便携式多功能电量记录仪的制作方法

本实用新型涉及电力系统电能计量领域，具体涉及一种便携式多功能电量记录仪。

背景技术：

电能表周期轮换是电能计量管理的主要内容之一，国家电网公司按照相关法律法规要求，制定了相应管理办法，针对作业现场，编制了详细的《标准化作业指导书》。按照作业指导书的要求，在不断电电能表现场轮换过程中，需要记录换电能表开始时刻和开始时刻负载的瞬时功率以及接线恢复后的时刻，以此计算电能表轮换过程中造成的电量差值。目前国内外的计量设备或仪器均采用这种计量方法来计算电能表轮换过程中消耗的电量。但是很多情况下，由于线路负荷并不是完全恒定的状态，在不断电更换电能表的过程中，线路的负荷可能会增加或者减少，这样导致线路的实时功率和开始换表时刻的功率不一致，从而对电量的精确计量产生影响，因此该电量记录方法并不能真实反映用户电能表轮换期间真实负荷情况，对电量确认产生分歧。随着国家电网公司“三集五大”体系建设的不断深入，建设现代化公司的步伐不断迈进，对深化计量精益化管理，强化技术监督和质量管控提出了更高的要求，因此，需要对传统的电量计量方法进行改进，采用新型的电量记录设备显得尤为重要。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本实用新型之目的就是提供一种便携式多功能电量记录仪，可有效解决精确计量电能表在现场轮换过程中电量差的问题。

本实用新型解决的技术方案是，一种便携式多功能电量记录仪，包括壳体和装在壳体内的控制电路，壳体上分别设置有电流输入端口、电压输入端口和电能脉冲输出端口，控制电路包括电流相位补偿模块、电压采集模块、运算放大器、A/D转换模块、DPS处理器，电流相位补偿模块的输入端与电流输入端口相连，输出端与运算放大器的输入端相连，电压采集模块的输入端与电压输入端口相连，输出与运算放大器的输入端相连，运算放大器的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端与DPS处理器的输出端相连，DPS处理器的输出端与电能脉冲输出端口相连。

所述的电流相位补偿模块包括运算放大器U1、三极管Q1、Q2，运算放大器U1的反相输入端分别接电阻R3的一端、电阻R2的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端经电容C3分别与电阻R1的一端、电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极、三极管Q1的发射极和电阻R6的一端相连，电阻R1的另一端与有极性电容C2的负极相连，有极性电容C2的正极与有极性电容C1的正极相连，电阻R4的另一端分别接二极管D1的正极和二极管D2的负极，二极管D1的负极与二极管D2的正极相连，共端接地，运算放大器U1的同相输入端经电阻R5接地，运算放大器U1的电源正极输入端分别接12V电源的正极和电容C4的一端，电容C4的另一端接地，运算放大器U1的电源负极输入端分别接12V电源的负极和电容C5的一端，电容C5的另一端接地，运算放大器U1的输出端分别接三极管Q2的基极、三极管Q1的基极和电阻R6的另一端，三极管Q1的集电极接12V电源的正极，三极管Q2的集电极接12V电源的负极，有极性电容C1的负极作为电流相位补偿模块的输入端与电流输入端口相连，二极管D1、D2与电阻R4的共端作为电流相位补偿模块的输出端与运算放大器的输入端相连。

本实用新型结构新颖独特，简单合理，易生产，成本低，体积小、重量轻，能够精确计量电能表在现场轮换过程中的电量差，同时具备电能表校验、用电稽查、电能质量分析功能，使用方便，结构精巧灵活，可快速连接安装，有效的解决了电能表在更换期间造成的计量漏洞，保证整个电量计算的准确性，消除分歧，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。

附图说明

图1为本实用新型壳体结构示意图。

图2为本实用新型控制电路的连接示意图。

图3为本实用新型电流相位补偿模块的电路原理图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

由图1-3给出，本实用新型包括壳体和装在壳体内的控制电路，其特征在于，壳体1上分别设置有电流输入端口2、电压输入端口3和电能脉冲输出端口6，控制电路包括电流相位补偿模块、电压采集模块、运算放大器、A/D转换模块、DPS处理器，电流相位补偿模块的输入端与电流输入端口2相连，输出端与运算放大器的输入端相连，电压采集模块的输入端与电压输入端口3相连，输出与运算放大器的输入端相连，运算放大器的输出端与A/D转换模块的输入端相连，A/D转换模块的输出端与DPS处理器的输出端相连，DPS处理器的输出端与电能脉冲输出端口6相连。

