自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，包括兩個第二電流互感器、采集模塊、人機交互界面和通信接口，采集模塊、人機交互界面和通信接口與控制單元電連；采集模塊包括四個電壓接線端和三個電流接線端，其中三個電壓接線端分別與兩個電壓互感器二次回路的第一、第二和第三電壓輸出端連接，另外一個電壓接線端與兩個電壓互感器的接地端連接；采集模塊的其中兩個電流接線端分別經兩個第二電流互感器與電能表中兩個第一電流互感器的第一電流輸出端和第二電流輸出端互感，另外一個電流接線端與兩個第二電流互感器的接地端電連。本實用新型的有益效果在于：測量參數少，電路結構簡單，判別效率高，適合推廣使用。
【專利說明】
自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表
技術領域
[0001] 本實用新型涉及電氣測量技術領域，尤其涉及一種自動判別三相三線電能表接線 方式的智能儀表。
【背景技術】
[0002] 10kV高壓電能計量裝置包括兩臺電壓互感器TV;兩臺電流互感器TA;電能表及二 次連線。電能表的接線正確與否與TV、TA的極性，二次連線的走向有關。
[0003] 我國配電網的中、大型用電戶有功電能計量采取如圖1所示的接線方式，需同時配 接兩臺TV、兩臺ΤΑ。接線方式< ;7-4〈 ；64記為：，每個連線符號內表明一 1 5 a c 組驅動元件上配對的電壓與電流相量。電能表電壓輸入端2、4、6分別接向TV二次輸出端a、 b、c，其中4端接向接地點b，為地電位。電能表電流輸入端是1、3、5、7，&從1端流進，從3端流 出，使Α = 從5端流進，從7端流出，使A =人./)64超前士4，超前'為正相序。其正 確相量圖如圖2所示。
[0004] 如圖3所示，電能表接線現場可能將TV、TA同名端及二次連線接錯，使電能計量錯 亂。TV二次同名端有4種接線;二次a、b、c三根線拉線過程中交叉有6種情況;TA二次有8種接 線;結果演變出的4 X 6 X 8= 192種接線。如果再考慮感性負載與容性負載的相量圖不同，則 可畫出384種相量圖。
[0005] 這192種接線每種都能從中找到與之相量圖完全反相的另一種，兩者所計功率、更 正系數、相序均相同，TV、TA外部二次接法和走向也相同，唯一不同的是TV、TA二次線圈的極 性完全相反，如表1所列，現場工作中可以認定為是同一種接線。
[0006] 表1每組組合中所有信號反相的接線舉例(兩者屬于同一種）
[0008] 如表1中的第4組，其中左接線〈^ ^和右接線(屬 lc -a ' \ %； 于同一種接線方法。
[0009] 目前與判別三相三線有功電能表錯誤接線有關的專利與設備有：
[0010] ⑴"一種三相電能表現場檢測裝置及檢測方法"，專利號：201510197874.5。該專 利用于電力部門對新購、新裝及現場電能表進行全面誤差檢測，結構原理均較復雜。用到了 三相全電子式程控電源、測量模塊和控制計算機。要將被檢電能表裝在掛表架上進行檢測， 三相全電子式程控電源的輸出還要疊加到現場負荷上，不完全是現場實用環境下的應用。 [0011] (2) "電能表在線檢測方法"，專利號：201110165040.8。這個實用新型適用于現場 校驗、定檢及事故表校驗工作。被測電能表的接線與標準電能表的接線完全相同，前者接線 錯后者跟著錯，是在忽視接線方式的情況下，僅校驗表本身的誤差，而不是檢查整個電能計 量裝置的接線。
[0012] (3)近10多年來電力部門常用來檢測電能表的設備還有"三相電能表現場校驗 儀"，其功能多，測量的參數多，顯示內容多而美觀，成本就高。但只能判別出較為簡單的48 種接線方式，是圖3中最左一列第一種(TV同名端TVI、TVn全正)與中間6種電壓二次線及右 邊8種電流二次線相組合的48種。這種校驗儀的主要功能是校驗電能表的測量準確性，而不 是判別接線錯誤，對TV二次極性接反不能正確判斷。 【實用新型內容】
