專利名稱：在線電量追補裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電能計量領(lǐng)域，尤其是一種在線電量追補裝置。
背景技術(shù)：
電能表更換是裝表班人員所從事的最頻繁的工作，不論是三相三線還是三相四線，只要是帶電流互感器的計量裝置，二次回路都是要加裝接線盒的?，F(xiàn)場換表時可以不需要停一次設(shè)備進(jìn)行帶負(fù)荷換表，在進(jìn)行換表操作時，工作人員將接線盒內(nèi)的每相電流搭板閉合、電壓搭板斷開，使表尾已無電壓和電流后，就可進(jìn)行換表工作。由于在閉合接線盒內(nèi)的電流搭板、斷開電壓搭板后，直至裝上新表后恢復(fù)正常這段時間內(nèi)，用戶用電是不計量的，因此就涉及到了《電能計量工作標(biāo)準(zhǔn)》上提到的甩表電量問題。根據(jù)規(guī)程要求，工作人員在換表結(jié)束后，要對這段時間內(nèi)的甩表電量進(jìn)行追補，但是，在實際工作中，由于根本無法做到準(zhǔn)確計量這段時間的電量，只能通過人工進(jìn)行測量和計算，并且存在很大的誤差，所以很多用電客戶對計算出的追補電量并不認(rèn)可，導(dǎo)致這部分電量很難追補進(jìn)來，因此在實際工作中經(jīng)常將這部分電量就忽略不計了，從而影響了電力企業(yè)和用電客戶合理、公正的用電交易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種在線電量追補裝置，解決了帶負(fù)荷換表期間電量計量的問題，保證了電力計量的時間和電量的精度。本發(fā)明解決其技術(shù)問題是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的一種在線電量追補裝置，包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次在一起。而且，所述的電源電路由供電電路和電源轉(zhuǎn)換電路連接構(gòu)成，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端與分別A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接為各部分電路供電。而且，所述的供電電路為開關(guān)電源供電電路、電源適配器供電電路、后備電池供電電路的其中一種或者它們的組合。而且，所述的開關(guān)電源供電電路與電能表A相電壓及N線相連接，開關(guān)電源供電電路與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電；所述的電源適配器電路與外部220V交流電源相連接，該電源適配器的一輸出端與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電，另一輸出端通過充電控制模塊對后備電池進(jìn)行充電；所述的后備電池供電電路包括后備電池和充電控制模塊，后備電池輸出端與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電，輸入端與充電控制模塊相連接通過電源電源適配器為其充電。而且，所述的模擬通道電路包括六路電流模擬輸入通道和三路交流電壓模擬輸入通道，該六路電流模擬輸入通道包括與電能表接線盒上端相連接的三路檢測通道和與電能
3表接線盒下端相連接的三路計量通道；該三路交流電壓模擬輸入通道與電能表接線盒的三相電壓及N相相連接，并由精密電阻分壓轉(zhuǎn)換成為電壓信號。而且，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與三路電壓信號及六路電流信號按差分方式相連接，該A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與計量處理器的高速SPI接口相連接。而且，計量處理器電路包括單片機(jī)和計量輸入輸出模塊，該單片機(jī)通過SPI接口與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連接，通過并口與主控制器電路相連接，通過I/O接口與計量輸入輸出模塊相連接，計量輸入輸出模塊輸出標(biāo)準(zhǔn)電能脈沖。而且，所述的計量輸入輸出模塊由光電隔離器件構(gòu)成。而且，所述的主控處理器電路包括微處理器、鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊，微處理器通過并口與計量處理器電路相連接，通過I/O接口與鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊相連接。而且，所述的主控輸入輸出模塊由光電隔離器件構(gòu)成。本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是1、本電能追補裝置結(jié)合微處理器技術(shù)和數(shù)字信號處理技術(shù)并采用直接交流采樣實現(xiàn)在線進(jìn)行甩表電量的準(zhǔn)確計量功能，其作為一種全數(shù)字化、多功能、高精度、智能化的多參數(shù)工頻測量裝置，為工作人員對甩表電量的追補提供技術(shù)支持和保障，為電力部門和用電客戶提供換表期間用電計量提供客觀公正的依據(jù)，同時保證了電力部門和用電客戶的利益。2、本電能追補裝置通過自動啟動和關(guān)閉電量計量的方式，提高了帶負(fù)荷換表期間電量計量的精度，從斷開任何一相二次電流開始計量，恢復(fù)接通二次電流時停止計量，并且各相之間獨立計量，互不干擾，實現(xiàn)帶負(fù)荷換表期間電量計量的自動啟動和停止，減少人為操作的步驟，有效降低人工啟動和停止的操作誤差，保證了電力計量的時間和電量的精度。3、本電能追補裝置通過直接交流采樣實現(xiàn)電流、電壓、功率因數(shù)和頻率等工頻電參數(shù)測量自動測量功能，并可以采用向量圖的形式顯示相位關(guān)系和度，為換表人員檢查、 了解電能計量裝置接線是否正確提供直觀的參考，確保了在計量裝置接線正確的前提下實現(xiàn)甩表電量的追補。