专利名称：在线电量追补装置的制作方法
技术领域：
本发明属于电能计量领域，尤其是一种在线电量追补装置。
背景技术：
电能表更换是装表班人员所从事的最频繁的工作，不论是三相三线还是三相四线，只要是带电流互感器的计量装置，二次回路都是要加装接线盒的。现场换表时可以不需要停一次设备进行带负荷换表，在进行换表操作时，工作人员将接线盒内的每相电流搭板闭合、电压搭板断开，使表尾已无电压和电流后，就可进行换表工作。由于在闭合接线盒内的电流搭板、断开电压搭板后，直至装上新表后恢复正常这段时间内，用户用电是不计量的，因此就涉及到了《电能计量工作标准》上提到的甩表电量问题。根据规程要求，工作人员在换表结束后，要对这段时间内的甩表电量进行追补，但是，在实际工作中，由于根本无法做到准确计量这段时间的电量，只能通过人工进行测量和计算，并且存在很大的误差，所以很多用电客户对计算出的追补电量并不认可，导致这部分电量很难追补进来，因此在实际工作中经常将这部分电量就忽略不计了，从而影响了电力企业和用电客户合理、公正的用电交易。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在线电量追补装置，解决了带负荷换表期间电量计量的问题，保证了电力计量的时间和电量的精度。本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的一种在线电量追补装置，包括电源电路、模拟通道电路、A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路，电源电路与A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路相连接分别对各部分电路供电，模拟电路通道与电能表接线盒相连接，模拟电路通道、A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路依次在一起。而且，所述的电源电路由供电电路和电源转换电路连接构成，电源转换电路的输出端与分别A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路相连接为各部分电路供电。而且，所述的供电电路为开关电源供电电路、电源适配器供电电路、后备电池供电电路的其中一种或者它们的组合。而且，所述的开关电源供电电路与电能表A相电压及N线相连接，开关电源供电电路与电源转换电路相连接为各部分电路供电；所述的电源适配器电路与外部220V交流电源相连接，该电源适配器的一输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电，另一输出端通过充电控制模块对后备电池进行充电；所述的后备电池供电电路包括后备电池和充电控制模块，后备电池输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电，输入端与充电控制模块相连接通过电源电源适配器为其充电。而且，所述的模拟通道电路包括六路电流模拟输入通道和三路交流电压模拟输入通道，该六路电流模拟输入通道包括与电能表接线盒上端相连接的三路检测通道和与电能
3表接线盒下端相连接的三路计量通道；该三路交流电压模拟输入通道与电能表接线盒的三相电压及N相相连接，并由精密电阻分压转换成为电压信号。而且，所述的A/D转换模块的输入端与三路电压信号及六路电流信号按差分方式相连接，该A/D转换模块的输出端与计量处理器的高速SPI接口相连接。而且，计量处理器电路包括单片机和计量输入输出模块，该单片机通过SPI接口与A/D转换模块相连接，通过并口与主控制器电路相连接，通过I/O接口与计量输入输出模块相连接，计量输入输出模块输出标准电能脉冲。而且，所述的计量输入输出模块由光电隔离器件构成。而且，所述的主控处理器电路包括微处理器、键盘、液晶显示屏、存储器和主控输入输出模块，微处理器通过并口与计量处理器电路相连接，通过I/O接口与键盘、液晶显示屏、存储器和主控输入输出模块相连接。而且，所述的主控输入输出模块由光电隔离器件构成。本发明的优点和积极效果是1、本电能追补装置结合微处理器技术和数字信号处理技术并采用直接交流采样实现在线进行甩表电量的准确计量功能，其作为一种全数字化、多功能、高精度、智能化的多参数工频测量装置，为工作人员对甩表电量的追补提供技术支持和保障，为电力部门和用电客户提供换表期间用电计量提供客观公正的依据，同时保证了电力部门和用电客户的利益。2、本电能追补装置通过自动启动和关闭电量计量的方式，提高了带负荷换表期间电量计量的精度，从断开任何一相二次电流开始计量，恢复接通二次电流时停止计量，并且各相之间独立计量，互不干扰，实现带负荷换表期间电量计量的自动启动和停止，减少人为操作的步骤，有效降低人工启动和停止的操作误差，保证了电力计量的时间和电量的精度。3、本电能追补装置通过直接交流采样实现电流、电压、功率因数和频率等工频电参数测量自动测量功能，并可以采用向量图的形式显示相位关系和度，为换表人员检查、 了解电能计量装置接线是否正确提供直观的参考，确保了在计量装置接线正确的前提下实现甩表电量的追补。4、本电能追补装置采用双控制芯片实现计量和主控分别控制，提高了采样速率及灵敏度。5、本电能追补装置的主控制器输出接口可将测量结果在现场直接打印出来，由用户进行签字确认，也可将测量数据上传至PC机，或形成打印报告存档。6、本电能追补装置的计量输出端口可以输出脉冲信号，供标准表检定仪器精度， 5A钳表脉冲常数为3600imp/kWh。7、本电能追补装置采用多种电源供电方式，保证了多种场合的正常使用。8、本发明设计合理，能够为工作人员在不停电进行带负荷换表时准确记录换表期间的甩表电量，实现了测试结果的浏览、查询、报表和打印功能，可广泛用于各种电压等级的配有电流互感器的三相三线与三相四线电能表场合，有效地避免了企业电量的损失，保证了电力企业和用电客户合理、公正的用电交易。
