快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块，使用较大电流通过前部分能量，达到目标电能消耗(1500J、2100J、2400J、2700J)之后，再切换为原电流(IQ＝0.005Ib)，以达到减少时间的目的。本发明通过对批量电能表起动试验的试验前等待时间以及试验时间进行压缩，有效提高了批量电能表检定效率。并且该方法可应用于各类人工以及自动化电能计量装置的检定系统，有利于进一步完善智能电能表检定方案和满足供电单位用表需求，提升了计量检定装置检定管理水平。
【专利说明】
快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块
技术领域
[0001]本发明属于电能计量领域领域，尤其是一种快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块。
【背景技术】
[0002]电能表是一种测量额定电压下，所通过的时变功率对时间积分的计量器具。
[0003]起动试验为电能表的准确度试验。通常采用比较法进行电能表的准确度试验，SP由功率源向标准表和被检表输送相同功率，由误差计算器接收标准表和被检表的输出脉冲并计算被检表的相对误差。标准表和被检表都标称有脉冲常数(每通过IkWh电能输出的脉冲数)，测量时认为标准表的脉冲常数1是真实值，而被检表的脉冲常数1是名义值。Ks远大于1。同一块电能表1是定值，因此负载功率越大脉冲频率越高，脉冲间隔Tp越小。
[0004]电能表起动试验方法是:在起动功率下，在规定的时间Tstart内检测到脉冲输出即为合格。起动功率很小，因此Tstart很长，通常超过lOmin。该实验检测到脉冲即可结束，检测不到脉冲则试验时间必须达到Tstart。由于被检表第一个脉冲出现的时间具有随机性，当同一批次被检表数量超过30时，等待时间Tw超过0.0Tstart的概率高达0.96。
[0005]随着国网公司低压集抄工程的开展，大批量换装智能表，进而导致智能表检定工作量剧增。为了完成检定任务，应对智能表的大量需求，本发明提出了快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块，通过减少电能表准确度试验的时间，提高电能表检测效率。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种结构合理、使用方便、安全可靠、提高效率的快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块。
[0007]本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的:
[0008]—种快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块，其特征在于:
[0009]交流电源的输出端连接电源控制器，电源控制器的输出端连接被检电能表向被检电能表供电，被检电能表连接有一脉冲信号捕捉模块，该脉冲信号捕捉模块的输出/输出端口连接中央控制器，将捕捉到的脉冲信号输送给中央控制器，并且，中央控制器发送信号控制脉冲信号捕捉模块的工作；
[0010]中央控制器的一个输出端连接电源控制器，调控电源控制器的工作；
[0011]被检电能表还同时连接电压采样模块以及电流采样模块，电流采样模块和电压采样模块的输出端均连接到一乘和电路的输入端将电流采样结果和电压采样结果传输给乘和电路，该乘和电路的输出端连接参比电路的输入端，参比电路的输出端连接中央控制器；
[0012]中央控制器的一个输出/输出端口连接高速高精度计时器，进行数据互通；
[0013]中央控制器的一个输入端连接标准源表；
[0014]批量电能表起动试验检定时间试验方案:
[0015]使用较大电流通过前部分能量，分别达到目标电能消耗1500J、2100J、2400J、2700J之后，再切换为原电流Iq = 0.005Ib。
[0016]而且，被检表两个相邻脉冲之间消耗的电能为一个定值记为E，在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间!^，达到目标电能消耗E1;之后在定值电压U下，切换为试验标准电流Iq，通过时间T2，达到剩余部分电能消耗E2，并记在定值电压U下，达到电能E值，所需通过脉冲间隔标准时间为Tq，则有E = EdE2 = U.Im.Ti+U.Iq.Τ2,Τρ = Τι+Τ2,
[0017]使E = 0.9E，E = 0.1E，Im=0.1Ib。
[0018]贝Ij可通过Ei= U.Im.Ti，E = Ei+E2 = U.Im.Ti+U.1q.T2及Τρ = Τι+Τ2,
[0019]推算得Ti?0.45*T2，TP?1.45*T2〈〈Tq?10*T2。
[0020]而且，具体步骤为:
[0021 ]⑴通过在标准表上安装计数器；
[0022]⑵批量电能表起动试验检定，计算在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间TI，达到目标电能消耗EI时，得到标准表在电能EI值中所输出的脉冲数约Ks I;
[0023]⑶批量电能表潜动试验检定，在一定值电压U下，使用较大电流Im通过被检表和标准表；
