电能计量装置、电表设备以及配置方法与流程

本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种电能计量装置、电表设备以及用于电能计量装置的配置方法。

背景技术：

近年来，随着能源互联网建设的规划，电能计量装置发展迅速。不同规格的电能计量装置有不同的额定电流，但在实际应用中，所需测量的电流往往均远大于电能计量装置的额定电流，因此一般电能计量装置均需配置相应比例的外部互感器，配套使用。互感器又称为仪用变压器，可以为电流互感器和电压互感器等，能够将高电压变成低电压、大电流变成小电流。通常，互感器的选型需要根据实际所测负载和电能计量装置的额定电流共同确定，针对不同的应用场景和不同的负载设备，选取的互感器的匝数比均不相同。因此，对于具有多个电能计量装置的电表设备等，在现场安装电能计量装置时，需要根据现场所使用的外部互感器的匝数比对电能计量装置进行配置。如果配置错误，则会导致电能计量出现很大的偏差，给用户或供电方带来损失。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明要解决的一个技术问题是提供一种电能计量装置、电表设备以及用于电能计量装置的配置方法，能够对互感器单元的匝数比进行自动配置。

根据本发明的一个方面，提供一种电能计量装置，包括：第一互感器单元，用于获得与输电线路相对应的第一检测信号；互感器采集模块，用于获得与所述输电线路相对应的第二检测信号；计量模块，用于根据所述第一检测信号、所述第二检测信号以及与所述互感器采集模块相对应的第二匝数比获得所述第一互感器单元的第一匝数比，并基于所述第一匝数比进行配置处理。

可选地，所述互感器采集模块，包括：第二互感器单元，用于获得所述第二检测信号；其中，所述第二互感器单元的匝数比为所述第二匝数比。

可选地，所述互感器采集模块，包括：信号处理单元，与所述第二互感器单元连接，用于接收所述第二检测信号并获得所述第二检测信号的检测值信息。

可选地，所述计量模块，包括：通信单元，与所述信号处理单元建立通信连接，用于通过所述通信连接接收所述信号处理单元发送的所述第二检测信号的检测值信息。

可选地，所述通信单元通过所述通信连接接收所述信号处理单元发送的所述第二匝数比。

可选地，所述信号处理单元与所述通信单元采用握手协议建立所述通信连接；其中，在所述通信连接建立成功后，所述信号处理单元将所述第二检测信号的检测值信息通过所述通信连接发送给所述通信单元。

可选地，所述信号处理单元发送握手帧，如果接收到所述通信单元返回的应答帧，则所述通信连接建立成功；或，所述通信单元发送握手帧，如果接收到所述信号处理单元返回的应答帧，则所述通信连接建立成功。

可选地，所述通信单元，还用于在确定基于所述第一匝数比进行的配置处理完成之后，中断所述通信连接。

可选地，所述计量模块包括：存储单元；配置单元，分别与所述第一互感器单元、所述通信单元和所述存储单元连接，用于基于所述第一检测信号的检测值、所述第二匝数比和所述第二检测信号的检测值计算所述第一匝数比，将所述第一匝数比存储在所述存储单元中。

可选地，所述配置单元，用于确定所述第一匝数比其中，b为所述第二检测信号的检测值，c2为所述第二匝数比，a为所述第一检测信号的检测值。

可选地，所述计量模块，包括：第一显示单元，分别与所述通信单元和所述配置单元连接，用于显示所述通信连接的状态和/或所述配置单元的执行状态；所述互感器采集模块，包括：第二显示单元，与所述信号处理单元连接，用于显示所述通信连接的状态。

可选地，所述通信单元包括：第一通信接口；所述信号处理单元包括：第二通信接口；其中，通过所述第一通信接口和所述第二通信接口建立所述通信连接；所述第一通信接口和所述第二通信接口均包括总线接口、无线接口、工业以太网接口中的至少一个。

可选地，所述第一互感器单元包括：闭口式互感器；所述第二互感器单元包括：钳口互感器。

可选地，所述第一检测信号和所述第二检测信号均为电流信号或电压信号。

根据本发明的另一方面，提供一种电表设备，包括：如上所述的电能计量装置。

根据本发明的又一方面，提供一种用于电能计量装置的配置方法，包括：通过第一互感器单元获得与输电线路相对应的第一检测信号；通过互感器采集模块获得与所述输电线路相对应的第二检测信号；计量模块根据所述第一检测信号、所述第二检测信号以及与所述互感器采集模块相对应的第二匝数比获得所述第一互感器单元的第一匝数比，并基于所述第一匝数比进行配置处理。

