专利名称：电能计量装置实时在线监测仪器的制作方法
技术领域：
本实用新型公开的电能计量装置实时在线监测仪器属电能计量技术领域，具体涉及的是一种对电能计量装置进行实时在线监测的仪器。
二.背景技术电能计量装置包括各种类型电能表，计量用电压、电流互感器及其二次回路、电能计量柜(箱)等。在电力系统发、供、用电的各个环节中，装设了大量的电能计量装置，用来测量发电量、用电量、供电量、售电量等。为制定生产计划、核算成本、计收电量提供依据。电力的生产和其他产品的生产不一样，其特点是发、供、用电三方连成一个系统，不能间断的联系在一起，而且是互相紧密联系缺一不可，他们互相如何销售电量，如何计算，就需要一个计量器具在三方之间进行测量计算出电能的数量，这个装置就是电能计量装置，没有它，在发、供、用电三个方面就无法进行销售、买卖电量，所以电能计量装置在发、供、用电三方的地位是十分重要的。本实用新型的电能计量装置实时在线监测仪器，正是为了保证电能计量装置计量准确度而研制的。该仪器集电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和微电脑或微处理器为主构成的电能计量及其误差监测于一体，采用实时在线二次侧检测，通过微电脑或微处理器精密计算，以计量电能各参数及其误差，该仪器计量电能各参数具有精密化、自动化、现代化等特点，这种仪器可靠、实用，可准确地测量电能计量装置综合误差，无疑具有市场前景。
三.发明内容本实用新型的发明目的是向社会提供这种电能计量装置实时在线监测仪器，它具有结构简单、实用可靠、计量精密等特点，值得采用和推广。本发明的技术方案是这样的这种电能计量装置实时在线监测仪器，包括仪器壳体及其实时在线电能计量结构，技术特点在于所述的实时在线电能计量结构包括有计量或检测电压和电流信息、电流幅值及相位值信息、二次回路压降信息，甚至电能表的电能计量信息以及上述各信息的误差信息的实时在线计量或检测机构。所述的电能计量装置通常由电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和电能表组成。相应地，电能计量装置的综合误差由PT误差、CT误差、PT 二次压降所导致的误差、和电能表的误差等几部分组成。本实用新型的电能计量装置实时在线监测仪器采用实时在线二次侧的检测，通过微电脑或微处理器及其软件精密计算，以计量电能各参数及其误差，可准确地测量电能计量装置综合误差，保证电能计量装置电能计量的准确度。根据以上所述的电能计量装置实时在线监测仪器，技术特点还有所述的实时在线电能计量结构设置有实时在线监测、计量、比较、记录、显示电能计量各参数及其误差的微电脑或微处理器及其软件管理控制的各电子电路。所述的微电脑或微处理器可以选择各种公知公用的微电脑或微处理器。根据以上所述的电能计量装置实时在线监测仪器，技术特点还有a.所述的各电子电路包括有实时在线监测的电压互感器、电流互感器及其采样或取样电路，模/数转换电路，计量电路，比较电路,记录电路,显示电路,接口电路。所述的上述这些电路均可采用公知公用的电路技术内容去实现或制作。b.所述的计量电路、比较电路、记录电路均是微电脑或微处理器的组成部分。所述的微电脑或微处理器的计量电路其软件程序包括有；把采样或检测的电压和电流信息按数学公式计算并得出实时在线监测的电压互感器计量误差值，所述的数学公式是
A = {/■()-( 7X /7" )[ (/。-人)cos [(Px-cPh ) + 0.0291 (^0 - Sh ) sin、(px-(pH) ]} (%)；
Su = {S0 + (lx/IH ) [ 34.38 (/Q - fH) sin {(px-(pH)~ (^0 ~ ) cOs {<Px~<Ph ) ] I (');·[0009]这是公知公用的公式，式中各参数在实施例中详细说明。还有把采样或检测的各误差实时地按数学公式计算并得出电能计量装置的综合误差值。对于三相三线系统，所述的数学公式为 ￡ ~X {P I (^l + fuab + fab + fla) + 尸 3 i￡W3 + flJch + fcb + f!c)
^ ]十广3，