图1为本发明的电路框图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明实施例做进一步详述一种在线电量追补装置，如图1所示，包括电源电路、模拟通道电路、A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路，电源电路与A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路相连接分别对各部分电路供电，模拟电路通道与电能表接线盒相连接，模拟电路通道、A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路依次在一起，下面对各部分电路分别进行说明电源电路包括开关电源供电电路、电源适配器供电电路、后备电池供电电路和电源转换电路。开关电源供电电路与电能表A相电压及N线相连接，由A相电压提供交的流输入电源(Ua、N)供电，即采用借电方式供电，其输入电压宽范围为45V 450V，开关电源供电电路与电源转换电路相连接为各部分电路供电。电源适配器电路与外部220V交流电源相连接，由外部220V交流电源供电，该电源适配器的一输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电，另一输出端通过充电控制模块对后备电池进行充电。后备电池供电电路包括后备电池和充电控制模块，后备电池输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电， 输入端与充电控制模块相连接通过电源电源适配器为其充电。通过多种电源供电方式，保证了本发明可以在多种场合均能正常使用。模拟通道电路包括六路电流模拟输入通道和三路交流电压模拟输入通道。六路电流模拟输入通道包括三路检测通道和三路计量通道，其中，左侧三路电流(IA、IB、IC)为检测通道，右侧三路电流(la、lb, Ic)为计量通道，实际接入电路时，左侧对应的三路检测电流采样钳按A、B、C分别接入电能表接线盒上端，右侧对应的三路计量电流采样钳按a、b、c 分别接入电能表接线盒下端。三路交流电压模拟输入通道与电能表接线盒的三相电压及N 相(Ua、Ub、Uc、N)相连接，由精密电阻分压转换成为电压信号。模拟通道输出的六路电流信号和三路电压信号与A/D转换模块相连接。A/D转换模块将三路电压信号及六路电流信号按差分方式相连接，A/D转换模块在计量处理器控制下，将接收到的模拟量电压信号和电流信号转换为数字信号，并将转换结果通过高速SPI接口输入给计量处理器。计量处理器电路包括单片机和计量输入输出模块，该单片机通过SPI接口与A/D 转换模块相连接，通过并口与主控制器电路相连接，通过I/O接口与计量输入输出模块相连接。单片机对A/D转换模块高速采样处理后的数字信息进行高速运算、加工处理并经过系统综合分析后，计算各种电参量信息，通过并口将其传输给主控处理器，同时计量处理器通过计量输入输出模块输出标准电能脉冲，该计量输入输出模块采用光电隔离输出电路输出脉冲信号，供标准表检定仪器精度，5A钳表脉冲常数为3600imp/kWh。主控处理器电路包括微处理器、键盘、液晶显示屏、存储器和主控输入输出模块， 微处理器通过并口与计量处理器电路相连接，通过I/O接口与键盘、液晶显示屏、存储器和主控输入输出模块相连接。微处理器通过键盘接口实现人机对话，并将测量数据存入存储器中，该存储器采用非易失性存储器能保存200组测量数据，并可通过键盘查阅已保存的数据组及向量图；液晶显示屏采用5. 7寸大屏幕彩色液晶显示器，能够使用汉字显示装置的工作状态和测试参数，并可同屏显示三相电压、电流、相位关系及向量图，多种相位关系显示及向量图分色显示更为直观；该主控输入输出模块由光电隔离器件构成，通过主控输入输出模块可以与计算机或打印机连接进行数据交换或打印输出。本发明的使用方法及工作原理是在电能表接线盒的上端和下端的二次电流线分别接入电流采样钳，由于在电能表更换期间，接线盒下端的电流二次线始终有电流流过，而接线盒上端的电流二次线在换表操作之前有电流流过，换表期间(接线盒内电流搭板闭合后)无电流流过，在换表操作结束以后(接线盒内电流搭板打开后)接线盒上端的电流二次线重新有电流流过，因此通过比较接线盒上端和下端的电流差值，能够识别电能表更换过程的状态，从而能够自动启动和关闭电量计量。当电流搭板闭合时，上下两个采样钳的电流出现差值，装置启动该相记录电量，当电流搭板断开时，上下两个采样钳的电流相同， 装置停止该相记录电量，当两相(三相三线la、Ic)或三相(三相四线la、lb, Ic)电流搭板都断开时，电量计量采样结束，实现了对甩表电量进行自动启动和关闭计量的功能，能够准确记录带负荷换表期间的甩表电量、起始时间、结束时间和累计时间，实现测试结果的浏览、查询、报表和打印功能。需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明并不限于具体实施方式
