一种智能电表状态监测装置及其使用方法与流程

1.本发明属于电能表检测技术领域，具体涉及一种智能电表状态监测装置及其使用方法。


背景技术：

2.电能表是用来测量电能的仪表，又称电度表、火表、千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。
3.为了保证电能表能够正常工作，主要定期进行电能表的运行状态检测。当前，电能表的现场检验工作主要依据dl/t448-2000《电能计量装置技术管理规程》的标准，再结合工作人员定期到场检验来实现。由于上述标准适用于机械式电能表，这种电能表的运行时间越长，机械摩擦阻力越大，导致表计的计量误差发生变化，由于缺少远程抄表、在线监测等自动化手段，只能依靠人工定期现场检验来判断是否超差。
4.随着我国经济的飞速发展，各行各业对电能的需求越来越大，不同时间用电量不均衡的现象也日益严重。为缓解日趋尖锐的电力供需矛盾，调节负荷曲线，改善用电量不均衡的现象，提高全国的用电效率，合理利用电力资源，对电能表的性能要求也越来越高，因而，智能化程度更高的电子电能表应运而生，其计量误差在检定周期内更加稳定，可实现全过程质量监督管理，即涵盖招标前、供货前、到货后、运行中直至退出运行的全过程，电能表质量更加稳定。
5.虽然电能表的技术逐步升级，但是，电能表的运行依然需要人工到场、定期操作的传统方法，无法实时监测电能计量装置工况，不能及时发现、处理故障，给电能计量装置的安全稳定运行带来了一定的隐患。


技术实现要素：

6.本发明实施例提供一种智能电表状态监测装置及其使用方法，旨在实现实时监测电能表工况，及时发现故障，降低电能计量装置运行的安全隐患。
7.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
8.第一方面，提供一种智能电表状态监测装置，包括：
9.采集模块、第一运算模块、第二运算模块和关系整合模块；
10.所述采集模块用于采集电能表的实时运行数据，并选取多个所述实时运行数据作为实时状态数据；所述第一运算模块用于计算对应所述实时状态数据的实际监测数据；所述第二运算模块用于将根据多个所述实际监测数据获取曲线，并根据多个所述实际监测数据计算获得综合监测数据；所述关系整合模块用于获取多个所述实际监测数据与预设的第一数据之间的第一对应关系模型，并根据所述第一对应关系模型找出所述综合监测数据所对应的整体实际监测数据；其中，所述实时运行数据包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、电压数据、电流数据和频率数据。
11.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述智能电表状态监测装置还包括获
取模块，所述获取模块用于获取电能表的基础信息；
12.其中，所述基础信息包括电能表的实际监测的数值、在试验时电能表的监测数值、运行时间、上一次监测时数值、该电能表的实际误差数值、电能表的实际监测的数值、在试验时电能表的监测数值、电能表的平均误差数值、电能表的批次故障率和维修率、电能表的故障问题分析数据，以及，批次退货返厂维修率。
13.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述智能电表状态监测装置还包括采集命令发送模块，所述采集命令发送模块用于在满足监测条件后向所述采集模块发送采集命令；其中，所述监测条件为预设监测条件和/或定位监测条件。
14.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述智能电表状态监测装置还包括检测模块，所述检测模块用于检测电能表的故障信息，并根据所述故障信息判断是否停止采集所述实时运行数据。
15.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述智能电表状态监测装置还包括分段模块，所述分段模块用于将全部的所述实时状态数据按照时间段进行分段存储，以形成多个分段存储文件；
16.其中，每个所述分段存储文件中包括多个采集时间点所采集到的所述实时运行数据。
17.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述智能电表状态监测装置还包括曲线绘制模块，所述曲线绘制模块用于对多个所述分段存储文件分别生成关于所述实时运行数据的子曲线，还用于根据多个所述分段存储文件生成总曲线。
18.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，定义每个所述分段存储文件中的数据为子综合数据；
19.所述智能电表状态监测装置还包括比较模块，所述比较模块用于将所述子综合数据与理想子运行数据进行比较，以获取对应时间段内的运行状态；
20.其中，所述理想子运行数据根据所述基础信息设置。
