一种大规模快速批量三相电能表自动化检定系统与方法
【专利摘要】本发明涉及一种大规模快速批量三相电能表自动化检定系统，仓储接驳单元、周转箱输送单元、周转箱柴垛单元、三相电能表上料单元、三相电能表托盘输送线、电能表组箱单元、周转箱组垛单元、周转箱输送单元顺序连接，在三相电能表托盘输送线沿线依次安装有资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡测试单元、多功能试验单元、合格封印单元、合格贴标单元以及合格打码单元。本发明通过对批量三相电能表基本误差试验、潜动试验、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。
【专利说明】
一种大规模快速批量三相电能表自动化检定系统与方法
技术领域
[0001] 本发明属于电能计量领域领域，尤其是一种大规模快速批量三相电能表自动化检 定系统与方法。
【背景技术】
[0002] 三相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] 三相电能表的准确度试验包括基本误差试验、起动试验、潜动试验。通常采用比较 法进行三相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lkWh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K m是名义值。Ks远大于Km。同一块电能表心是定值，因此负载功率越大脉 冲频率越高，脉冲间隔Tp越小。
[0004] 三相电能表基本误差试验方法是:试验确定被检表Ν(通常Ν〈 10)个脉冲间隔的时 间内，标准表所发出的脉冲数Μ。
计算被检表的相对误 差。测量时间的长度为等待被检表发出第一个脉冲的时间Τ与Ν个脉冲间隔时间ΝΤΡ之和。理 论分析表明，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Τ超过0.9ΤΡ的概率高达0.96。
[0005] 三相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T start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T w超过0.9Tstart的概率高达0.96。
[0006] 三相电能表潜动试验方法是：只加电压不通电流的条件下，在规定的时间Tnci-lciad 内，被检表输出脉冲数不可大于1。此要求等价于，潜动试验条件下被检表脉冲间隔大于 Τη〇-ιΜ(1。由于潜动试验功率为零，因此理论1"。-1。3(1为无穷大，试验时则需使1"。-1。 3(1充分大，通 常超过30min。
[0007] 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，本发明提出了将一种大规模快速批 量三相电能表自动化检定方法并应用于检定系统，通过减少三相电能表准确度试验的时 间，提高三相电能表检测效率。
【发明内容】
[0008] 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、提高效率的大规模快速批量三相电能表自动化检定系统与方法。
[0009] 本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：
[001 0] -种大规模快速批量三相电能表自动化检定系统，其特征在于:包括仓储接驳单 元、周转箱输送单元、资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡测试单元、多功能 试验单元、合格封印单元、合格贴标单元、合格打码单元、周转箱柴垛单元、三相电能表上料 单元、三相电能表托盘输送线、电能表组箱单元、周转箱组垛单元、周转箱输送单元，
[0011]所述仓储接驳单元、周转箱输送单元、周转箱柴垛单元、三相电能表上料单元、三 相电能表托盘输送线、电能表组箱单元、周转箱组垛单元、周转箱输送单元顺序连接，在三 相电能表托盘输送线沿线依次安装有资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡测 试单元、多功能试验单元、合格封印单元、合格贴标单元以及合格打码单元。
[0012] 而且，周转箱输送单元安装有周转箱输送线，用于向周转箱输送单元输送周转箱； 周转箱输送单元安装有拆垛机;三相电能表上料单元安装有上料机器人;资产绑定单元设 置有绑定工位;合格封印单元安装有封印机;合格贴标单元安装有贴标机;合格打码单元安 装有激光刻码机;电能表组箱单元安装有下料机器人;周转箱组垛单元安装有码垛机。
[0013] 而且，多功能试验单元的具体工作步骤为：
[0014] ⑴通过在标准表上安装计数器；
[0015]⑵计算在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间T1，达到目标电能消耗E1时， 得到标准表在电能E1值中所输出的脉冲数约Ks 1;
[0016] ⑶在一定值电压U下，使用较大电流Im通过被检表和标准表；
[0017] ⑷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1〇,直 到被检表发出脉冲；
[0018] (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。
[0019] 而且，进行批量电能表起动试验检定：由检定规程得出，原起动时间需10.9min记 为Tq，在220V电压下通0.005I b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/KW · h，两个相邻脉冲之间消耗的电能为AE = 1/1200KW · h;
[0020] 使用较大电流通过前部分能量，达到目标电能消耗之后，再切换为原电流IQ = 0.005Ib，以达到减少时间的目的；
[0021] 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Iw超过0.9Tstart的概率达0.96，实现Τ! < IV。
[0022] 而且，进行批量电能表潜动试验检定，先通大电流以缩短检定前时间;在潜动试验 中，在一定值电压U下，使用较大电流I m通过时间!^，通过计数器实现时间计时目标，达到目 标电能消耗E1;之后在定值电压U下，断电，检定在一定时间T 2R是否出现第二个脉冲，出现 则为不合格，不出现即为合格。
[0023] 而且，进行批量电能表基本误差试验检定：
