设置现场作业终端，所述现场作业终端与电力系统的电网监控平台通讯互联，作为中央处理器与电网监控平台的连接设备；现场布置时，一台现场作业终端可与若干台新型智能电能表现场校验仪配套使用。所述现场作业终端不但可接收电网监控平台下发的校验任务，并传输至中央处理器，通过显示屏将校验任务展示给运维人员；还可以将多台新型智能电能表现场校验仪的校验结果集中汇总后上传至电网监控平台，从而优化资源配置。因此，无需单独安排人员接收校验任务并将校验任务下发给运维人员，节省了人力投入成本；同时将该新型智能电能表现场校验仪间接接入电力系统，实现电力系统的任务派发—任务执行—结果上传的无纸化闭环管理，降低运维人员的工作强度。

其中，现场作业终端可以为国网通常采用的移动作业终端，参见《移动作业终端在计量及用电信息采集工程管理中的应用》中公开的移动作业终端（《电力与能源》2019年8月第40卷第4期）。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于：本实施例给出了电压采样电路和电流钳表采样电路的具体实施方式。

如附图2所示，所述电压采样电路包括磁珠电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述电压采样电路的第一输入端连接所述磁珠电感的一端，所述磁珠电感的另一端连接第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻和所述第五电阻依次串联连接后，连接所述电压采样电路的输出端；所述电压采样电路的第二输入端连接所述第六电阻一端，所述第六电阻另一端分别连接所述第五电阻和所述电压采样电路的输出端。也就是说，所述电压采样电路采用电阻分压方式，实现对待测电能表尾部电压接线端口上的电压值进行采样测量，并输出电能计量电路，为电能表现场校验提供参考依据。

如附图3所示，所述电流钳表采样电路包括电流互感器和两个电阻；所述电流钳表采样电路的输入端连接所述电流互感器的输入端，所述电流互感器的输出端连接电能计量电路的引脚；其中，所述电流互感器的输出端分别通过一电阻接地。所述电流互感器的正负接入端对应连接待测电能表尾部电流接线端口的正负端，实现对待测电能表尾部电流接线端口上的电流值进行采样测量，并输出电能计量电路，为电能表现场校验提供参考依据。

本实施例中，所述电压采样电路可以为单相电压采样电路或者三相电压采样电路；其中，三相电压采样电路中每相电压采样电路结构相同。所述电流钳表采样电路也可以为单相电流钳表采样电路或者三相电流钳表采样电路；其中，三相电流钳表采样电路中每相电流钳表采样电路结构相同。

实施例3

本实施例与上述实施例的区别在于：所述电能计量电路与所述电流钳表采样电路之间设置切换开关，所述切换开关的静触点连接所述电能计量电路，所述切换开关的第一动触点连接所述电流钳表采样电路，所述切换开关的第二动触点连接电流直接接入采样电路；实现两种电流采样方式，拓展了该新型智能电能表现场校验仪的使用范围。

本实施例中，所述直接接入采样电路采用电流互感器，所述电流直接接入采样电路与所述电流钳表采样电路类似，通过电流互感器将电流信号转换为小电压信号，完成电流信号采样处理。

本实施例中，所述直接接入采样电路与校验仪进行分体设计，以便多台设备配置1台直接接入采样电路模块，优化配置，减少现场工作量。

实施例4

本实施例与上述实施例的区别在于：所述中央处理器还电连接W-ESAM加密芯片，对中央处理器与通信电路之间以及中央处理器与外部通信接口之间的通讯进行加密处理，保证数据上传与下载时的安全性。

如附图7和附图8所示，所述通信电路包括无线通信电路和RS485通信电路；所述无线通信电路采用蓝牙通讯模块。本实施例中，该新型智能电能表现场校验仪；通过蓝牙和RS485两种模式实现与电力现场作业终端之间数据交互，使得新型智能电能表现场校验仪间接接入电网系统。

