CN111505374A - 一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置及检测方法，应用于电能表与负控终端，具有互检、自诊断功能的二合一计量装置包括电源接线端子、电能表计量模块、电能表管理模块、负控终端计量模块、负控终端管理模块和标准源输出装置；通过电能表与负控终端的计量模块并联同一套电源接线端子，实现一体化、模块化设计，节省了维护成本，终端免接线，减少了负控终端接线及导致的故障问题；通过对负控终端的计量单元进行周期校准，并通过电能表与负控终端之间的计量数据进行互比，实现了实时的电能表计量误差互检以及诊断功能，当误差超差可主动上报，提高产品的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电能计量领域，尤其涉及一种电能计量装置及检测方法。
背景技术
随着电网的智能化发展，负荷管理终端大量普及。参考图1，目前专变供电模式的计费用户的电能计量方式均采用电能表加终端的方式实现计量与采集。电能表与终端分别具有计量单元，两者之间采用RS485实现通信。设备接线复杂、易出现因接错线导致的工作异常或通讯异常。同时现场为保证电能计量装置的准确、可靠的运行，要依据电能计量装置检验规程要求按电能表类型在固定的周期内采用标准电能校准仪器定期进行现场检验，不仅需要占用大量人力、物力资源，同时现场检验只是在规定时间上进行检测，不能实时对电能表的运行状况进行监测，易导致用电事故。
因此，综合来看，现有技术具有以下缺点：
(1)电能表与负荷管理终端所属两个设备，成本高、体积大、现场接线复杂繁琐；具有两套独立的计量单元，现场应用时，需将电流、电压回路接入两个独立的设备，采用RS485实现互通，同时设备连接复杂、容易接线错误导致通信不正常或不能工作；
(2)电能计量装置的现场校验工作具有固定周期性，不能实时对电能表的运行状况进行监测，易导致用电事故。电能表与负荷管理终端两者之间不能互校，而且负控终端需要接线，才能对电能表的数据进行采集和上传，均不存在核差比对功能。
发明内容
本发明提供了一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置及检测方法，能够克服以上现有技术中的缺陷，实现电能表与负荷管理终端的一体化应用，及实现误差的实时监测及故障上报。
由此本发明提供的一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，应用于电能表与负控终端，包括电源接线端子、电能表计量模块、电能表管理模块、负控终端计量模块、负控终端管理模块和标准源输出装置；
其中，所述电能表计量模块用于实时获取所述电能表计量数据；
所述负控终端计量模块用于实时获取所述负控终端计量数据；
所述电能表计量模块与所述负控终端计量模块的强电信号采样端并联接入所述电源接线端子；
所述电能表管理模块与所述电能表计量模块连接，获取所述电能表计量数据；
所述负控终端管理模块与所述负控终端计量模块连接，获取所述负控终端计量数据；
所述负控终端管理模块与所述电能表管理模块通过SPI总线通讯连接；
所述标准源输出装置用于对所述负控终端的计量单元进行周期校准；
所述负控终端管理模块用于将所述电能表计量数据与所述负控终端计量数据进行互比，获得误差值，并将所述误差值与预设的误差阈值进行对比，判断所述误差值是否超过所述误差阈值。
优选地，具有互检、自诊断功能的二合一计量装置还包括终端远程通信模块，所述终端远程通信模块与所述负控终端管理模块通讯连接；
所述终端远程通信模块用于与主站远程通讯，所述终端远程通信模块用于当所述误差值大于所述误差阈值时，所述终端远程通信模块向所述主站进行上报。
优选地，所述负控终端计量模块与所述电源接线端子之间设有用于电流回路状态切换的继电器。
优选地，具有互检、自诊断功能的二合一计量装置还包括显示模块，所述显示模块与所述负控终端管理模块连接，所述显示模块用于显示所述电能表与所述负控终端的显示界面内容。
优选地，所述负控终端的计量单元包括采样电路、计量芯片及其外围电路。
优选地，具有互检、自诊断功能的二合一计量装置还包括终端下行通信模块，所述终端下行通信模块用于与所述电能表通讯连接。
优选地，所述负控终端和所述电能表均设有485接口，所述负控终端和所述电能表通过485总线连接所述485接口进行有线通讯。
优选地，所述负控终端与所述电能表通过SPI总线进行通讯。
本发明还提供一种基于所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
对负控终端的计量单元进行周期校准；
实时获取电能表和负控终端的计量数据；
通过获取的所述电能表计量数据与所述负控终端计量数据进行比对，获得实时误差值；
判断所述实时误差值是否超出预设误差阈值，若超出所述误差阈值，则上报至主站进行故障提醒。