[0013]本實用新型的目的是針對以上不足之處，提供了一種自動判別192種三相三線電 能表接線方式的智能儀表，實現自動判別接線方式，判別效率高，能實現接線方式的準確的 判別。
[0014] 本實用新型解決技術問題所采用的方案是:一種自動判別三相三線電能表接線方 式的智能儀表，用電戶的用電參數經兩個電壓互感器和兩個第一電流互感器與所述電能表 以三相三線制配合連接，所述智能儀表包括兩個第二電流互感器、用于采集電能表輸入電 壓電流相位差的采集模塊、人機交互界面和通信接口，所述采集模塊、人機交互界面和通信 接口與一控制單元電連;所述采集模塊包括四個電壓接線端和三個電流接線端，其中三個 電壓接線端分別與電能表中兩個電壓互感器二次回路的第一電壓輸出端、第二電壓輸出端 和第三電壓輸出端連接，另外一個電壓接線端與兩個電壓互感器的接地端連接;采集模塊 的其中兩個電流接線端分別經兩個第二電流互感器與電能表中兩個第一電流互感器的第 一電流輸出端和第二電流輸出端互感，另外一個電流接線端與兩個第二電流互感器的接地 端電連。
[0015] 進一步的，所述電能表包括三個電壓端和四個電流端，三個電壓端分別與兩個電 壓互感器二次回路的第一電壓輸出端、第二電壓輸出端和第三電壓輸出端電連；四個電流 端分別為第一電流端、第二電流端、第三電流端和第四電流端，兩個第一電流互感器的第一 電流輸出端和第二電流輸出端分別與電能表的第一電流端和第三電流端連接，兩個第一電 流互感器的接地端分別與第二電流端和第四電流端連接。
[0016] 進一步的，所述采集模塊還包括依次連接的信號調理電路、采樣保持器、多路選擇 開關、模數轉換器，所述信號調理電路的輸入端與電壓接線端和第二電流互感器電連。
[0017] 進一步的，所述信號調理電路由衰減電路、整形電路和放大電路依次連接組成。
[0018] 進一步的，所述人機交互界面由鍵盤輸入模塊和顯示界面組成，顯示界面為液晶 顯示屏。
[0019] 進一步的，所述通信接口由以太網接口、串行接口和CAN總線接口組成。進一步的， 所述控制單元還電連有一用于燈光提醒電壓互感器是否存在單個反接的指示燈。
[0020] 與現有技術相比，本實用新型有以下有益效果:本實用新型通過采集模塊采集電 能表的4個輸入相位差，通過控制單元進行比較，依次分別得出電壓接線和電流接線方式， 然后建立電壓接線和電流接線之間的關系，快速判別電能表的接線方式。本實用新型所采 用的智能儀表，成本低，體積小，重量輕，極易攜帶。
【附圖說明】
[0021 ]下面結合附圖對本實用新型專利進一步說明。
[0022]圖1為現有三相三線10kV有功電能計量裝置的正確接線圖。
[0023]圖2為現有三相三線10kV有功電能計量裝置的相位關系圖。
[0024]圖3為現有三相三線有功電能計量裝置的接線方式全圖。
[0025] 圖4智能儀表與現場電能表的接線示意圖
[0026] 圖5本實用新型智能儀表的電路框圖。
[0027] 圖6為本實用新型智能儀表的采樣模塊電路框圖。
[0028] 圖7為本實用新型智能儀表的控制單元電路框圖。
[0029] 圖8為本實用新型智能儀表的外部結構示意圖。
[0030] 圖8中：1-殼體;2-接線端;3-指示燈;4-液晶顯示屏，5-鍵盤，6-通信接口。
【具體實施方式】
