三相电能表检验仪及其上电工作方法与流程

本发明属于电能表检验仪的，具体涉及一种三相电能表检验仪及其上电工作方法。

背景技术：

1、电能质量是指供电系统的电压、频率和波形符合既定规范的程度，同时也是指通过公用电网供给用户端的交流电能的品质，电能质量直接影响电气设备的性能指标，从而影响电能计量的准确性。随着各种新兴能源如光伏发电、风力发电等的并网接入，以及各种电力电子负荷的增加，新兴能源接入电网的电能质量是否满足相应的性能指标，仍然需要实时分析和监测。

2、现有技术常见的电能表可实现常规的电量计量结算功能，但还无法实现实时监测与分析电能质量的功能。对电能质量进行实时监测与分析，传统的方法需要借助专门的电能质量监测设备，但这种方法可靠性较低，使用时存在不便，并且会占用较多的资源(如使用空间、独立的程序控制)，因此导致成本较高；而对于电能表的现场检验，传统的方法也需要借助电能表检验设备进行，因此在使用上存在不便，而现有技术的电能表尚无法实现同时完成电能质量监测和电能表现场检验的功能。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三相电能表检验仪及其上电工作方法，其同时集成电能表现场检验、电能质量监测功能，可实现同时完成电能质量监测和电能表的检验，从而提高工作效率并节约人力成本。

2、本发明的目的通过以下技术方案实现：

3、一种三相电能表检验仪，包括两两电性相连的电能计量模组、电能质量模组以及管理模组以及管理模组；

4、所述电能计量模组，接收被测电能表的计量原始数据，进行电能误差计算，计算的电能误差及计量原始数据信息发送给管理模组；

5、所述电能质量模组，向电能计量模组请求计量原始数据，进行电能质量分析，分析的电能质量信息发送给管理模组；

6、所述管理模组，用于对接收的所述电能误差、计量原始数据以及电能质量信息进行控制处理，同步显示。

7、进一步的，所述电能计量模组与电能表检验仪设计为一体，电能计量模组包括电压采样电路、电流采样电路、模数转换器以及电能计量芯片，计量模组中的电能计量芯片选用atm90e26。

8、进一步的，所述管理模组包括数据处理单元、通信单元、显示单元、存储单元、控制单元，具有数据路由分发和软件在线升级功能，负责电能表现检验仪的数据管理、模组管理以及模组之间的数据交互，所述管理模块与电能表检验仪通过插接件实现连接，管理模组的数据处理单元选用stm32f407vet6，存储单元选用w25q128芯片进行数据存储。

9、进一步的，所述电能质量模组包括电能质量分析专用cpu、连接器；所述电能质量模块与电能表检验仪通过插接件实现连接；

10、所述电能质量分析专用cpu，用于处理和计算所接收计量原始数据；

11、所述连接器，用于连接电能计量模组、管理模组以及电能质量分析专用cpu，还用于抄读电量计量模组的计量原始数据。

12、进一步的，所述电能质量模组还包括jtag接口，所述电能质量分析专用cpu具有jtag模块，jtag接口与jtag模块电性连接，jtag接口用于对电能质量模组进行编程调试，同时用于对电能表进行在线调试和故障诊断。

13、进一步的，所述电能质量模组还包括缓冲器，所述缓冲器电性连接在连接器和电能质量分析专用cpu之间的数据总线上，用于减少电能质量分析专用cpu与电能计量模组之间的相互干扰。

14、进一步的，所述电能质量模组还包括esd保护电路，所述esd保护电路并联在缓冲器与连接器之间，用于防止静电放电对电能质量模组造成损害。

15、进一步的，所述电能质量模组还包括电源模块，所述电源模块电性连接于连接器和电能质量分析专用cpu之间，用于接收连接器输入的5v电源，进而将接收的5v电源转换成电能质量分析专用cpu所需的电源，并为所述电能质量专用cpu供电。

16、进一步的，所述电能质量模组还包括状态指示灯，所述电能质量分析专用cpu具有gpio模块，所述状态指示灯与gpio模块电性连接，gpio模块控制状态指示灯的发光或亮灭情况，状态指示灯用于指示电能质量模组的运行状态和工作情况。