[0024]⑷批量电能表基本误差试验检定，当计数器计数到达脉冲数Ksl时，在一定值电压U下，切换为试验标准电流IQ，直到被检表发出脉冲；
[0025](5)检定结束:进行检定结果判断，判断为“是”则试验结束;判断结果为“否”则试验未结束，则重复步骤⑴至步骤⑷直至检定结束。
[0026]本发明的优点和积极效果是:
[0027]本发明通过对批量电能表起动试验的试验前等待时间以及试验时间进行压缩，有效提高了批量电能表检定效率。并且该方法可应用于各类人工以及自动化电能计量装置的检定系统，有利于进一步完善智能电能表检定方案和满足供电单位用表需求，提升了计量检定装置检定管理水平。
【附图说明】
[0028]图1为缩短脉冲间隔标准时间Tq的原理框图；
[0029]图2为电能表准确度试验控制原理图。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图并通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
[0031]一种快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块，该控制模块缩短脉冲间隔标准时间Tq的原理框图如图1所示，
[0032]交流电源的输出端连接电源控制器，电源控制的输出端连接被检电能表向被检电能表供电，被检电能表连接有一脉冲信号捕捉模块，该脉冲信号捕捉模块的输出/输出端口连接中央控制器，将捕捉到的脉冲信号输送给中央控制器，并且，中央控制器发送信号控制脉冲信号捕捉模块的工作；
[0033]中央控制器的一个输出端连接电源控制器，调控电源控制器的工作；
[0034]被检电能表还同时连接电压采样模块以及电流采样模块，电流采样模块和电压采样模块的输出端均连接到一乘和电路的输入端将电流采样结果和电压采样结果传输给乘和电路，该乘和电路的输出端连接参比电路的输入端，参比电路的输出端连接中央控制器；
[0035]中央控制器的一个输出/输出端口连接高速高精度计时器，进行数据互通；
[0036]中央控制器的一个输入端连接标准源表。
[0037]批量电能表起动试验检定时间试验方案:
[0038]由检定规程得出，原起动时间需约为10.9min，记为TQ，在220V电压下通0.005Ib(约为0.025A)在规定时间内检测到第二个脉冲，则电表合格。电表的脉冲常数C为1200imp/Kff.h，即两个相邻脉冲之间消耗的电能为AE=1/1200KW.h(3000J)。由于电流非常小，第二个脉冲出现的时间较长，导致检测效率不高。
[0039]设想使用较大电流通过前部分能量，达到目标电能消耗(1500J、2100J、2400J、2700J)之后，再切换为原电流(IQ = 0.005Ib)，以达到减少时间的目的。
[0040]理论上，此方法是可行的，按照先前的检定流程，我们需要检定3000J能量，改进之后只需检测(1500J、900J、600J、300J)能量，在相同功率下，检定时间大大缩短，且不违背实验的理论基础，但同时也需修改检定章程，即修改测试实验基准时间。
[0041]例如可使E = 0.9E，E = 0.lE，Im=0.lIb。
[0042]贝Ij可通过Ei= U.Im.Ti，E = Ei+E2 = U.Im.Ti+U.1q.T2及Τρ = Τι+Τ2,
[0043]推算得T1^=0.45*Τ2 ,Tp^l.45*T2?Tq^ 10*T2。
[0044]由于被检表第一个脉冲出现的时间具有随机性，当同一批次被检表数量超过30时，等待时间Tw超过0.0Tstart的概率高达0.96。可实现Tl < TW。
[0045]通过在标准表上安装计数器，得到标准表在电能El值中所输出的脉冲数约Ksl。通过使用较大电流通过前部分能量，当计数器记到脉冲约数Ksl时，实现时间计时目标，切换被检表通过电流IQ = 0.0051b，达到计数目的。从而达到实现缩减批量电能表起动试验检定时间Tq和检定等待时间Tw的目标。进而达到缩减批量电能表起动试验检定时间的目的。。
[0046]具体步骤为:
[0047]⑴通过在标准表上安装计数器；
[0048]⑵批量电能表起动试验检定，计算在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间TI，达到目标电能消耗EI时，得到标准表在电能EI值中所输出的脉冲数约Ks I;
[0049]⑶批量电能表潜动试验检定，在一定值电压U下，使用较大电流Im通过被检表和标准表；
[0050]⑷批量电能表基本误差试验检定，当计数器计数到达脉冲数Ksl时，在一定值电压U下，切换为试验标准电流IQ，直到被检表发出脉冲；
[0051 ] (5)检定结束:进行检定结果判断，判断为“是”则试验结束;判断结果为“否”则试验未结束，则重复步骤⑴至步骤⑷直至检定结束。
[0052]基本原理
[0053]电能表的准确度试验通常采用比较法进行电能表的准确度试验，即由功率源向标准表和被检表输送相同功率，由误差计算器接收标准表和被检表的输出脉冲并计算被检表的相对误差。标准表和被检表都标称有脉冲常数(每通过IkWh电能输出的脉冲数)，测量时认为标准表的脉冲常数1是真实值，而被检表的脉冲常数!^是名义值。Ks远大于Km。同一类型电能表Km基本相等，因此负载功率越大脉冲频率越高，脉冲间隔时间越小。