可选地，所述通过互感器采集模块获得与所述输电线路相对应的第二检测信号包括：通过所述互感器采集模块的第二互感器单元获得所述第二检测信号；其中，所述第二互感器单元的匝数比为所述第二匝数比；通过所述互感器采集模块的信号处理单元接收所述第二检测信号并获得所述第二检测信号的检测值信息。

可选地，所述计量模块的通信单元与所述信号处理单元建立通信连接；所述通信单元通过所述通信连接接收所述信号处理单元发送的所述第二检测信号的检测值信息。

可选地，所述通信单元通过所述通信连接接收所述信号处理单元发送的所述第二匝数比。

可选地，所述信号处理单元与所述通信单元采用握手协议建立所述通信连接；在所述通信连接建立成功后，所述信号处理单元将所述第二检测信号的检测值信息通过所述通信连接发送给所述通信单元。

可选地，所述信号处理单元与所述通信单元采用握手协议建立所述通信连接包括：所述信号处理单元发送握手帧，如果接收到所述通信单元返回的应答帧，则所述通信连接建立成功；或，所述通信单元发送握手帧，如果接收到所述信号处理单元返回的应答帧，则所述通信连接建立成功。

可选地，在接收到所述第一匝数比并确定基于所述第一匝数比进行的配置处理完成之后，所述通信单元中断所述通信连接。

可选地，所述计量模块的配置单元基于所述第一检测信号的检测值、所述第二匝数比和所述第二检测信号的检测值计算所述第一匝数比，将所述第一匝数比存储在所述计量模块的存储单元中。

可选地，所述配置单元确定所述第一匝数比其中，b为所述第二检测信号的检测值，c2为所述第二匝数比，a为所述第一检测信号的检测值。

可选地，通过所述计量模块的第一显示单元显示所述通信连接的状态和/或所述配置单元的执行状态；通过所述互感器采集模块的第二显示单元显示所述通信连接的状态。

可选地，所述通信单元包括：第一通信接口；所述信号处理单元包括：第二通信接口；还包括：通过所述第一通信接口和所述第二通信接口建立所述通信连接；其中，所述第一通信接口和所述第二通信接口均包括总线接口、无线接口、工业以太网接口中的至少一个。

本发明的电能计量装置、电表设备以及用于电能计量装置的配置方法，可以对电能计量装置所配置的互感器单元的匝数比进行自动配置，能够简化互感器单元的匝数比配置的操作，避免在配置互感器单元的匝数比时，由于操作配置错误而导致的电能计量出现大幅度的偏差，确保电能计量装置配置的互感器单元的匝数比的配置正确，从而确保电能计量的准确性，节约成本和资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为根据本发明的电能计量装置的一个实施例的模块示意图；

图2为根据本发明的电能计量装置的另一个实施例的模块示意图；

图3为根据本发明的电能计量装置的又一个实施例的应用示意图；

图4为根据本发明的电能计量装置的一个实施例中的计量模块的模块示意图；

图5为根据本发明的电能计量装置的一个实施例中的互感器采集模块的模块示意图；

图6为根据本发明的用于电能计量装置的配置方法的一个实施例的流程示意图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合各个图和实施例对本发明的技术方案进行多方面的描述。

下文中的“第一”、“第二”等仅用于描述上相区别，并没有其他特殊的含义。

如图1所示，本发明提供一种电能计量装置，包括：计量模块11、第一互感器单元12和互感器采集模块21。第一互感器单元12为电能计量装置为进行电能计量而配置的互感器单元，第一互感器单元12获得与输电线路相对应的第一检测信号，互感器采集模块21获得与输电线路相对应的第二检测信号，输电线路可以为电源线等。

计量模块11根据第一检测信号、第二检测信号以及与互感器采集模块21相对应的第二匝数比获得第一互感器单元12的第一匝数比，并基于第一匝数比进行配置处理。匝数比也称为互感器匝数比、绕组匝数比、线圈匝数比、互感器变比等。配置处理可以为在电能计量装置中存储第一匝数比等。第一互感器单元12可以为电压互感器单元或电流互感器单元等。在电能计量装置进行电能计量时，计量模块11可以根据第一互感器单元12获得的第一检测信号以及存储的第一匝数比进行计算，获得与输电线路对应的实际电流或电压值。

在现有技术中，如果电表设备中安装了多个电能计量装置，则需要对每个电能计量装置的第一互感器单元的第一匝数比进行人工核实、配置，工作量大且容易出错。上述实施例中的电能计量装置，可以对用于计量的互感器单元的匝数比进行自动配置，能够简化互感器单元的匝数比配置的操作，避免人为操作带来的错误，保证匝数比配置的正确性，以保证电能计量的准确性。