4、本電能追補裝置采用雙控制芯片實現(xiàn)計量和主控分別控制，提高了采樣速率及靈敏度。5、本電能追補裝置的主控制器輸出接口可將測量結(jié)果在現(xiàn)場直接打印出來，由用戶進(jìn)行簽字確認(rèn)，也可將測量數(shù)據(jù)上傳至PC機(jī)，或形成打印報告存檔。6、本電能追補裝置的計量輸出端口可以輸出脈沖信號，供標(biāo)準(zhǔn)表檢定儀器精度， 5A鉗表脈沖常數(shù)為3600imp/kWh。7、本電能追補裝置采用多種電源供電方式，保證了多種場合的正常使用。8、本發(fā)明設(shè)計合理，能夠為工作人員在不停電進(jìn)行帶負(fù)荷換表時準(zhǔn)確記錄換表期間的甩表電量，實現(xiàn)了測試結(jié)果的瀏覽、查詢、報表和打印功能，可廣泛用于各種電壓等級的配有電流互感器的三相三線與三相四線電能表場合，有效地避免了企業(yè)電量的損失，保證了電力企業(yè)和用電客戶合理、公正的用電交易。


圖1為本發(fā)明的電路框圖。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例做進(jìn)一步詳述一種在線電量追補裝置，如圖1所示，包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次在一起，下面對各部分電路分別進(jìn)行說明電源電路包括開關(guān)電源供電電路、電源適配器供電電路、后備電池供電電路和電源轉(zhuǎn)換電路。開關(guān)電源供電電路與電能表A相電壓及N線相連接，由A相電壓提供交的流輸入電源(Ua、N)供電，即采用借電方式供電，其輸入電壓寬范圍為45V 450V，開關(guān)電源供電電路與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電。電源適配器電路與外部220V交流電源相連接，由外部220V交流電源供電，該電源適配器的一輸出端與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電，另一輸出端通過充電控制模塊對后備電池進(jìn)行充電。后備電池供電電路包括后備電池和充電控制模塊，后備電池輸出端與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電， 輸入端與充電控制模塊相連接通過電源電源適配器為其充電。通過多種電源供電方式，保證了本發(fā)明可以在多種場合均能正常使用。模擬通道電路包括六路電流模擬輸入通道和三路交流電壓模擬輸入通道。六路電流模擬輸入通道包括三路檢測通道和三路計量通道，其中，左側(cè)三路電流(IA、IB、IC)為檢測通道，右側(cè)三路電流(la、lb, Ic)為計量通道，實際接入電路時，左側(cè)對應(yīng)的三路檢測電流采樣鉗按A、B、C分別接入電能表接線盒上端，右側(cè)對應(yīng)的三路計量電流采樣鉗按a、b、c 分別接入電能表接線盒下端。三路交流電壓模擬輸入通道與電能表接線盒的三相電壓及N 相(Ua、Ub、Uc、N)相連接，由精密電阻分壓轉(zhuǎn)換成為電壓信號。模擬通道輸出的六路電流信號和三路電壓信號與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連接。A/D轉(zhuǎn)換模塊將三路電壓信號及六路電流信號按差分方式相連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊在計量處理器控制下，將接收到的模擬量電壓信號和電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并將轉(zhuǎn)換結(jié)果通過高速SPI接口輸入給計量處理器。計量處理器電路包括單片機(jī)和計量輸入輸出模塊，該單片機(jī)通過SPI接口與A/D 轉(zhuǎn)換模塊相連接，通過并口與主控制器電路相連接，通過I/O接口與計量輸入輸出模塊相連接。單片機(jī)對A/D轉(zhuǎn)換模塊高速采樣處理后的數(shù)字信息進(jìn)行高速運算、加工處理并經(jīng)過系統(tǒng)綜合分析后，計算各種電參量信息，通過并口將其傳輸給主控處理器，同時計量處理器通過計量輸入輸出模塊輸出標(biāo)準(zhǔn)電能脈沖，該計量輸入輸出模塊采用光電隔離輸出電路輸出脈沖信號，供標(biāo)準(zhǔn)表檢定儀器精度，5A鉗表脈沖常數(shù)為3600imp/kWh。主控處理器電路包括微處理器、鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊， 微處理器通過并口與計量處理器電路相連接，通過I/O接口與鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊相連接。微處理器通過鍵盤接口實現(xiàn)人機(jī)對話，并將測量數(shù)據(jù)存入存儲器中，該存儲器采用非易失性存儲器能保存200組測量數(shù)據(jù)，并可通過鍵盤查閱已保存的數(shù)據(jù)組及向量圖；液晶顯示屏采用5. 7寸大屏幕彩色液晶顯示器，能夠使用漢字顯示裝置的工作狀態(tài)和測試參數(shù)，并可同屏顯示三相電壓、電流、相位關(guān)系及向量圖，多種相位關(guān)系顯示及向量圖分色顯示更為直觀；該主控輸入輸出模塊由光電隔離器件構(gòu)成，通過主控輸入輸出模塊可以與計算機(jī)或打印機(jī)連接進(jìn)行數(shù)據(jù)交換或打印輸出。本發(fā)明的使用方法及工作原理是在電能表接線盒的上端和下端的二次電流線分別接入電流采樣鉗，由于在電能表更換期間，接線盒下端的電流二次線始終有電流流過，而接線盒上端的電流二次線在換表操作之前有電流流過，換表期間(接線盒內(nèi)電流搭板閉合后)無電流流過，在換表操作結(jié)束以后(接線盒內(nèi)電流搭板打開后)接線盒上端的電流二次線重新有電流流過，因此通過比較接線盒上端和下端的電流差值，能夠識別電能表更換過程的狀態(tài)，從而能夠自動啟動和關(guān)閉電量計量。當(dāng)電流搭板閉合時，上下兩個采樣鉗的電流出現(xiàn)差值，裝置啟動該相記錄電量，當(dāng)電流搭板斷開時，上下兩個采樣鉗的電流相同， 裝置停止該相記錄電量，當(dāng)兩相(三相三線la、Ic)或三相(三相四線la、lb, Ic)電流搭板都斷開時，電量計量采樣結(jié)束，實現(xiàn)了對甩表電量進(jìn)行自動啟動和關(guān)閉計量的功能，能夠準(zhǔn)確記錄帶負(fù)荷換表期間的甩表電量、起始時間、結(jié)束時間和累計時間，實現(xiàn)測試結(jié)果的瀏覽、查詢、報表和打印功能。需要強調(diào)的是，本發(fā)明所述的實施例是說明性的，而不是限定性的，因此本發(fā)明并不限于具體實施方式