[0054]由于被检表第一个脉冲出现的时间具有随机性，当同一批次被检表数量超过30时，记等待时间为Tw。则理论分析表明，Tw超过0.9的概率高达0.96。即一般Tw>0.9。
[0055]被检表两个相邻脉冲之间消耗的电能为一个定值，记为E。设想在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间!^，达到目标电能消耗E1;之后在定值电压U下，切换为试验标准电流Iq，通过时间T2，达到剩余部分电能消耗E2。并记在定值电压U下，达到电能E值，所需通过脉冲间隔标准时间为TQ。
[0056]则有E= Ei+E2 = U.Im.Ti+U.Iq.Τ2，Τρ = Τι+Τ2。
[0057]其中，EjP Im是自变量，通过这两个值可求出T1，EdP I q是自变量，通过这两个值可求出Τ2。进而可得到脉冲间隔时间。当Im>IQ时，则有Tp<Tq，从而达到减小脉冲间隔标准时间Tq的目标。进而通过控制Iq值，可实现!^ < Tw。
[0058]^I^Milm=20IQ，Ei = 0.9E，E2 = 0.1E。
[0059]贝Ij可通过Ei= U.Im.Ti，E = Ei+E2 = U.Im.Ti+U.1q.T2及Τρ = Τι+Τ2，
[0060]推算得Τι?0.45.T2, ^ 1.45*T2?Tq^ 10*T2,Ti<Tw0
[0061]由于Ks远大于Km，则可知标准表的脉冲间隔远小于TQ。通过在标准表上安装计数器，得到标准表在电能El值中所输出的脉冲数约Ksl。通过使用较大电流通过前部分能量，当计数器记到脉冲约数1(81时，切换被检表通过电流，达到计数目的。
[0062]尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本发明的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
【主权项】
1.一种快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块，其特征在于: 交流电源的输出端连接电源控制器，电源控制器的输出端连接被检电能表向被检电能表供电，被检电能表连接有一脉冲信号捕捉模块，该脉冲信号捕捉模块的输出/输出端口连接中央控制器，将捕捉到的脉冲信号输送给中央控制器，并且，中央控制器发送信号控制脉冲信号捕捉模块的工作； 中央控制器的一个输出端连接电源控制器，调控电源控制器的工作； 被检电能表还同时连接电压采样模块以及电流采样模块，电流采样模块和电压采样模块的输出端均连接到一乘和电路的输入端将电流采样结果和电压采样结果传输给乘和电路，该乘和电路的输出端连接参比电路的输入端，参比电路的输出端连接中央控制器； 中央控制器的一个输出/输出端口连接高速高精度计时器，进行数据互通； 中央控制器的一个输入端连接标准源表； 批量电能表起动试验检定时间试验方案: 使用较大电流通过前部分能量，分别达到目标电能消耗1500J、2100J、2400J、2700J之后，再切换为原电流Iq=0.0051b。2.根据权利要求1所述的快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块，其特征在于:被检表两个相邻脉冲之间消耗的电能为一个定值记为E，在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间!^，达到目标电能消耗E1;之后在定值电压U下，切换为试验标准电流Iq，通过时间T2，达到剩余部分电能消耗扮，并记在定值电压U下，达到电能E值，所需通过脉冲间隔标准时间为Tq，则有E = EdE2 = U.Im.Ti+U.Iq.Τ2,Τρ = Τι+Τ2, {?Ε = 0.9Ε,Ε = 0.1EJm=0.1Ibo则可通过Ei = U.Im.Ti，E = Ei+E2 = U.Im.Ti+U.Iq.T2及Τρ = Τι+Τ2, 推算得 Ti ?0.45*Τ2 ,Tp^l.45*T2〈〈Tq? 10*T2。3.根据权利要求1所述的快速批量电能表起动试验装置脉冲对齐控制模块，其特征在于:具体步骤为: ⑴通过在标准表上安装计数器； ⑵批量电能表起动试验检定，计算在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间Tl，达到目标电能消耗El时，得到标准表在电能El值中所输出的脉冲数约Ksl; (3)批量电能表潜动试验检定，在一定值电压U下，使用较大电流Im通过被检表和标准表； ⑷批量电能表基本误差试验检定，当计数器计数到达脉冲数Ksl时，在一定值电压U下，切换为试验标准电流Iq，直到被检表发出脉冲； (5)检定结束:进行检定结果判断，判断为“是”则试验结束;判断结果为“否”则试验未结束，则重复步骤⑴至步骤⑷直至检定结束。
【文档编号】G01R35/04GK105911509SQ201610361940
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】何黎菲, 李野, 曹国瑞, 顾强, 季浩, 解岩, 董得龙, 刘裕德, 于学均, 朱逸群, 滕永兴, 郭景涛, 张蒙, 张一蒙
【申请人】国网天津市电力公司, 国家电网公司, 天津市计量监督检测科学研究院