当外部负载输入到计量模块11中的电流在计量模块11的工作电流范围内时，可以不需要配备相应的第一互感器单元12，计量模块11能够直接接线上电使用，无需再配置第一互感器单元12的第一匝数比。当外部负载输入到计量模块11中的电流大于计量模块11的工作电流范围时，则配备相应的第一互感器单元12，互感器采集模块21可以在现场进行安装使用，能够实现即连即用，可以实现对第一互感器单元12的第一匝数比进行自动配置。

在一个实施例中，互感器采集模块可以有多种实现方式，可以将第二检测信号直接发送给计量模块11，或者，通过通信连接将第二检测信号的检测值信息发送给计量模块11。如图2、5所示，互感器采集模块21包括第二互感器单元23，第二互感器单元23获得与输电线路13相对应的第二检测信号，第二互感器单元23的匝数比为第二匝数比。第二互感器单元23可以为电压互感器单元或电流互感器单元等。第一检测信号和第二检测信号可以均为电流信号或电压信号。

互感器采集模块21包括信号处理单元22，信号处理单元22与第二互感器单元23连接，信号处理单元22接收第二检测信号并获得第二检测信号的检测值信息。信号处理单元22可以采用多种现有的电路获得第二检测信号的检测值信息，第二检测信号的检测值信息可以为电流值或电压值等。

在一个实施例中，如图4所示，计量模块11包括通信单元111，通信单元111与信号处理单元22建立通信连接，通信单元111通过通信连接接收信号处理单元22发送的第二检测信号的检测值信息。通信单元111也可以通过通信连接接收信号处理单元22发送的第二匝数比。

通信单元111可以通过有线或无线的方式与信号处理单元22通信。例如，通信单元111包括第一通信接口，信号处理单元22包括第二通信接口，通过第一通信接口和第二通信接口建立通信连接。第一通信接口和第二通信接口均包括总线接口、无线接口、工业以太网接口中的至少一个。总线接口可以为485总线接口、uart总线接口、can总线接口等，无线接口单元可以为lora接口、蓝牙接口等。

在一个实施例中，信号处理单元22与通信单元111采用握手协议建立通信连接，通信连接可以为多种通信连接，在通信连接建立成功后，信号处理单元22将第二检测信号的检测值信息通过通信连接发送给通信单元111。握手协议可以是现有的多种握手协议或自定义的握手协议。

信号处理单元22发送握手帧，如果接收到通信单元111返回的应答帧，则通信连接建立成功，或者，通信单元111发送握手帧，如果接收到信号处理单元22返回的应答帧，则通信连接建立成功。例如，在信号处理单元22上电时发送握手帧，握手帧包含的信息包括代表设备类型的字段和一串特殊字符等，用于确定身份。如果接收到通信单元111返回的应答帧，则通信连接建立成功。通信单元11在确定基于第一匝数比进行的配置处理完成之后，中断通信连接。

计量模块11包括存储单元113和配置单元112，配置单元112分别与第一互感器单元12、通信单元111和存储单元113连接。配置单元112基于第一检测信号的检测值、第二匝数比和第二检测信号的检测值计算第一匝数比，将第一匝数比存储在存储单元113中。配置单元113确定第一匝数比＝第二检测信号的检测值*第二匝数比/第一检测信号的检测值，即第一匝数比其中，b为第二检测信号的检测值，c2为第二匝数比，a为第一检测信号的检测值。

例如，第一匝数比默认设置为1，存储在存储单元113中。第一互感器单元12获得与输电线路13相对应的第一检测信号，配置单元112接收到第一检测信号，获得第一检测信号的检测值为0.25a。第二互感器单元23获得与输电线路13相对应的第二检测信号，信号处理单元22获得第二检测信号的检测值为2.5a，将第二检测信号的检测值通过通信连接发送给通信单元111，通信单元111将第二检测信号的检测值发送给配置单元112。

第二互感器单元23的第二匝数比为100:1，第二匝数比可以为固定值，预先存入存储单元113中，或者，第二匝数比为变值，信号处理单元22将第二匝数比通过通信连接发送给通信单元111，通信单元111将第二匝数比发送给配置单元112。

配置单元112获得第二检测信号的检测值为2.5a、第一检测信号的检测值为0.25a、第二匝数比为100，配置单元112确定第一匝数比＝第二检测信号的检测值*第二匝数比/第一检测信号的检测值＝2.5*100/0.25＝1000，配置单元112对第一匝数比进行配置，将第一匝数比存储在存储单元113中，实现对外部的第一互感器单元12的第一匝数比的自动配置。