中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。
权利要求
1.一种在线电量追补装置，其特征在于包括电源电路、模拟通道电路、A/D转换模块、 计量处理器电路和主控制器电路，电源电路与A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路相连接分别对各部分电路供电，模拟电路通道与电能表接线盒相连接，模拟电路通道、 A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路依次在一起。
2.根据权利要求1所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的电源电路由供电电路和电源转换电路连接构成，电源转换电路的输出端与分别A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路相连接为各部分电路供电。
3.根据权利要求1所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的供电电路为开关电源供电电路、电源适配器供电电路、后备电池供电电路的其中一种或者它们的组合。
4.根据权利要求3所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的开关电源供电电路与电能表A相电压及N线相连接，开关电源供电电路与电源转换电路相连接为各部分电路供电；所述的电源适配器电路与外部220V交流电源相连接，该电源适配器的一输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电，另一输出端通过充电控制模块对后备电池进行充电；所述的后备电池供电电路包括后备电池和充电控制模块，后备电池输出端与电源转换电路相连接为各部分电路供电，输入端与充电控制模块相连接通过电源电源适配器为其充 H1^ ο
5.根据权利要求1所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的模拟通道电路包括六路电流模拟输入通道和三路交流电压模拟输入通道，该六路电流模拟输入通道包括与电能表接线盒上端相连接的三路检测通道和与电能表接线盒下端相连接的三路计量通道；该三路交流电压模拟输入通道与电能表接线盒的三相电压及N相相连接，并由精密电阻分压转换成为电压信号。
6.根据权利要求1所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的A/D转换模块的输入端与三路电压信号及六路电流信号按差分方式相连接，该A/D转换模块的输出端与计量处理器的高速SPI接口相连接。
7.根据权利要求1所述的在线电量追补装置，其特征在于计量处理器电路包括单片机和计量输入输出模块，该单片机通过SPI接口与A/D转换模块相连接，通过并口与主控制器电路相连接，通过I/O接口与计量输入输出模块相连接，计量输入输出模块输出标准电能脉冲。
8.根据权利要求7所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的计量输入输出模块由光电隔离器件构成。
9.根据权利要求1所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的主控处理器电路包括微处理器、键盘、液晶显示屏、存储器和主控输入输出模块，微处理器通过并口与计量处理器电路相连接，通过I/O接口与键盘、液晶显示屏、存储器和主控输入输出模块相连接。
10.根据权利要求9所述的在线电量追补装置，其特征在于所述的主控输入输出模块由光电隔离器件构成。
全文摘要
本发明涉及一种在线电量追补装置，其主要技术特点是包括电源电路、模拟通道电路、A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路，电源电路与A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路相连接分别对各部分电路供电，模拟电路通道与电能表接线盒相连接，模拟电路通道、A/D转换模块、计量处理器电路和主控制器电路依次在一起。本发明设计合理，能够为工作人员在不停电进行带负荷换表时准确记录换表期间的甩表电量，实现了测试结果的浏览、查询、报表和打印功能，可广泛用于各种电压等级的配有电流互感器的三相三线与三相四线电能表场合，有效地避免了企业电量的损失，保证了电力企业和用电客户合理、公正的用电交易。
文档编号G01R11/17GK102507995SQ20111035553
公开日2012年6月20日 申请日期2011年11月11日 优先权日2011年11月11日
发明者傅兴, 刘明辉, 孙斌, 张德虎, 张燕萍, 张玉玲, 王平, 耿芳, 解岩, 谢浩, 赵宝国, 郭海光, 陆振发, 陈安源 申请人:天津市电力公司