本实施例中，所述中央处理器还通过外部接口通信隔离电路连接外部通信接口；外部通信接口包括标准脉冲输出端口、被测电能表脉冲输入和与外部通讯接口，协助中央处理器完成现场校验的各检测功能。其中，所述外部接口通信隔离电路包括光电耦合器、电阻Rp7、电阻Rp8、电阻Rp9和电容Cp3；所述光电耦合器的VCC端口和EN端口串联连接后分别连接所述电阻Rp7的一端和所述电容Cp3的一端；所述电阻Rp7的另一端连接所述中央处理器，所述电容Cp3的另一端接地；所述光电耦合器的A端口通过电阻Rp8接电源端；所述光电耦合器的K端口通过电阻Rp9接电源端，所述光电耦合器的K端口还与所述RS485通信电路连接；以便对中央处理器与RS485通信电路之间强弱电隔离通讯，进一步保证人机的操作安全。

实施例5

本实施例与上述实施例的区别在于：所述中央处理器还电连接温湿度传感器，用以检测校验现场的温湿度信息，为校验结果温湿度修正提供参考依据。

优选的，所述温湿度传感器型号为DHT11，DHT11型温湿度传感器实现对现场的温湿度监控测量，再与中央处理器通讯，完成数据交互。

本实施例中，所述中央处理器还电连接标准恒稳晶振，标准恒稳晶振采用10MHz的恒稳晶振为中央处理器提供标准频率输入，协助中央处理器完成待测电能表的日计时误差测量。

本实施例中，所述显示屏采用3.2寸彩色显示屏，以实现人机界面的对话功能。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种新型智能电能表现场校验仪，包括与电网监控平台通讯互联的现场作业终端，其特征在于：还包括中央处理器、电压采样电路、电流钳表采样电路、电能计量电路、显示屏、数/模通信隔离电路和通信电路；

所述电压采样电路，电连接所述电能计量电路，用以采集待测电能表尾部电压接线端口上的电压值并传输至所述电能计量电路；

所述电流钳表采样电路，电连接所述电能计量电路，用以采集待测电能表尾部电流接线端口上的电流值并传输至所述电能计量电路；

所述电能计量电路，通过数/模通信隔离电路电连接所述中央处理器，用以根据所述电压值和所述电流值输出电能值，并将所述电能值传输至所述中央处理器；

所述中央处理器，电连接所述显示屏，用以根据所述电能值和参考值的一致性输出校验结果，并通过所述显示屏进行展示；

所述现场作业终端，通过所述通信电路与所述中央处理器通讯互联，用以将接收到的校验结果上传至电网监控平台。

2.根据权利要求1所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述电压采样电路包括磁珠电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻和第六电阻；所述电压采样电路的第一输入端连接所述磁珠电感的一端，所述磁珠电感的另一端连接第一电阻的一端；所述第一电阻的另一端与所述第二电阻、所述第三电阻、所述第四电阻和所述第五电阻依次串联连接后，连接所述电压采样电路的输出端；所述电压采样电路的第二输入端连接所述第六电阻一端，所述第六电阻另一端分别连接所述第五电阻和所述电压采样电路的输出端。

3.根据权利要求1所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述电流钳表采样电路包括电流互感器和两个电阻；所述电流钳表采样电路的输入端连接所述电流互感器的输入端，所述电流互感器的输出端连接电能计量电路的引脚；其中，所述电流互感器的输出端分别通过一电阻接地。

4.根据权利要求1所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述数/模通信隔离电路采用光电耦合器，所述光电耦合器的型号为HCPL-0600。

5.根据权利要求1-4任一项所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述电能计量电路与所述电流钳表采样电路之间设置切换开关，所述切换开关的静触点连接所述电能计量电路，所述切换开关的第一动触点连接所述电流钳表采样电路，所述切换开关的第二动触点连接电流直接接入采样电路。

6.根据权利要求5所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述直接接入采样电路采用电流互感器。

7.根据权利要求1所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述通信电路包括无线通信电路和RS485通信电路；所述无线通信电路采用蓝牙通讯模块。

8.根据权利要求1所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器还电连接W-ESAM加密芯片。

9.根据权利要求1所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器还通过通信隔离电路连接外部通信接口。

10.根据权利要求1所述的新型智能电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器还电连接温湿度传感器，用以检测校验现场的温湿度信息。

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