优选地，所述对负控终端的计量单元进行周期校准具体为标准源输出装置对负控终端的计量单元进行周期校准。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明提供了一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，通过电能表与负控终端的计量模块并联同一套电源接线端子，实现一体化、模块化设计，节省了维护成本，终端免接线，减少了负控终端接线及导致的故障问题；通过对负控终端的计量单元进行周期校准，使得负控终端输出经过校准的计量数据，并通过电能表与负控终端之间的计量数据进行互比，实现了实时的电能表计量误差互检以及诊断功能，当误差超差可主动上报，提高产品的可靠性。
本发明提供了另一种基于具有互检、自诊断功能的二合一计量装置的检测方法与上述计量装置的有益效果一致，在此不再赘述。
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它的附图。
图1为本发明现有技术中的系统框架图；
图2为本发明一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置及检测方法的实施例一的系统框架图；
图3为本发明一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置及检测方法的实施例一和实施例二的原理示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例一提供的一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，参考图2，包括：电源接线端子、电能表计量模块、电能表管理模块、负控终端计量模块、负控终端管理模块、终端远程通信模块、终端下行通信模块、标准源输出装置与显示模块；
其中，电能表计量模块用于实时获取电能表计量数据，负控终端计量模块用于实时获取负控终端计量数据；
在本实施例中，电源接入端子为强电输入端子，电能表计量模块和负控终端计量模块的强电信号采样端并联接入电源接线端子；
可以理解的是，由于两个计量模块分别有独立的计量系统，因此，在并联接入电源接线端子后，不存在采集数据的干扰情况。
进一步地，负控终端计量模块与电源接线端子之间设有用于电流回路状态切换的继电器，可实现终端计量单元校对或更换时，电能计量装置二次回路电流无需短接，其拔出后不影响电能表计量模块正常工作；
需要说明的是，由于本实施例中两个独立的计量模块是共用一套电源接线端子，使得电流是串接到电路，如果使用常规的接线端子直接拔出时，将导致电流回路存在开路的情况，影响电能表计量模块的正常工作。而本实施例通过继电器就可以克服这一缺陷。
其中，电能表管理模块与电能表计量模块连接，通过接收电能表计量模块所采集到的电能表数据，对电能表的存储、时钟等信息进行管理；
负控终端管理模块与负控终端计量模块连接，通过接收负控终端计量模块所采集到的负控终端数据，对负控终端的存储、时钟等信息进行管理；
负控终端管理模块与电能表管理模块通过SPI总线实现数据交互，从而让负控终端管理模块分别获取电能表和负控终端中的计量数据；
负控终端管理模块与显示模块连接，用于控制显示模块分别显示电能表和负控终端的显示界面内容；
需要说明的是，电能表的显示界面内容包括：当前电量、历时电量、变量数据、费率电价、基本参数和告警状态等；
终端的显示界面内容包括：实时数据、参数定值、控制状态、电能表示数、中文信息、购电信息和终端信息等。
终端远程通信模块与负控终端管理模块连接，终端远程通信模块用于与主站远程通讯。
在本实施例中，负控终端管理模块可实现对电能表及负控终端进行异常自诊断；
参考图3，进行自诊断功能具体为，标准源输出装置将电能表与负控终端的计量单元部分互为标准表，用于对负控终端的计量单元进行周期性校准，负控终端输出的计量数据是经过校准输出的，使得负控终端计量模块所采集的计量数据具有参考性，并使得负控终端管理模块获得经过校准后的负控终端计量数据；
其中，负控终端的计量单位包括采样电路(主要为电压采样电路和电流采样电路)、计量芯片及其用于计量的外围电路；负控终端的计量单元可设置计量MCU模块，可单独对负控终端的计量单元进行校表与存储，负控终端计量单元通过计量MCU模块与负控终端管理模块通过SPI总线进行通讯。
需要说明的是，在本实施例中的标准源输出装置为现有技术，其是具有周期性校准要求的，因具有国家认可计量单位进行周期性校准，所以其输出数据具有参考性。如三相标准功率电能表，量程为：电压：3*(57.7～480)V；电流3*(5mA～100A)；准确度：0.01级。