21.结合第一方面，在一种可能的实现方式中，定义所有的所述分段存储文件中的数据为总综合数据；
22.所述智能电表状态监测装置还包括比较模块，所述比较模块还用于将所述总综合数据与理想总运行数据进行比较，以获取总运行状态；
23.其中，所述理想总运行数据根据所述基础信息设置。
24.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过采集模块进行实时运行数据的采集，并选取适合的实时状态数据，通过计算获得对应的实际监测数据，再根据实际监测数据获得曲线和综合监测数据，继而，以第一关系模型为依据，找出综合监测数据所对应的整体实际监测数据。
25.本技术实施例能实现对电能表状态的实时监测，无需人工到场进行检验，工作效率高，节省人力成本，能及时发现问题，有效提升了运行的安全性；同时，其采集的数据全面(包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、电压数据、电流数据和频率数据)，为提高检测结果的准确性夯实了基础，避免出现误检、漏检的问题。
26.第二方面，本发明实施例还提供了一种智能电表状态监测装置的使用方法，基于上述的智能电表状态监测装置实现，包括如下步骤：
27.采集电能表的实时运行数据，选取多个所述实时运行数据作为实时状态数据，其中，所述实时运行数据包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、电压数据、电流数据和频率数据；
28.根据所述实时状态数据计算出对应的实际监测数据，其中，所述实际监测数据能够反应对应时间段下电能表的状态；
29.根据多个所述实际监测数据生成曲线，并根据多个所述实际监测数据获取综合监测数据，其中，所述综合监测数据能够反应电能表整体运行状态的整体实际状态；
30.将多个所述实际监测数据与预设的第一数据进行比较，获取多个所述实际监测数据与预设的第一数据之间的第一对应关系模型，并根据所述第一对应关系模型找出所述综合监测数据所对应的整体实际监测数据。
31.结合第二方面，在一种可能的实现方式中，采集电能表的实时运行数据之前还包括：
32.获取电能表的基础信息；
33.在电能表计量装置满足监测条件后发送采集命令，其中，所述监测条件为预设监测条件和/或者定位监测条件。
34.本技术实施例所示的方案，与现有技术相比，通过采集模块进行实时运行数据的采集，并选取适合的实时状态数据，通过计算获得对应的实际监测数据，再根据实际监测数据获得曲线和综合监测数据，继而，以第一关系模型为依据，找出综合监测数据所对应的整体实际监测数据。本技术实施例能实现对电能表状态的实时监测，无需人工到场进行检验，工作效率高，节省人力成本，能及时发现问题，有效提升了运行的安全性；同时，其采集的数据全面(包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、电压数据、电流数据和频率数据)，为提高检测结果的准确性夯实了基础，避免出现误检、漏检的问题。
附图说明
35.图1为本发明实施例提供智能电表状态监测装置的使用方法的流程示意图。
具体实施方式
36.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
37.请一并参阅图1，现对本发明提供的智能电表状态监测装置进行说明。所述智能电表状态监测装置，包括采集模块、第一运算模块、第二运算模块和关系整合模块。
38.所述采集模块用于采集电能表的实时运行数据，并选取多个所述实时运行数据作为实时状态数据；所述第一运算模块用于计算对应所述实时状态数据的实际监测数据；所述第二运算模块用于将根据多个所述实际监测数据获取曲线，并根据多个所述实际监测数据计算获得综合监测数据；所述关系整合模块用于获取多个所述实际监测数据与预设的第一数据之间的第一对应关系模型，并根据所述第一对应关系模型找出所述综合监测数据所对应的整体实际监测数据。
39.其中，所述实时运行数据包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、
电压数据、电流数据和频率数据，作为后续步骤的信息。所述实际监测数据能够反应对应时间段下电能表的状态；所述综合监测数据能够反应电能表整体运行状态的整体实际状态。
40.本实施例提供的智能电表状态监测装置，与现有技术相比，通过采集模块进行实时运行数据的采集，并选取适合的实时状态数据，通过计算获得对应的实际监测数据，再根据实际监测数据获得曲线和综合监测数据，继而，以第一关系模型为依据，找出综合监测数据所对应的整体实际监测数据。
41.本实施例能实现对电能表状态的实时监测，无需人工到场进行检验，工作效率高，节省人力成本，能及时发现问题，有效提升了运行的安全性；同时，其采集的数据全面(包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、电压数据、电流数据和频率数据)，为提高检测结果的准确性夯实了基础，避免出现误检、漏检的问题。