17、进一步的，所述电能质量分析专用cpu采用arm9内核和片上外设集成一体的芯片，所述片上外设包括dma模块、中断模块、jtag模块、pll模块、实时时钟模块、ddr模块、通用串口模块、spi模块、gpio模块、定时器模块、看门狗模块以及flash模块；

18、所述ddr模块是电能质量模组的动态存储器，用于存放操作系统程序、应用程序和临时数据；

19、所述flash模块用于掉电存储操作系统和应用程序代码以及模组配置信息。

20、进一步的，所述电能质量数据包括电压偏差、频率偏差、电压波动、闪变、谐波电压含有率、谐波电流含有率、电压总谐波畸变率、电流总谐波畸变率、谐波相角、谐波功率、间谐波电压含有率、间谐波电流含有率、间谐波电流有效值、电压暂降、电压暂升、短时中断以及触发记录的有效值数据。

21、一种三相电能表检验仪上电工作方法，包括如下步骤：

22、s1、管理模组上电并稳定后，自动检测并确定电能质量模组是否接入；

23、s2、管理模组确认模组接入后，等待3秒，读取模组中的电能表检验仪模组列表，确认模组类型，如果给出正确应答，则继续后续步骤；如果模组未能给出正确应答，则管理模组再次读取模组中的电能表检验仪模组列表，最多读三次，如果三次均失败，则通过/rst引脚复位模组；

24、s3、确认模组类型是电能质量模组后，管理模组更新电能表检验仪模组列表中内容，并与之前逻辑设备进行比对，如此次为新插入电能质量模组或更换电能质量模组，则记录通信模组变更事件记录，并根据上报标识确认是否需要进行上报该事件；

25、s4、电能质量模组访问管理模组时，管理模组根据安全模式参数，判断所需数据的权限，电能质量模组根据需要决定是否需要读取管理模组的安全模式参数；

26、s5、管理模组同步电能计量模组时钟后，对电能质量模组进行校时；

27、s6、电能质量模组向电能计量模组请求计量原始数据，并将分析的电能质量数据发送给管理模组，由管理模组对当前状态进行同步显示。

28、本发明具有如下有益效果：

29、1、本发明三相电能表检验仪主要由两两电性连接的电能计量模组、电能质量模组、管理模组组成，这三个模组可以协同工作，可用于同时完成电能误差测量(电能计量测量)和电能质量监测的功能。电参量进入电能计量模组中，利用电能计量模组接收被测电能表的计量原始数据，进而计算电能误差，利用电能质量模组对接收的计量原始数据进行电能质量分析，进而将电能质量信息发送至管理模组，利用管理模组对接收的电能误差、计量原始数据以及电能质量信息进行处理和分析，管理模组最终将该接收的电参量信息发送至显示模块进行显示，以达到准确计算电能误差、分析电能质量的功能。相比于现有技术需要携带电能质量监测设备和电能计量设备(传统的表检测仪)，进行电能质量监测和电能计量监测的功能，本发明将电能质量模组、电能计量模组集成在同一电能表检测仪上，以替代体积较大的电能质量设备和电能计量设备，因此具有便于携带的功能，同时在使用时可同时进行电能计量测量和电能质量监测，故可提高工作效果，并且节约人工成本。

30、2、本发明的无线钳式三相电能表检验仪的电能质量模组采用集成电路设计，集成度高，提高了产品的可靠性，降低了成本同时也节省了电路板的空间。

31、3、本发明的电能质量模组体积小、功耗低、结构和功能独立，与电能表检验仪进行插拔连接，后期可根据不同应用场景在电能表检验仪上配置不同模块，使得电能表检验仪的功能更加智能化。

32、4、本发明通过采用三相电能表检验仪的上电工作方法，在管理模组上电稳定后，首先接入电能质量模组，并利用管理模组检查电能质量模组是否良好上电并正常运行，进而利用管理模组更新电能表检验仪模组列表中的内容，并与之逻辑设备进行比较；在利用电能质量模组访问管理模组，以根据实际判断是否进行数据互传，同时使两者的时钟同步，最终，电能质量模组向电能计量模组请求计量原始数据，并将分析的电能质量数据发送给管理模组，由管理模组对当前状态进行同步显示。该上电工作方法相比于现有技术采用独立的电能计量设备和/或电能质量设备共同使用，并且在两者之间搭建线路进行相应的上电工作操作，本发明的上电工作方法具有工作高效和节约人工成本的作用。