[0031] 下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0032]如圖1~7所示，本實用新型實施例提供一種自動判別三相三線電能表接線方式的 智能儀表，用電戶的用電參數經兩個電壓互感器和兩個第一電流互感器與所述電能表以三 相三線制配合連接，所述智能儀表包括兩個第二電流互感器、用于采集電能表輸入電壓電 流相位差的采集模塊、人機交互界面和通信接口，所述采集模塊、人機交互界面和通信接口 與一控制單元電連;所述采集模塊包括四個電壓接線端和三個電流接線端，其中三個電壓 接線端分別與電能表中兩個電壓互感器二次回路的第一電壓輸出端、第二電壓輸出端和第 三電壓輸出端連接，另外一個電壓接線端與兩個電壓互感器的接地端連接;采集模塊的其 中兩個電流接線端分別經兩個第二電流互感器與電能表中兩個第一電流互感器的第一電 流輸出端和第二電流輸出端互感，另外一個電流接線端與兩個第二電流互感器的接地端電 連。
[0033]在本實施例中，所述電能表包括三個電壓端和四個電流端，三個電壓端分別與兩 個電壓互感器二次回路的第一電壓輸出端、第二電壓輸出端和第三電壓輸出端電連；四個 電流端分別為第一電流端、第二電流端、第三電流端和第四電流端，兩個第一電流互感器 的第一電流輸出端和第二電流輸出端分別與電能表的第一電流端和第三電流端連接，兩個 第一電流互感器的接地端分別與第二電流端和第四電流端連接。
[0034]在本實施例中，所述采集模塊還包括依次連接的信號調理電路、采樣保持器、多路 選擇開關、模數轉換器，所述信號調理電路的輸入端與電壓接線端和第二電流互感器電連。 [0035]在本實施例中，所述信號調理電路由衰減電路、整形電路和放大電路依次連接組 成。
[0036] 在本實施例中，所述人機交互界面由鍵盤輸入模塊和顯示界面組成，顯示界面為 液晶顯示屏。
[0037]在本實施例中，所述通信接口由以太網接口、串行接口和CAN總線接口組成。
[0038] 在本實施例中，所述控制單元還電連有一用于燈光提醒電壓互感器是否存在單個 反接的指示燈3。
[0039] 如圖8所示，所述智能儀表還包括一方形的殼體1，所述采集模塊、控制單元容置一 殼體1內，并且所述采集模塊接線端2,接線端2包括的電壓接線端和電流接線端延伸設置于 殼體的側面，所述鍵盤輸入模塊中的鍵盤5和顯示界面的液晶顯示屏4設置一殼體1的上面 板上，所述殼體1上面板上還開設有一槽口，所述指示燈3設置于所述槽口內，所述通信接口 6設置于殼體的側面。
[0040] 下面通過本實施例的具體實施過程對本實用新型做進一步的解釋說明。
[0041 ] 具體實施過程：
[0042] 如圖1所示，兩個電壓互感器TV分別為TVI和TVII，兩個電流互感器分別為TAI和 TAII;所述電能表包括三個電壓端和四個電流端，其中三個電壓端用2、4、6(其中4端接地） 表示，2、4、6分別與兩個電壓互感器二次回路的第一電壓輸出端、第二電壓輸出端和第三電 壓輸出端電連；四個電流端的第一電流端、第二電流端、第三電流端和第四電流端分別用1、 3、5、7(其中3、7端接地)表示。用電戶的用電參數經兩個電壓互感器和兩個第一電流互感器 與所述電能表以三相三線制配合連接，電能表的進線電流力從第一電流端流進，第二電流端 流出，使s電流表的進行電流々從第三電流端流進，第四電流端流出，使4 = 4 d其中4 和為線電流，智能儀表自帶的兩個第二電流互感器分別將無相移衰減后接進智能儀 表，智能儀表的另一個電流接線端接地。智能儀表的三個電壓接線端分別與電能表的2、4、6 相連，另一個電壓接線端接電能表中TV的接地端。
[0043] 本實用新型所述電能表的第一電壓輸入端至第二電壓輸入端的電壓為t>24，第三 電壓輸入端至第二電壓輸入端的電壓為ε>: 64;第二電壓輸入端至電壓互感器τν的接地端的 電壓為t>4();設定電能表輸入智能儀表的電壓c> 24為玟，為成，^^為^，通過智能儀表 測量四個相位差:乂4滯后?24的相位差知、匕滯后汝 24的相位汍3、/t滯后匕的相位差 ^^和義滯后的政24相位差;通過智能儀表對四個相位差進行分析，得到電壓電流之間的 相位關系，得到該三相三線電能表的接線方式。
[0044] 本實用新型提供的一種自動判別三相三線電能表的智能儀器，結構簡單，通過采 集模塊判別電能表輸入的電壓和電流的相位關系，從而判別得到相應的電壓電流接法，判 別效率高。