42.需要说明的是，采集的时间根据实际情况设定，本实施例中中示例性的设置每30分钟采集一次；当然，在一些特殊时间可以适当的延长或者缩短监测的时间间隔，例如在天气严寒、高温、暴风雨天等，以便及时发现电能表的运行故障。
43.在一些实施例中，所述智能电表状态监测装置还包括采集命令发送模块，所述采集命令发送模块用于在满足监测条件后向所述采集模块发送采集命令；其中，所述监测条件为预设监测条件和/或定位监测条件。
44.需要说明的是，预设监测条件是指人工设置一个监测的事件，当电能表或者系统到达该事件时，就触发该预设监测条件。比如，设置在人工巡检结束时开始进行系统的监测，或者，在突发事件时人工输入命令开始进行系统的监测。定位监测条件是指时间的定位，在需要某一时间的监测结果时，提前将监测开始时间定位设置好，到达该时间时自动开始监测。
45.预设监测条件和定位监测条件可以根据实际使用情况选择其中的一类设置；也可以两类共同设置，当达到设定的预设监测条件和定位监测条件时才会生产采集命令，在此不再赘述。
46.在一些实施例中，为了提升测量点准确性，避免采集到故障数据，所述智能电表状态监测装置还包括检测模块，所述检测模块用于检测电能表的故障信息，并根据所述故障信息判断是否停止采集所述实时运行数据，如果存在故障则发送警报停止采集，如果不存在故障则进行所述第一运算模块的运算步骤。
47.在一些实施例中，所述智能电表状态监测装置还包括分段模块，所述分段模块用于将全部的所述实时状态数据按照时间段进行分段存储，以形成多个分段存储文件；
48.其中，每个所述分段存储文件中包括多个采集时间点所采集到的所述实时运行数据。
49.具体实施时，可将所述实时状态数据按照时间段分为12个阶段，并用分段符标记为n段，将n段数据分别保存至n个文件中，文件名以一定规则进行命名(例如，以n对应的四位二进制为名称)，n为自然数，且最大为12；其中，每一文件中包含4个采集时间点所采集到的所述实时运行数据。
50.在一些实施例中，所述智能电表状态监测装置还包括曲线绘制模块，所述曲线绘制模块用于对多个所述分段存储文件分别生成关于所述实时运行数据的子曲线，还用于根据多个所述分段存储文件生成总曲线。
51.具体实施时，根据上述n段中，每一段的4个采集时间点所采集到的所述实时运行数据绘制成子曲线，该子曲线具有n个，与n段一一对应。同时，还将48个采集时间点所采集到的所有所述实时运行数据绘制成一个总曲线。
52.实际上，一共有12个子曲线和1个总曲线，12个子曲线代表着12个阶段内的运行状态，绘制成曲线方便一目了然的知道实时运行状态。分为12个阶段后，所述综合监测数据包括12个子综合数据以及1个总综合数据，所述曲线包括12个子曲线和1个总曲线，后续可根据需要将曲线转换成数据，便于进行比较。
53.在一些实施例中，为了实现分段比较，定义每个所述分段存储文件中的数据为子综合数据；
54.所述智能电表状态监测装置还包括比较模块，所述比较模块用于将所述子综合数据与理想子运行数据进行比较，以获取对应时间段内的运行状态；
55.其中，所述理想子运行数据根据基础信息设置。
56.在一些实施例中，定义所有的所述分段存储文件中的数据为总综合数据；
57.所述智能电表状态监测装置还包括比较模块，所述比较模块还用于将所述总综合数据与理想总运行数据进行比较，以获取总运行状态；
58.其中，所述理想总运行数据根据所述基础信息设置。
59.在一些实施例中，为了获取所述基础信息，所述智能电表状态监测装置还包括获取模块，所述获取模块用于获取电能表的基础信息；
60.其中，所述基础信息包括电能表的实际监测的数值、在试验时电能表的监测数值、运行时间、上一次监测时数值、该电能表的实际误差数值、电能表的实际监测的数值、在试验时电能表的监测数值、电能表的平均误差数值、电能表的批次故障率和维修率、电能表的故障问题分析数据，以及，批次退货返厂维修率。
61.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种智能电表状态监测装置的使用方法，基于上述的智能电表状态监测装置实现，包括如下步骤：
62.采集电能表的实时运行数据，选取多个所述实时运行数据作为实时状态数据，其中，所述实时运行数据包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、电压数据、电流数据和频率数据；
63.根据所述实时状态数据计算出对应的实际监测数据，其中，所述实际监测数据能够反应对应时间段下电能表的状态；
64.根据多个所述实际监测数据生成曲线，并根据多个所述实际监测数据获取综合监测数据，其中，所述综合监测数据能够反应电能表整体运行状态的整体实际状态；
65.将多个所述实际监测数据与预设的第一数据进行比较，获取多个所述实际监测数据与预设的第一数据之间的第一对应关系模型，并根据所述第一对应关系模型找出所述综合监测数据所对应的整体实际监测数据。
