专利名称：一种测量计量芯片功率的相角的方法及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种测量相角的方法，更具体地说，涉及一种测量计量芯片功率的相角的方法，及其应用。
背景技术：
电カ系统监控終端具有对电网进行实时采集、远方遥信遥控、故障处理、报警和对时等功能，是电网能够安全正常运行的有力保障。随着国家对建设坚强智能电网理念的提出，对电カ系统监控终端的測量精度要求也越来越高，通过微处理器的片内ADC来测量电网电气參数的方法难以达到高精度的要求，若采用高精度的ADC芯片成本又较高，而电能计量芯片很好地兼顾了终端对精度和成本的要求。采用电能计量芯片作为电カ系统监控终端对电网电气參数进行实时测量的模块时，其计量精度除了跟终端自身硬件系统设计有关 夕卜，还取决于终端内部电能计量芯片的校准。而且，目前电能计量芯片，如CS5463，其内部集成了功率因数测量单元，但没有相角測量功能，因此需要利用有功、无功功率方向及功能因数，人为计算出相角。中国发明专利申请号201010202346. I公开了ー种基于电能计量芯片的终端校准系统，其特征是设置系统构成包括上位机、三相程控源、标准表和多台被校終端；上位机通过串ロ控制三相程控源，由三相程控源为被校終端提供所需校准条件，在各終端分别获得对应校准条件下的电能计量芯片的测量值；标准表用于测量在三相程控源中输出的校准条件的实际值；上位机将标准表所测得校准条件的实际值发送给各台被校終端；在校准条件下，被校終端根据电能计量芯片的测量值与实际值计算偏差来获得校准參数，解决了校准精度低的问题。中国发明专利申请号201010570772. 0公开了ー种三相智能电能表，以AT89S51单片机为核心，通过电能计量芯片CS5460ABC对电网三相的电压，电流和功率有效值进行测量，电网的电压经电压互感器转换，输入到单片机中，电网的电流，经电流互感器输入到单片机中，单片机通过ー个SPI ロ进行通信。计算视在功率，有功功率，功率因数。所述发明的有益效果是，具有集成化程度高，可塑性强，系统ー方面自成体系，也可以与上位机通讯，从而实现了网络化管理，便于供电部分企业管理层实时控制企业用电情況。但上述专利申请均未能解决测量相角的技术问题，仍然需要利用有功、无功功率方向及功能因数，人为计算出相角。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在原有计量芯片的基本上，实现相角的测量的计方法，本发明还提供了所述方法在电能表上的应用。本发明的技术方案如下一种测量计量芯片功率的相角的方法，步骤如下I)处理器读取计量芯片的有功功率、无功功率、功率因数；
2)处理器计算得出功率因数对应的弧度值；3)假设有功功率、无功功率的符号为正，处理器计算得出当前有功功率、无功功率、功率因数对应的位于第一象限的假定相角；4)判断有功功率、无功功率的符号的正负，如果有功功率为正、无功功率为正，则相角落在第一象限，相角与假定相角相同；如果有功功率为负、无功功率为正，则相角落在第二象限，相角等于180° -假定相角；如果有功功率为负、无功功率为负，则相角落在第三象限，相角等于180° +假定相角；如果有功功率为正、无功功率为负，则相角落在第四象限，相角等于360° -假定相角。
作为优选，步骤2)所述的弧度值由反三角函数公式得出y=acos (x)；其中，y为弧度值，X为功率因数。作为优选，步骤3)所述的假定相角由如下公式得出z=y*90/O/2)；其中，z为假定相角，y为弧度值。作为优选，处理器对计量芯片的读取为周期性读取。所述的测量计量芯片功率的相角的方法在电能表上的应用。本发明的有益效果如下在原有计量芯片的基本上，采用处理器对计量芯片进行读取后，利用有功功能、无功功率、功率因数，自动计算出相角，计算结果与校验台上的相角一致。将本发明所述的方法应用到电能表中，使用该方法的电能表即能正常计算出相角，计算结果与校验台上的相角一致。
图I是本发明所述的方法流程图。
具体实施例方式以下结合附图及实施例对本发明进行进一歩的详细说明。一种测量计量芯片功率的相角的方法，步骤如下I)处理器读取计量芯片的有功功率、无功功率、功率因数；2)处理器计算得出功率因数对应的弧度值；3)假设有功功率、无功功率的符号为正，处理器计算得出当前有功功率、无功功率、功率因数对应的位于第一象限的假定相角；4)判断有功功率、无功功率的符号的正负，如果有功功率为正、无功功率为正，则相角落在第一象限，相角与假定相角相同；如果有功功率为负、无功功率为正，则相角落在第二象限，相角等于180° -假定相角；如果有功功率为负、无功功率为负，则相角落在第三象限，相角等于180° +假定相角；如果有功功率为正、无功功率为负，则相角落在第四象限，相角等于360° -假定相角。步骤2)所述的弧度值由反三角函数公式得出y=aC0S(x);其中，y为弧度值，x为功率因数。