为保证使用效果，所述的壳体1内设置有与DPS处理器相连的无线通信模块，无线通信模块通过无线信号与终端相连，使二者呈分离式的独立设置，无需接线，使用更加便捷；

所述的壳体1上设置有电源输入接口4和开关7，电源输入接口4经开关7与DPS处理器相连，用于为各个元器件供电。

所述的电流输入端口2上装有钳形电流互感器5，可快速连接以更换电能表的电流回路。

所述的电流相位补偿模块包括运算放大器U1、三极管Q1、Q2，运算放大器U1的反相输入端分别接电阻R3的一端、电阻R2的一端和电阻R4的一端，电阻R3的另一端经电容C3分别与电阻R1的一端、电阻R2的另一端、三极管Q2的发射极、三极管Q1的发射极和电阻R6的一端相连，电阻R1的另一端与有极性电容C2的负极相连，有极性电容C2的正极与有极性电容C1的正极相连，电阻R4的另一端分别接二极管D1的正极和二极管D2的负极，二极管D1的负极与二极管D2的正极相连，共端接地，运算放大器U1的同相输入端经电阻R5接地，运算放大器U1的电源正极输入端分别接12V电源的正极和电容C4的一端，电容C4的另一端接地，运算放大器U1的电源负极输入端分别接12V电源的负极和电容C5的一端，电容C5的另一端接地，运算放大器U1的输出端分别接三极管Q2的基极、三极管Q1的基极和电阻R6的另一端，三极管Q1的集电极接12V电源的正极，三极管Q2的集电极接12V电源的负极，有极性电容C1的负极作为电流相位补偿模块的输入端与电流输入端口相连，二极管D1、D2与电阻R4的共端作为电流相位补偿模块的输出端与运算放大器的输入端相连。

所述的壳体为方形或圆形；所述的壳体两侧包裹有硅胶保护套。

所述的电压采集模块为市售产品（现有技术），如深圳中创智合科技有限公司生产和销售的电压电流采集模块等，电能表的电压线接入电压输入端口后，电压采集模块能够采集电压信号，并将该信号传输给运算放大器；

所述的运算放大器为市售产品（现有技术），如型号为AD526的运算放大器；

所述的A/D转换模块为市售产品（现有技术），如型号为AD606的A/D转换模块；

所述的DPS处理器为市售产品（现有技术），如型号为TMS320F28335的开发芯片板；

所述的电源输入接口4为市售产品（现有技术），如采用DC005电源接口，用于连接直流电源，为各个元器件供电；

所述的无线通信模块为wifi、红外等市售的常规无线连接模块；所述的终端为手机、ipad、笔记本电脑等，可与本实用新型无线连接，进行数据传输和显示。

本实用新型使用时，首先将钳形电流互感器接入电能表的电流回路，将电能表的电压线接入电压输入端口，通过电源输入接口接入电源，打开开关，主机电源接通，电量记录仪通过无线信号与终端连接，开始更换电能表时，通过操作终端开始累计回路中的电量，显示的累计电量即为更换电能表过程中的线路负荷消耗的电能，经过电压采集模块采集的电压信号和经过电流相位补偿模块相位补偿以后的电流信号以数据总线方式依次输入到A/D转换模块和DPS处理器，A/D转换电路将模拟电压信号、模拟电流信号转换成数字信号，DPS处理器对采集的数字信号进行高速运算得到电压、电流、相位角等需要的电参量，计算出更换电能表期间线路负荷消耗的电能。终端和DPS处理器之间通过WIFI无线通信连接，用于各个电参量数据解析与显示，同时向主机下发各种操作指令以完成同用户的交互，也可通过电能脉冲输出端口连接终端进行交互，用来测量电压、电流、相位角、有功功率、无功功率等需要的电参量。

与现有技术相比，本实用新型本实用新型采用主机和终端分离式设计，可以借助平板电脑、手机的优势，软件开发周期短，性能稳定，数据显示清晰，操作流畅，主机体积小、重量轻，方便用户携带，提高使用安全，功能集成度高，用户可用于多种使用场合。控制电路的电流采样采用高精度的钳形电流互感器和电流相位补偿模块，大大提高了钳形电流互感器在功率因数点和小电流点的测量精度，为本实用新型的精度提供可靠保证，另外，利用高精度的钳形互感器，结合高精度A/D转换模块和DPS处理器运算电路的数据处理能力，能够精确计量电能表在现场轮换过程中的电量差，有效的解决了电能表在更换期间造成的计量漏洞，保证整个电量计算的准确性，消除分歧，同时具备电能表校验、用电稽查、电能质量分析功能，使用方便，结构精巧灵活，可快速连接安装，使用方便，效果好，有良好的社会和经济效益。