+ 0.0291 x [ ', (Si-Suah - 8ah)tg{(pah - (SUah + Sah - Sla)/60)+ F3 (Slc — Svcb - dch)tg{(pch - (Such + Sch -夂)/60)]}%。这也是公知公用的公式，式中
各参数在实施例中详细说明。对于三相四线系统，所述的数学公式为 s p , p , p , X lX(^n + fuaO + faO + f]a) + P 2^{SIV2 + fubO + fbO + fib)
尸1+尸2+尸3
+ P '3X(%3 + fuco + fco + fic) + 0.0291 X [P\x(Sla-SUa0 + Sa0) X tg{cpa -、SLm + Sa0 - Sla)/60)
+ P ' iAUvm - D x tSicPb — do + ^bO -SwV 60)-Sc^)m + Sc0 -4)/60)]}%。这还是公知公用的公式，式
中各参数在实施例中详细说明。所述的比较电路对计量电路计算结果即电能计量装置的电能各参数及其综合误差用标准电能各参数进行比较。所述的记录电路即是该仪器的微电脑或微处理器的存储单元或存储器。C.所述的显示电路包括显示屏，显示屏设置在电能计量装置实时在线监测仪器壳体的面板上。所述的显示电路的显示屏可显示电能计量各参数及其综合误差的数值、矢量图、曲线图表等等。根据以上所述的电能计量装置实时在线监测仪器，技术特点还有所述的该电能计量装置实时在线监测仪器通过接口电路联接并上传实时在线监测、计量的电能各参数及其误差给上位计算机。所述的上位计算机可以是各种管理部门的计算机。所述的上传可采用有线或无线的公知公用网络进行。本实用新型的电能计量装置实时在线监测仪器优点有1.该仪器集电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和微电脑或微处理器为主构成的电能计量及其误差监测于一体，具有精密化、自动化、现代化等特点，设计理念比较先进。2.该仪器计量电能各参数及其误差采用实时在线二次侧检测，通过微电脑或微处理器精密计算，用以计量电能各参数及其误差，可准确地测量电能计量装置综合误差，结构简单，性能可靠。3.这种仪器经济实用，无疑具有好的市场前景。
四.
本实用新型的电能计量装置实时在线监测仪器说明书附图共有2幅图I为电能计量装置实时在线监测仪器总体结构示意图；图2为电能计量装置实时在线监测仪器具体电路结构方框图。在各图中米用了统一标号，即同一物件在各图中用同一标号。在两图中1.电压互感器；2.电流互感器；3.电压三相二次线输入端；4.电流三相二次线输入端；5.电流互感器监测部分；6.电压互感器监测部分；7.三相电力线；8.电流三相二次缆线；9.电流三 相二次线用户电能表输入端处采样端；10.电压三相二次缆线；11.电压三相二次线用户电能表输入端处采样端；12.用户电能表；13.电压互感器二次回路压降电能计量误差实时在线监测部分；14.采样或取样电路；15.模/数转换电路；16.微电脑或微处理器；17.显示电路；18.接口电路。
五.
具体实施方式
本实用新型的电能计量装置实时在线监测仪器非限定实施例如下实施例一.电能计量装置实时在线监测仪器该例的电能计量装置实时在线监测仪器具体结构由图I 图2联合示出，这种电能计量装置实时在线监测仪器，包括仪器壳体及其实时在线电能计量结构，图I示出该例的电能计量装置实时在线监测仪器总体结构示意图，该例的实时在线电能计量结构包括有计量或检测电压和电流信息、电流幅值及相位值信息、二次回路压降信息，甚至电能表的电能计量信息以及上述各信息的误差信息的实时在线计量或检测机构。如图I所示，通常的电能计量装置由电压互感器I (PT)、电流互感器2 (CT)和电能表12等组成。相应地，电能计量装置的综合误差由PT误差、CT误差、PT 二次压降所导致的误差、和电能表的误差等几部分组成。本实用新型的电能计量装置实时在线监测仪器由图I之电流互感器监测部分5、电压互感器监测部分6、电压互感器二次回路压降电能计量误差实时在线监测部分13共同组成。该例的仪器采用实时在线二次侧检测，通过微电脑或微处理器及其软件精密计算，用以计量电能各参数及其误差，可准确地测量电能计量装置综合误差，保证电能计量装置电能计量的准确度。