[0045] 本實用新型提供的上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優點進行 了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以 限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等， 均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，用電戶的用電參數經兩個電壓 互感器和兩個第一電流互感器與所述電能表以三相三線制配合連接，其特征在于:所述智 能儀表包括兩個第二電流互感器、用于采集電能表輸入電壓電流相位差的采集模塊、人機 交互界面和通信接口，所述采集模塊、人機交互界面和通信接口與一控制單元電連;所述采 集模塊包括四個電壓接線端和三個電流接線端，其中三個電壓接線端分別與電能表中兩個 電壓互感器二次回路的第一電壓輸出端、第二電壓輸出端和第三電壓輸出端連接，另外一 個電壓接線端與兩個電壓互感器的接地端連接;采集模塊的其中兩個電流接線端分別經兩 個第二電流互感器與電能表中兩個第一電流互感器的第一電流輸出端和第二電流輸出端 互感，另外一個電流接線端與兩個第二電流互感器的接地端電連。2. 根據權利要求1所述的一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，其特征 在于:所述電能表包括三個電壓端和四個電流端，三個電壓端分別與兩個電壓互感器二次 回路的第一電壓輸出端、第二電壓輸出端和第三電壓輸出端電連；四個電流端分別為第一 電流端、第二電流端、第三電流端和第四電流端，兩個第一電流互感器的第一電流輸出端和 第二電流輸出端分別與電能表的第一電流端和第三電流端連接，兩個第一電流互感器的接 地端分別與第二電流端和第四電流端連接。3. 根據權利要求1所述的一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，其特征 在于:所述采集模塊還包括依次連接的信號調理電路、采樣保持器、多路選擇開關、模數轉 換器，所述信號調理電路的輸入端與電壓接線端和第二電流互感器電連。4. 根據權利要求3所述的一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，其特征 在于:所述信號調理電路由衰減電路、整形電路和放大電路依次連接組成。5. 根據權利要求1所述的一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，其特征 在于:所述人機交互界面由鍵盤輸入模塊和顯示界面組成，顯示界面為液晶顯示屏。6. 根據權利要求1所述的一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，其特征 在于:所述通信接口由以太網接口、串行接口和CAN總線接口組成。7. 根據權利要求1所述的一種自動判別三相三線電能表接線方式的智能儀表，其特征 在于:所述控制單元還電連有一用于燈光提醒電壓互感器是否存在單個反接的指示燈。
【文檔編號】G01R35/04GK205679721SQ201620512663
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月30日 公開號201620512663.6, CN 201620512663, CN 205679721 U, CN 205679721U, CN-U-205679721, CN201620512663, CN201620512663.6, CN205679721 U, CN205679721U
【發明人】吳安嵐, 尤曉萍
【申請人】廈門大學嘉庚學院