[0024] 先通大电流以缩短被检表的脉冲间隔时间Tq，先通入一定时间1\大电流，通过计数 器实现时间计时目标，然后在定值电压U下，切换为试验标准电流I Q，通过时间T2,达到剩余 部分电能消耗Ε2;电能表基本误差试验检定时间的长度为等待被检表发出第一个脉冲的时 间T q到第Ν个脉冲的间隔时间N*Tq之和;而对于检定试验等待时间，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T超过0.9T q的概率达 0.96〇
[0025] 本发明的优点和积极效果是：
[0026] 本发明通过对批量三相电能表基本误差试验、潜动试验、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】
[0027] 图1为三相电能表自动化检定系统流程图；
[0028]图2为三相电能表准确度试验控制原理图。
【具体实施方式】
[0029] 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。
[0030] -种大规模快速批量三相电能表自动化检定系统，参见附图1所示，包括仓储接驳 单元、周转箱输送单元、资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡测试单元、多功 能试验单元、合格封印单元、合格贴标单元、合格打码单元、周转箱柴垛单元、三相电能表上 料单元、三相电能表托盘输送线、电能表组箱单元、周转箱组垛单元、周转箱输送单元， [00 31]所述仓储接驳单元、周转箱输送单元、周转箱柴垛单元、三相电能表上料单元、三 相电能表托盘输送线、电能表组箱单元、周转箱组垛单元、周转箱输送单元顺序连接，在三 相电能表托盘输送线沿线依次安装有资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡测 试单元、多功能试验单元、合格封印单元、合格贴标单元以及合格打码单元，
[0032]周转箱输送单元安装有周转箱输送线，用于向周转箱输送单元输送周转箱；
[0033]周转箱输送单元安装有拆垛机；
[0034]三相电能表上料单元安装有上料机器人；
[0035] 资产绑定单元设置有绑定工位，对应绑定待检测的电能表信息；
[0036] 合格封印单元安装有封印机;合格贴标单元安装有贴标机;合格打码单元安装有 激光刻码机；
[0037] 电能表组箱单元安装有下料机器人；
[0038]周转箱组垛单元安装有码垛机。
[0039]三相电能表由仓储接驳单元进入周转箱输送单元，周转箱柴垛单元拆分后，由三 相电能表上料单元送入三相电能表托盘输送线的三相电能表托盘上，三相电能表托盘携带 沿三相电能表托盘输送线输送依次经过资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡 测试单元、多功能试验单元、合格封印单元、合格贴标单元、合格打码单元以及电能表组箱 单元，完成电能表组箱单元之后电能表由周转箱组垛单元的下料机器人送入码垛机，完成 码垛后，再次回到仓储接驳单元送回仓库。
[0040] -种大规模快速批量三相电能表自动化检定方法，创新点的具体步骤为：
[0041 ]⑴通过在标准表上安装计数器；
[0042] 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 T1，达到目标电能消耗E1时，得到标准表在电能E1值中所输出的脉冲数约Ks 1;
[0043] 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0.0051b (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/ KW · 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。
[0044]我们设想使用较大电流通过前部分能量，达到目标电能消耗（15 00 J、2100 J、 2400J、2700J)之后，再切换为原电流(IQ = 0.005Ib)，以达到减少时间的目的。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。
[0045] 例如可使 E = 0.9E，E = 0.1E，Im = 0.1Ib。
[0046] 则可通过E1=U · Im · T1，E = E1+E2 = U · Im · T1+U · IQ · T2及TP = T1+T2，
[0047] 推算得 ΤΙ ~0 · 45*T2，Tp~1 · 45*T2〈〈Tq~ 10*T2。
[0048] 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0.0 Tstart的概率高达0.96。可实现Τ1 <1￥。
[0049] 通过在标准表上安装计数器，得到标准表在电能E1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=〇. 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。
[0050] 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；
[0051] 批量电能表潜动试验方案与上述起动试验方案原理一致，均是先通大电流以缩短 检定前时间。在潜动试验中，在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间T1，通过计数器实 现时间计时目标，达到目标电能消耗E1;之后在定值电压U下，断电，检定在一定时间T2内是 否出现第二个脉冲，出现则为不合格，不出现即为合格。
[0052] 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；
[0053]批量电能表基本误差试验方案与上述起动试验方案原理一致。先通大电流以缩短 被检表的脉冲间隔时间Tq，即先通入一定时间T1大电流，通过计数器实现时间计时目标，然 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。电能表 基本误差试验检定时间的长度为等待被检表发出第一个脉冲的时间Tq到第N个脉冲的间隔 时间N*Tq之和。而对于检定试验等待时间，理论分析表明，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T超过0.9Tq的概率高达0.96。同 样可以通过先通大电流以缩短被检表的脉冲间隔时间的方法来实现缩短。
