一种便携式单相电能表虚负荷走字装置的制作方法

本实用新型涉及电能表检测技术领域，具体涉及一种便携式单相电能表虚负荷走字装置。

背景技术：

现在人类生活处处离不开用电，居民的生活、工业农业的生产和服务行业的运转都离不开用电设备的使用，单相电能表作为计量设备，是电力系统用来采集和计量各种用电情况的必备工具，然而由于单相电能表的使用寿命和安装环境，还有个体的差异性，不能保证每一台单相电能表在使用过程中不出现问题，然而对于拆回的单相电能表故障的排查，必须使用到专用的计量检定设备，一般此类设备尺寸大，不方便移动，价格高，数量配备少，不能够让现场排查人员和基层人员方便的使用。

对于拆回的单相电能表，故障确认周期太长，故障分类不明确，必须经过专用检定设备进行全方位检定才能对单相电能表故障进行分类，进而实施故障设备处理方案，在此期间耽误了很多的时间，并且很多故障需要人工判断，增加了拆回单相电能表故障分析的难度。单相电能表的故障多为计量不准、通信故障、显示故障、电池故障等，其中计量不准和通信故障是影响电力部门用电采集系统的最主要因素，如果快速判断拆回单相电能表的计量精度和通信故障，是目前亟待解决的重要问题。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

本实用新型提供一种便携式单相电能表虚负荷走字装置，以解决背景技术中提到的实际问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种便携式单相电能表虚负荷走字装置，包括蓄电池，所述蓄电池与逆变器电连接，所述逆变器的输出端与变压器电连接，且所述逆变器的输出端还与电能表的同名端连接，所述变压器通过升流器分别与电能表的连接端子l+和l-连接，所述蓄电池的正端与虚负荷控制模块电连接，所述控制模块分别与所述升流器的i-端和电能表的l-端连接，且所述虚负荷控制模块通过信号线与电能表连接。

进一步的，所述升流器的i-端和电能表的l-端之间还设有电阻模组radj1。

进一步的，所述虚负荷控制模块包括电源模块、控制模块、电压电流控制模块、输出显示模块和按键模块。

进一步的，所述电源模块包括dcdc芯片u0、电解电容c1和电容c2、电容c3，且电解电容c1和电容c2分别与dcdc芯片u0输入端和接地端连接，电容c3与dcdc芯片u0输出端和接地端连接。

进一步的，所述电压电流控制模块包括三极管驱动电路、继电器控制电路和限流电阻组件模块。

进一步的，所述电阻模组radj1为阻值阶梯分布的功率电阻。

进一步的，所述限流电阻组件模块包括高精度低温漂功率电阻器rx1、高精度低温漂功率电阻器rx2、高精度低温漂功率电阻器rx3、高精度低温漂功率电阻器rx4，且高精度低温漂功率电阻器rx1、高精度低温漂功率电阻器rx2、高精度低温漂功率电阻器rx3和高精度低温漂功率电阻器rx4一端连接在一起，并与输出端l-相连，另一端分别与继电器控制电路中的继电器常开触点的一端相连。

（三）与现有技术相比具有以下有益效果

本实用新型提供一种便携式单相电能表虚负荷走字装置，可以通过电池供电，随工作人员携带，该设备实现了单相电能表走字验证的功能，可以方便快捷的验证单相电能表走字精度问题，并能够通过调节输出电流，快速形成单相电能表计量数据，其具有使用方便、实用性强、安全可靠、性能稳定的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体电路图；

图2为本实用新型虚负荷控制模块电路图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供一种技术方案：一种便携式单相电能表虚负荷走字装置，包括蓄电池，蓄电池与逆变器电连接，逆变器的输出端与变压器电连接，且逆变器的输出端还与电能表的同名端连接，变压器通过升流器分别与电能表的连接端子l+和l-连接，蓄电池的正端与虚负荷控制模块电连接，控制模块分别与升流器的i-端和电能表的l-端连接，且虚负荷控制模块通过信号线与电能表连接；升流器的i-端和电能表的l-端之间还设有电阻模组radj1；虚负荷控制模块包括电源模块、控制模块、电压电流控制模块、输出显示模块和按键模块。

参阅图1，蓄电池为dc+12v输出，负端接地gnd，+12v连接逆变器输入端1，gnd连接逆变器输入端2，逆变器u3输出端3和4分别产生正弦交流信号l和n，其中输出端3接l，4端接n，l连接到变压器u2的2号引脚，同时连接到升流器u4的输出端i+，i+与输出端口l+相连，n连接到变压器的1号引脚，同时连接到输出端口n与单相电能表相连；升流器u4输入端一端与变压器u2输出端4相连，另一输入端与变压器u2输出端3相连，升流器u4输出端一端i+连接l与l+，一端i-连接电阻模组radj1，电阻模组radj1另一端连接输出端口l-，l-外部连接单相电能表。其中电阻模组radj1与虚负荷控制模块相连，虚负荷控制模块控制电阻模块电阻变化，来改变升流器u4输出端i+和i-的大小，适应不同规格单相电能表需求。