第一匝数比被保存在存储单元113中，存储单元113可以为nandflash、norflash、eeprom等。当计算出第一匝数比之后，将计算出来的第一匝数比写到相应的存储单元地址中。当计量模块11计算电流时，从对应的地址读取相应的第一匝数比即可以进行计量计算。

第一互感器单元12可以包括闭口式互感器等以及相关的电路单元；第二互感器单元23包括钳口互感器等以及相关的电路单元。如图3所示，第一互感器单元12包括闭口式互感器，输电线路13从中间穿过闭口式互感器。闭口式互感器上有两个引脚，输出互感器二次侧的电流到计量模块11进行计量。

第二互感器单元23包括钳口互感器及其采集电路，钳口互感器可以方便现场使用，直接夹在输电线路13上即可。钳口互感器，即钳口型的互感器，可以使在现场配置匝数比时使用方便。钳口互感器可以使用确定匝数比的互感器，例如为100:1。当通信单元111和信号处理单元22进行通信连接时，通信单元111或信号处理单元22发送帧数据进行握手协商，协商成功后配置单元112执行相应地匝数比计算以及配置处理等。

在一个实施例中，如图4所示，计量模块11包括第一显示单元114，第一显示单元114分别与通信单元111和配置单元112连接，用于显示通信连接的状态和配置单元112的执行状态，或者显示通信连接的状态或配置单元112的执行状态。如图5所示，互感器采集模块21包括第二显示单元24，第二显示单元24与信号处理单元22连接，用于显示通信连接的状态。

通信连接的状态包括：建立开始状态、建立成功状态、中断状态、数据发送状态等。配置单元112的执行状态包括：计算匝数比状态、存储匝数比状态等。第一显示单元114和第二显示单元24可以有多种实现方式。例如，第一显示单元114和第二显示单元24可以包括led灯等，可通过指定的led灯的闪烁方式，指示通信连接的状态、配置单元112的执行状态等。

在一个实施例中，本发明提供一种电表设备，包括：如上任一实施例中的电能计量装置。

图6为根据本发明的用于电能计量装置的配置方法的一个实施例的流程示意图，如图6所示：

步骤601，通过第一互感器单元获得与输电线路相对应的第一检测信号。

步骤602，通过互感器采集模块获得与输电线路相对应的第二检测信号。

步骤603，计量模块根据第一检测信号、第二检测信号以及与互感器采集模块相对应的第二匝数比获得第一互感器单元的第一匝数比，并基于所述第一匝数比进行配置处理。

在一个实施例中，通过互感器采集模块获得与输电线路相对应的第二检测信号有多种方式。例如，通过互感器采集模块的第二互感器单元获得第二检测信号，第二互感器单元的匝数比为第二匝数比。通过互感器采集模块的信号处理单元接收第二检测信号并获得第二检测信号的检测值信息。

计量模块的通信单元与信号处理单元建立通信连接，通信单元通过通信连接接收信号处理单元发送的第二检测信号的检测值信息。通信单元通过通信连接接收信号处理单元发送的第二匝数比信息。

信号处理单元与通信单元采用握手协议建立通信连接，在通信连接建立成功后，信号处理单元将第二检测信号的检测值信息通过通信连接发送给通信单元。例如，信号处理单元发送握手帧，如果接收到通信单元返回的应答帧，则通信连接建立成功，或者，通信单元发送握手帧，如果接收到信号处理单元返回的应答帧，则通信连接建立成功。在确定基于第一匝数比进行配置处理完成之后，通信单元中断通信连接。

计量模块的配置单元基于第一检测信号的检测值、第二匝数比和第二检测信号的检测值计算第一匝数比，将第一匝数比存储在计量模块的存储单元中。配置单元确定第一匝数比其中，b为第二检测信号的检测值，c2为第二匝数比，a为第一检测信号的检测值。可以通过计量模块的第一显示单元显示通信连接的状态和配置单元的执行状态，或通过计量模块的第一显示单元显示通信连接的状态或配置单元的执行状态；通过互感器采集模块的第二显示单元显示通信连接的状态。

上述实施例中的电能计量装置、电表设备以及用于电能计量装置的配置方法，可以对电能计量装置所配置的互感器单元的匝数比进行自动配置，能够简化互感器单元的匝数比配置的操作，避免在配置互感器单元的匝数比时，由于操作配置错误而导致的电能计量出现大幅度的偏差，确保电能计量装置配置的互感器单元的匝数比的配置正确，从而确保电能计量的准确性，节约成本和资源。

可能以许多方式来实现本发明的方法和系统。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和系统。用于方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所发明的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。