[0054]除了基本误差试验、起动试验、潜动试验以外，三相电能表检定之前还要直观检查 和通电检查，还有校核仪表常数的试验。在这里我们不考虑如何减少这些部分的检定时间。 [0055] (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。
[0056] 基本原理阐述
[0057]三相电能表的准确度试验包括基本误差试验、起动试验、潜动试验。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lkWh电能输出的脉冲数），测量时认为标准表的脉冲常数Ks是真实值，而被检 表的脉冲常数Km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。
[0058]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。
[0059] 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T1，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。
[0060] 则有E = E1+E2 = U · Im · T1+U · IQ · T2，TP = T1+T2。
[0061 ] 其中，El和Im是自变量，通过这两个值可求出ΤΙ，Ε2和IQ是自变量，通过这两个值 可求出T2。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T1 <1￥。
[0062] 例如使 Im = 20IQ，El=0.9E，E2 = 0.1E。
[0063] 贝丨J可通过E1=U · Im · T1，E = E1+E2 = U · Im · T1+U · IQ · T2及TP = T1+T2，
[0064] 推算得Τ1~0·45 · T2，~1.45*T2〈〈TQ~10*T2，T1<TW。
[0065] 由于Ks远大于Km，则可知标准表的脉冲间隔远小于。通过在标准表上安装计数器， 得到标准表在电能E1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Ks 1时，切换被检表通过电流，达到计数目的。
[0066]三相电能表检定项目表如下表所示：
[0069]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. 一种大规模快速批量三相电能表自动化检定系统，其特征在于:包括仓储接驳单元、 周转箱输送单元、资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡测试单元、多功能试验 单元、合格封印单元、合格贴标单元、合格打码单元、周转箱柴垛单元、三相电能表上料单 元、三相电能表托盘输送线、电能表组箱单元、周转箱组垛单元、周转箱输送单元， 所述仓储接驳单元、周转箱输送单元、周转箱柴垛单元、三相电能表上料单元、三相电 能表托盘输送线、电能表组箱单元、周转箱组垛单元、周转箱输送单元顺序连接，在三相电 能表托盘输送线沿线依次安装有资产绑定单元、耐压测试单元、外观检测单元、插卡测试单 元、多功能试验单元、合格封印单元、合格贴标单元以及合格打码单元。2. 根据权利要求1所述的大规模快速批量三相电能表自动化检定系统，其特征在于：周 转箱输送单元安装有周转箱输送线，用于向周转箱输送单元输送周转箱；周转箱输送单元 安装有拆垛机;三相电能表上料单元安装有上料机器人;资产绑定单元设置有绑定工位;合 格封印单元安装有封印机;合格贴标单元安装有贴标机;合格打码单元安装有激光刻码机； 电能表组箱单元安装有下料机器人;周转箱组垛单元安装有码垛机。3. 根据权利要求1所述的大规模快速批量三相电能表自动化检定方法的检定方法，其 特征在于:多功能试验单元的具体工作步骤为： ⑴通过在标准表上安装计数器； ⑵计算在一定值电压U下，使用较大电流Im通过时间T1，达到目标电能消耗E1时，得到 标准表在电能E1值中所输出的脉冲数约Ks 1; (3)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当计数器计数到达脉冲数K s 1时，在一定值电压U下，切换为试验标准电流I q，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。4. 根据权利要求3所述的大规模快速批量三相电能表自动化检定方法的检定方法，其 特征在于:进行批量电能表起动试验检定：由检定规程得出，原起动时间需10.9min记为Tq， 在220V电压下通0.005I b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/KW · h，两个相邻脉冲之间消耗的电能为AE = 1/1200KW · h; 使用较大电流通过前部分能量，达到目标电能消耗之后，再切换为原电流Iq = 〇. 〇〇5Ib， 以达到减少时间的目的； 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Iw超过0.9Tstart的概率达0.96，实现Ti < IV。5. 根据权利要求3所述的大规模快速批量三相电能表自动化检定方法的检定方法，其 特征在于:进行批量电能表潜动试验检定，先通大电流以缩短检定前时间；在潜动试验中， 在一定值电压U下，使用较大电流I m通过时间!^，通过计数器实现时间计时目标，达到目标电 能消耗E1;之后在定值电压U下，断电，检定在一定时间^内是否出现第二个脉冲，出现则为 不合格，不出现即为合格。6. 根据权利要求3所述的大规模快速批量三相电能表自动化检定方法的检定方法，其 特征在于:进行批量电能表基本误差试验检定： 先通大电流以缩短被检表的脉冲间隔时间Tq，先通入一定时间!^大电流，通过计数器实 现时间计时目标，然后在定值电压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Ε2;电能表基本误差试验检定时间的长度为等待被检表发出第一个脉冲的时间Tq 到第N个脉冲的间隔时间N*Tq之和;而对于检定试验等待时间，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T超过0.9T q的概率达0.96。
【文档编号】G01R35/04GK106093827SQ201610361936
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月27日
【发明人】何黎菲, 李野, 曹国瑞, 滕永兴, 顾强, 季浩, 解岩, 董得龙, 刘裕德, 于学均, 朱逸群, 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