该例仪器的实时在线电能计量结构设置有实时在线监测、计量、t匕较、记录、显示电能计量各参数及其误差的微电脑或微处理器16及其软件管理控制的各电子电路。该例的各电子电路包括有实时在线监测的电压互感器I、电流互感器2及其采样或取样电路14、模/数转换电路15、计量电路、比较电路、记录电路、显示电路17、接口电路18等。图2示出了该电能计量装置实时在线监测仪器具体电路结构方框图，图中还有电压三相二次线输入3、电流三相二次线输入4等。该例的微电脑或微处理器16可以选择各种公知公用的微电脑或微处理器，如各种工业用微电脑或微处理器。所述的上述这些电路均可采用公知公用的电路技术内容去实现或制作。上述的计量电路、比较电路、记录电路均是微电脑或微处理器16的组成部分。该例的微电脑或微处理器16的计量电路其软件程序包括有把采样或检测的电压和电流信息按数学公式计算并得出实时在线监测的电压互感器计量误差值，其数学公式是
Zy = {/o~ (^/4 ) C(/o _A)cos (<px-(pH) +0.0291 (S0 -Sh) sin {(px-(pH)]} (%);
Sa = {S0 + (lx/IH ) [34.38 (/0 -/w) sin)-(^0 -Sh) cos {(px-(pH)^ (");式中:fu、Su-被测电压互感器在实际运行负荷下的比差和角差； f0, 6 0-已预先测出的空载比差及空载角差；fH、Sh-已预先测出的额定负荷下的比差和角差；Ix-实际运行负荷下电压互感器的二次电流；Ih-已预先测出的额定负荷下的二次电流；Px-实际运行负荷的阻抗角，即电压互感器二次电压与二次电流间相角；<pH -已预先测出的额定负荷下的阻抗角；(% )_计算结果为百分数；(' )_计算结果单位为分。还有把采样或检测的各误差实时地按数学公式计算并得出电能计量装置的综合误差值。对于三相三线系统，所用的数学公式为
S - p , + 尸,X {^3 I (eWl + fuab + fab + f!a) + ^ 3 (%3 + flJcb Icbjr fIc)
+ 0.0291 X(Sl-Suah -8ah)tg{(pab -(SUab + Sab -Sla)/60)
+ (^Ic - ^Ucb ~ ^ch ygi^ch ~ (^Ucb + ^ch — ^lc )丨 60)] } 0/° 5式中e _电能计量装置的综合误差；ewl、e W3-第一相、第三相功率电能表的相对误差(％ )；P' 1,P/ 3_第一相、第三相功率电能表测得的交流功率(电能)值；fUab、6 Uab-AB相电压互感器(或电压互感器二次线电压)的比差)和角差(');fUcb、6 Ucb-CB相电压互感器(或电压互感器二次线电压)的比差)和角差(');fIa、6 Ia-A相电流互感器的比差)和角差(')；fIc、Slc-C相电流互感器的比差)和角差(')；fab、6 ab-AB相电压二次回路压降的比差)和角差C )；fcb, 6 ab-C B相电压二次回路压降的比差)和角差(')；(%)_比差百分数；(')-角差单位为分；(pab、分别为与(间，与人.间的相角；&ab、&ch -电能表处AB相电压，电能表处CB相电压；ia、之二次电流相量。对于三相四线系统，所用的数学公式为S =^7^V+p,-X {P'lX(%l + fuaO + faO + f,a) + 尸'2><(%2 + f猶 + fb0 + fib)[0054]
+ P '3x(%3 + fUc0 + /co + f,c) + 0-0291X [FlXiS1-Sua0 + sa0)x tg{cpa -(SUoQ + Sa0 — SJ/60) + P'2x(SJb-Subo -Sh0)xtg{(pb -(Subo + Sbo -8Ib)l60)
+ P\x(^ic - ^UcO ~^co)x tSiPc ~ (^UcO + ^cO -W60)]}% ；式中e -电能计量装置的综合误差；ewl、e W2、e W3-第一相、第二相、第三相功率电能表的误差(％ )；fIa、SIa、fIb、6Ib>fIc> Sle-A相、B相、C相电流互感器的比差)和角差(')；fUaQ、6 UaQ、fUM、6 1Jb0、fUc0> 6 Uc0-A 相、B 相、C 相电压互感器的比差)和角差