66.本实施例提供的智能电表状态监测装置的使用方法，与现有技术相比，通过采集模块进行实时运行数据的采集，并选取适合的实时状态数据，通过计算获得对应的实际监测数据，再根据实际监测数据获得曲线和综合监测数据，继而，以第一关系模型为依据，找出综合监测数据所对应的整体实际监测数据。
67.本实施例能实现对电能表状态的实时监测，无需人工到场进行检验，节省人力成
本，工作效率高，能及时发现问题，有效提升了运行的安全性；同时，其采集的数据全面(包括时钟电路监测数据、环境温度和湿度数据、负荷量、电压数据、电流数据和频率数据)，为提高检测结果的准确性夯实了基础，避免出现误检、漏检的问题。
68.具体的，为了保证数据采集的准确性，采集时间为20～28小时，采集间隔为20～40分钟。
69.实施时，采集时间为24小时，采集间隔为30分钟。对应的，采集时间点供油48个，即共有48组数据，每组数据中包含多个实时运行数据。
70.在一些实施例中，采集电能表的实时运行数据之前还包括：
71.获取电能表的基础信息；
72.在电能表计量装置满足监测条件后发送采集命令，其中，所述监测条件为预设监测条件和/或者定位监测条件。
73.在一些实施例中，采集所述电流数据具体包括：
74.沿电流方向顺次设置至少三个电流采集点，依次获取每个所述电缆采集点的电流；
75.获取每相邻的两个沿电流方向顺次设置的所述电流采集点的电流数值之差；
76.若每个所述电流数值之差均小于预设差值，则判断该次电流采集准确；
77.若其中至少一个所述电流数值之差大于所述预设差值，则判断该次电流采集不准确，重新进行采集；
78.定义位于最上游的所述电流采集点所采集的电流数值为所述电流数据。
79.本实施例改善了电流信号采集准确性较低的问题，能够有效判断单词电流数据的采集是否准确可靠，继而提升实时运行数据是准确性。
80.在一些实施例中，智能电表状态监测装置具有测温单元，所述测温单元包括激光收发模块和反射目标模块，激光收发模块能发出激光光线，该出射光线能经过反射目标模块被反射回激光收发模块，继而能计算出该次发射和反射周期中激光的传播速度，定义单次发射和反射周期中的激光传播速度为周期传播速度。
81.在上述测温单元的结构基础上，采集所述环境温度数据具体包括：
82.在试验条件下，获取温度和试验周期传播速度之间的预设变化模型，其中，所述试验条件为激光功率保持预设激光功率，测量环境为试验室，激光收发模块的收发端口与反射目标模块反射面之间的间距保持预设距离；
83.在实际使用条件下，获取实际周期传播速度，其中，所述实际使用为激光功率保持所述预设激光功率，测量环境为电能表的实际安装环境，激光收发模块的收发端口与反射目标模块反射面之间的间距保持预设距离；
84.根据所述预设变化模型和所述实际周期传播速度获取实际环境温度，所述实际环境温度为所述环境温度数据。
85.本实施例通过测量激光的传播速度来推导环境温度，由于激光受到外部环境的干扰较小，相比于传统的测温传感器，性能更加可靠，且测温单元整体结构简单紧凑，占用空间也较小。
86.本技术使用方法的具体步骤为：
87.s100、获取电能表的基础信息；
88.s200、在电能表满足预设监测条件和/或者定位监测条件后，向采集模块发送采集命令；
89.s300、采集电能表的实时运行数据，选取多个运行数据作为实时状态数据，其中，采集时间为24小时，采集间隔为30分钟；
90.s400、将所述实时状态数据按照时间段分为12个阶段，并用分段符标记为n段，将n段保存至n个文件中，文件名以n对应的四位二进制为名称；其中，n位自然数，且最大为12；另外，每一文件中包含4个采集时间点所采集到的所述实时运行数据；
91.s500、检测电能表是否存在故障，若存在故障则发送警报停止采集，若不存在故障则进行下一步骤；
92.s600、根据所述实时状态数据在一定计算规则下计算出该实时状态数据所对应的实际监测数据，所述实际监测数据能够反应该时间段下电能表的状态；
93.s700、将n段中的4个采集时间点所采集到的所述实时运行数据绘制成n个子曲线，并将48个采集时间点所采集到的所有所述实时运行数据绘制成1个总曲线，使得所述综合监测数据包括n个子综合数据以及1个总综合数据，同时，所述曲线包括12个子曲线和1个总曲线；(需要说明的是，步骤s700为“根据多个所述实际监测数据生成曲线，并根据多个所述实际监测数据获取综合监测数据”的具体操作步骤)
94.s800、将所述n个子综合数据与理想子运行数据进行比较，以及，用于将所述一个总综合数据与理想总运行数据进行比较，以得出第一对应关系模型，根据所述第一对应关系模型得出n个时间段的运行状态以及总运行状态；其中，所述第一数据包括理想子运行数据和理想总运行数据；所述整体实际监测数据包括n个时间段的运行状态以及总运行状态。
95.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。