步骤3)所述的假定相角由如下公式得出Z=y*9(VU/2);其中，z为假定相角，y为弧度值。处理器对计量芯片的读取为周期性读取。实施例如图I所示，本实施例中，所述的处理器为单片机，以计量芯片CS5463为例，单片机每秒读一次计量芯片CS5463的有功功率、无功功率、功率因数。功率是带符号的，取出有功功率、无功功率的正负符号位，由这两个符号位判定当前功率落在哪个象限(I)有功功率为正、无功功率为正，则相角落在第一象限，相角与假定相角相同；
(2)有功功率为负、无功功率为正，则相角落在第二象限，相角等于180° _假定相角；(3)有功功率为负、无功功率为负，则相角落在第三象限，相角等于180° +假定相角；(4)有功功率为正、无功功率为负，则相角落在第四象限，相角等于360° -假定相角。功率因数位于0至I的区间内，即大于等于O、小于等于I的数值，设这个值为X。
计算反三角函数acos (X)，得到0 各之间的ー个弧度值，设这个值为y。得到第一
2ft H
象限的相角，设这个值为Z。再根据当前落在哪个象限就可以计算得到最終的相角，第一象
限Z，第二象限(180° -Z)，第三象限(180° +Z)，第四象限(360° _z)。本发明还提供了一种将本发胆所述的测量计量芯片功率的相角的方法在电能表上的应用。将本发胆所述的测量计量芯片功率的相角的方法应用至电能表上，电能表即能正常计算出相角，计算结果与校验台上的相角一致。上述实施例仅是用来说明本发明，而并非用作对本发明的限定。只要是依据本发明的技术实质，对上述实施例进行变化、变型等都将落在本发明的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种测量计量芯片功率的相角的方法，其特征在于，步骤如下 1)处理器读取计量芯片的有功功率、无功功率、功率因数； 2)处理器计算得出功率因数对应的弧度值； 3)假设有功功率、无功功率的符号为正，处理器计算得出当前有功功率、无功功率、功率因数对应的位于第一象限的假定相角； 4)判断有功功率、无功功率的符号的正负，如果有功功率为正、无功功率为正，则相角落在第一象限，相角与假定相角相同；如果有功功率为负、无功功率为正，则相角落在第二象限，相角等于180° -假定相角；如果有功功率为负、无功功率为负，则相角落在第三象限，相角等于180° +假定相角；如果有功功率为正、无功功率为负，则相角落在第四象限，相角等于360° -假定相角。
2.根据权利要求I所述的测量计量芯片功率的相角的方法，其特征在于，步骤2)所述的弧度值由反三角函数公式得出y=acos(X)； 其中，y为弧度值，X为功率因数。
3.根据权利要求2所述的测量计量芯片功率的相角的方法，其特征在于，步骤3)所述的假定相角由如下公式得出 z=y*90/O/2)； 其中，z为假定相角，y为弧度值。
4.根据权利要求I所述的测量计量芯片功率的相角的方法，其特征在于，处理器对计量芯片的读取为周期性读取。
5.权利要求I至4任一项所述的测量计量芯片功率的相角的方法在电能表上的应用。
全文摘要
本发明涉及测量计量芯片功率的相角的方法1)处理器读取计量芯片的有功功率、无功功率、功率因数；2)处理器计算得出功率因数对应的弧度值；3)假设有功功率、无功功率的符号为正，处理器计算得出当前有功功率、无功功率、功率因数对应的位于第一象限的假定相角；4)判断有功功率、无功功率的符号的正负，如果有功功率为正、无功功率为正，则相角落在第一象限，相角与假定相角相同；如果有功功率为负、无功功率为正，则相角落在第二象限，相角等于180°-假定相角；如果有功功率为负、无功功率为负，则相角落在第三象限，相角等于180°+假定相角；如果有功功率为正、无功功率为负，则相角落在第四象限，相角等于360°-假定相角。
文档编号G01R25/00GK102841255SQ20121030425
公开日2012年12月26日 申请日期2012年8月23日 优先权日2012年8月23日
发明者陈宝盛, 朱健伟, 曾戈弋, 许来顺 申请人:漳州科能电器有限公司