C )；faQ、6 aQ、fM、6 b0> fc0> 6 c0-分别为A、B、C相电压二次回路压降的比差)和角差(');P' 1,P/ 2、P' 3_各相功率电能表测得的交流功率电能值；(pa , (pb、队-分别为斤^与人间力^与力间力^与力旬的相角；、U'h0、t)'。。_电能表处A相电压，电能表处B相电压，电能表处C相电压；ia、ib、之-二次电流相量。上述的比较电路对计量电路计算结果即电能计量装置的电能各参数及其综合误差用标准电能各参数进行比较。上述的记录电路即是该仪器的微电脑或微处理器16的存储单元或存储器。该例的显示电路包括显示屏，显示屏设置在电能计量装置实时在线监测仪器壳体的面板上。该例的显示电路的显示屏可显示电能计量各参数及其综合误差的数值、矢量图、曲线图表等等。所述该仪器电能计量各参数包括有各相的缺相、断路、短路、超压、欠压、过流、电流不平衡、相位角、功率、功率因素等等。该例的电能计量装置实时在线监测仪器通过接口电路18联接并上传实时在线监测、计量的电能各参数及其误差给上位计算机。所述的上位计算机可以是各种管理部门的计算机及其计算机系统。所述的上传可采用有线或无线的公知公用网络进行。实施例二.电能计量装置实时在线监测仪器该例的电能计量装置实时在线监测仪器具体结构可用图I 图2等联合示出，该例的电能计量装置实时在线监测仪器与实施例一的电能计量装置实时在线监测仪器不同点有该例的电能计量装置实时在线监测仪器应用于三相四线系统，该例的电能计量装置实时在线监测仪器其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。实施例三.电能计量装置实时在线监测仪器该例的电能计量装置实时在线监测仪器具体结构可用图I 图2等联合示出，该例的电能计量装置实时在线监测仪器与实施例一、实施例二的电能计量装置实时在线监测仪器不同点有该例的电能计量装置实时在线监测仪器应用于三相三线系统，该例的电能计量装置实时在线监测仪器其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。
权利要求1.一种电能计量装置实时在线监测仪器，包括仪器壳体及其实时在线电能计量结构，特征在于所述的实时在线电能计量结构包括有计量或检测电压和电流信息、电流幅值及相位值信息、二次回路压降信息，甚至电能表的电能计量信息以及上述各信息的误差信息的实时在线计量或检测机构；所述的实时在线电能计量结构设置有实时在线监测、计量、比较、记录、显示电能计量各参数及其误差的微电脑或微处理器及其管理控制的各电子电路。
2.根据权利要求I所述的电能计量装置实时在线监测仪器，特征在于 a.所述的各电子电路包括有实时在线监测的电压互感器、电流互感器及其采样或取样电路，模/数转换电路，计量电路，比较电路，记录电路，显示电路，接口电路； b.所述的计量电路、比较电路、记录电路均是微电脑或微处理器的组成部分； c.所述的显示电路包括显示屏，显示屏设置在电能计量装置实时在线监测仪器壳体的面板上。
3.根据权利要求2所述的电能计量装置实时在线监测仪器，特征在于所述的该电能计量装置实时在线监测仪器通过接口电路联接并上传实时在线监测、计量的电能各参数及其误差给上位计算机。
专利摘要本实用新型公开的电能计量装置实时在线监测仪器属电能计量技术领域，这种监测仪器包括仪器壳体及其实时在线电能计量结构有检测电压和电流、电流幅值及相位值、二次回路压降信息，甚至电能表的电能计量信息以及上述各信息的误差信息的实时在线检测机构，由实时在线监测、计量、比较、记录、显示电能计量各参数及其误差的微电脑或微处理器及其软件管理的各电子电路构成；该仪器优点有集电压互感器、电流互感器和微电脑为主构成了电能计量及其误差监测于一体，采用实时在线二次侧检测，通过微电脑精密计算，可准确地测量电能计量装置综合误差，具有精密化、自动化、现代化等特点，设计理念比较先进，结构简单，性能可靠，经济实用，这种仪器无疑具有好的市场前景。
文档编号G01R35/04GK202794496SQ20122023526
公开日2013年3月13日 申请日期2012年5月22日 优先权日2012年5月22日
发明者王中明, 王洪春, 柳天霞, 朴成泽, 吕艳霞, 初小明, 王宝江 申请人:鹤岗电业局