参阅图2，其中芯片u0、电解电容c1和电容c2、c3组成电源模块，mcu芯片u1和晶振x1、电容c4、c5组成mcu控制模块，按键s1—s4分别表示运行、检测、升流、降流，与电阻r4-r7、电容c6-c9组成按键模块，电阻r1—r3，三极管q1和q2组成三极管驱动电路，二极管d1和继电器jk1组成继电器控制电路，同理二极管d2和继电器jk2组成继电器控制电路，二极管d3和继电器jk3组成继电器控制电路，二极管d4和继电器jk4组成继电器控制电路，四组继电器控制电路组成电压电流控制电路，功率电阻rx1—rx4一端与继电器常开触点jk1-1—jk4-1相连，另一端连接在一起与l-相连，继电器jk1—jk4常开触点jk1-1—jk4-1另一端相互连接在一起，与i-相连。

装置功能实现如下，蓄电池输出12v电压到逆变器，经逆变器u3，直流电压+12v转换成为纯正弦工频交流信号ac220v，50hz，此时输出的工频信号ac220v，一边输出到变压器u2，经过变压器u2后，产生了具有一定电流值的低电压交流输出，根据变压器电压电流输出与输入成反比的关系，初步产生一定电流值，电流信号经过升流器u4升流之后，会产生一个电流值i+和i-，其中根据回路原理，i+和i-大小相等，正负相反；此时就会产生一个相对数值范围较大的电流值。根据负载的选择，电流值范围可以在10ma~10a之间，这个范围满足单相表负荷走字测试需求。

同时，逆变器u3输出的工频信号ac220v，还输出到装置的输出端口上，输出端口连接所述的单相电能表11，单相电能表的l+、l-和n端子与输出端口的同名端相连，组成单相电能表虚负荷走字回路。

同时，升流器u4输出的电流i+连接到逆变器u3的输出端l上，并与输出端口l+相连，组成所述装置的输出端口l+，升流器u4的输出电流i-与电阻模组radj1相连，radj1由四个功率电阻rx1—rx4和外部电路连线组成与电压电流控制模块相连，连接在电压电流控制模块中继电器jk1-jk4的四个常开触点上，另一端连接在输出端口l-上，组成所述装置的输出端口l-。

逆变器u3一个输出端4输出信号n，连接在输出端口n上，组成所述装置的输出端口n。

所述三个输出端口l+、l-、n组成所述装置的三个输出端口。

蓄电池输出直流+12v到电源模块，电源模块中，dcdc芯片u0输出直流信号vcc到mcu芯片u1，芯片u1通过控制信号线，连接到三极管驱动电路，四组三极管驱动电路分别连接到继电器控制电路上；四组按键组成的按键模块，经过信号线连接在mcu芯片u1上，另一端输出连接到单相电能表上；输出显示模块通过信号线与mcu芯片u1相连。

本实用新型的具体工作过程如下：装置将单相电能表与输出端口相连接，连接无误后，开关打开，按键“运行”，开始准备工作，此时虚负荷控制模块会采集输出端口输出的电压值和虚负荷电流值i+（i-），并将采集到的电压值和电流值通过信号线传输到mcu芯片u1上，mcu芯片u1将采集到的电压电流值实时的通过信号线，输出到输出显示模块上，输出显示模块上就会显示实时输出的电压电流值，通过按键“升流”、“降流”，mcu芯片u1通过信号线发出控制信号，控制信号经过三极管驱动电路后，到达继电器控制电路上，调整合适的电流值，当电流值合适需求后，并且稳定后，按键“检测”，mcu芯片u1通过信号线读取实时单相电能表电压电流值，并通过信号线传输回到控制模块的mcu芯片u1上，芯片u1会将读取到的单相电能表电压电流值与采集到的电压电流值进行对比，并给出结论，判断单相电能表计量的准确性，同时单相电能表在装置虚负荷电流的支撑下，会产生走字，即虚负荷电流走字，达到单相电能表虚负荷走字装置的目的。

本实用新型能够产生工频电压和虚负荷电流，能够精准计量所输出的电压和电流值大小，通过按键调节电流大小以适应不同单相电能表和环境需求，具有显示界面，可以实时显示装置输出；装置内安装有大容量、大功率稳压输出蓄电池模块，能够保证装置稳定的电压和电流的输出，实现单相电能表虚负荷输出功能；具有rs485通信接口，可以和单相电能表进行串口通信，读取单相电能表测量数据，具有判断单相电能表计量是否产生故障的功能。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。