中所述的實施例，凡是由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出的其他實施方式，同樣屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在線電量追補裝置，其特征在于包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、 計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、 A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的電源電路由供電電路和電源轉(zhuǎn)換電路連接構(gòu)成，電源轉(zhuǎn)換電路的輸出端與分別A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接為各部分電路供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的供電電路為開關(guān)電源供電電路、電源適配器供電電路、后備電池供電電路的其中一種或者它們的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的開關(guān)電源供電電路與電能表A相電壓及N線相連接，開關(guān)電源供電電路與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電；所述的電源適配器電路與外部220V交流電源相連接，該電源適配器的一輸出端與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電，另一輸出端通過充電控制模塊對后備電池進(jìn)行充電；所述的后備電池供電電路包括后備電池和充電控制模塊，后備電池輸出端與電源轉(zhuǎn)換電路相連接為各部分電路供電，輸入端與充電控制模塊相連接通過電源電源適配器為其充 H1^ ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的模擬通道電路包括六路電流模擬輸入通道和三路交流電壓模擬輸入通道，該六路電流模擬輸入通道包括與電能表接線盒上端相連接的三路檢測通道和與電能表接線盒下端相連接的三路計量通道；該三路交流電壓模擬輸入通道與電能表接線盒的三相電壓及N相相連接，并由精密電阻分壓轉(zhuǎn)換成為電壓信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸入端與三路電壓信號及六路電流信號按差分方式相連接，該A/D轉(zhuǎn)換模塊的輸出端與計量處理器的高速SPI接口相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電量追補裝置，其特征在于計量處理器電路包括單片機(jī)和計量輸入輸出模塊，該單片機(jī)通過SPI接口與A/D轉(zhuǎn)換模塊相連接，通過并口與主控制器電路相連接，通過I/O接口與計量輸入輸出模塊相連接，計量輸入輸出模塊輸出標(biāo)準(zhǔn)電能脈沖。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的計量輸入輸出模塊由光電隔離器件構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的主控處理器電路包括微處理器、鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊，微處理器通過并口與計量處理器電路相連接，通過I/O接口與鍵盤、液晶顯示屏、存儲器和主控輸入輸出模塊相連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的在線電量追補裝置，其特征在于所述的主控輸入輸出模塊由光電隔離器件構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在線電量追補裝置，其主要技術(shù)特點是包括電源電路、模擬通道電路、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路，電源電路與A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路相連接分別對各部分電路供電，模擬電路通道與電能表接線盒相連接，模擬電路通道、A/D轉(zhuǎn)換模塊、計量處理器電路和主控制器電路依次在一起。本發(fā)明設(shè)計合理，能夠為工作人員在不停電進(jìn)行帶負(fù)荷換表時準(zhǔn)確記錄換表期間的甩表電量，實現(xiàn)了測試結(jié)果的瀏覽、查詢、報表和打印功能，可廣泛用于各種電壓等級的配有電流互感器的三相三線與三相四線電能表場合，有效地避免了企業(yè)電量的損失，保證了電力企業(yè)和用電客戶合理、公正的用電交易。
文檔編號G01R11/17GK102507995SQ20111035553
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月11日
發(fā)明者傅興, 劉明輝, 孫斌, 張德虎, 張燕萍, 張玉玲, 王平, 耿芳, 解巖, 謝浩, 趙寶國, 郭海光, 陸振發(fā), 陳安源 申請人:天津市電力公司