由于负控终端管理模块与电能表管理模块通过SPI总线实现数据交互，从而使得负控终端管理模块可以获取电能表的计量数据，并将电能表的计量数据与负控终端的计量数据进行互比，由于负控终端的计量数据是经过校准输出具有参考的数据，从而能够获取实时误差值；
而在负控终端管理模块预设误差阈值，则负控终端管理模块可以判断是否存在误差超差现象；
当实时获取的误差值大于误差阈值，则负控终端管理模块控制通过终端远程通信模块将异常计量数据上报给主站，进行故障提醒；
当实时获取的误差值小于误差阈值，则重复进行计量数据互比工作。
在本实施例中，通过实时误差进行比对，判断是否存在超差情况，一旦出现异常情况主动上报主站，具有实时性。
进一步地，终端下行通信模块用于与电能表的通讯连接，具体地，负控终端具有下行通讯功能(即抄表功能)，在本实施例中，有两种通讯方式，一是负控终端和电能表均设有485接口，当进行抄表时，电能表与负控终端通过485总线连接两端485接口进行有线通讯；二是负控终端与电能表通过内部的SPI总线进行通讯，实现数据交互。
有线通讯可以通过预留接口实现支持两种方式进行通讯，同时也支持与现场其他独立的电能表进行有线通讯。
实施例二
实施例二提供了一种基于实施例一的计量数据故障检测方法，参考图3，包括以下步骤：
对负控终端的计量单元进行周期校准，使得负控终端输出经过校准的计量数据；
实时获取电能表和负控终端的计量数据；
通过获取的电能表计量数据与负控终端计量数据进行比对，获得实时误差值；
判断实时误差值是否超出预设误差阈值，若超出所述误差阈值，则上报至主站进行故障提醒。
进一步地，对负控终端的计量单元进行周期校准具体为标准源输出装置对负控终端的计量单元进行周期校准。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，应用于电能表与负控终端，其特征在于，包括电源接线端子、电能表计量模块、电能表管理模块、负控终端计量模块、负控终端管理模块和标准源输出装置；
其中，所述电能表计量模块用于实时获取所述电能表计量数据；
所述负控终端计量模块用于实时获取所述负控终端计量数据；
所述电能表计量模块与所述负控终端计量模块的强电信号采样端并联接入所述电源接线端子；
所述电能表管理模块与所述电能表计量模块连接，获取所述电能表计量数据；
所述负控终端管理模块与所述负控终端计量模块连接，获取所述负控终端计量数据；
所述负控终端管理模块与所述电能表管理模块通过SPI总线通讯连接；
所述标准源输出装置用于对所述负控终端的计量单元进行周期校准；
所述负控终端管理模块用于将所述电能表计量数据与所述负控终端计量数据进行互比，获得误差值，并将所述误差值与预设的误差阈值进行对比，判断所述误差值是否超过所述误差阈值。
2.根据权利要求1所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，其特征在于，还包括终端远程通信模块，所述终端远程通信模块与所述负控终端管理模块通讯连接；
所述终端远程通信模块用于与主站远程通讯，所述终端远程通信模块用于当所述误差值大于所述误差阈值时，所述终端远程通信模块向所述主站进行上报。
3.根据权利要求1所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，其特征在于，所述负控终端计量模块与所述电源接线端子之间设有用于电流回路状态切换的继电器。
4.根据权利要求1所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，其特征在于，还包括显示模块，所述显示模块与所述负控终端管理模块连接，所述显示模块用于显示所述电能表与所述负控终端的显示界面内容。
5.根据权利要求1所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，其特征在于，所述负控终端的计量单元包括采样电路、计量芯片及其外围电路。
6.根据权利要求1所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，其特征在于，还包括终端下行通信模块，所述终端下行通信模块用于与所述电能表通讯连接。
7.根据权利要求6所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，其特征在于，所述负控终端和所述电能表均设有485接口，所述负控终端和所述电能表通过485总线连接所述485接口进行有线通讯。
8.根据权利要求7所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置，其特征在于，所述负控终端与所述电能表通过SPI总线进行通讯。
9.一种基于权利要求1-8任一项中所述具有互检、自诊断功能的二合一计量装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
对负控终端的计量单元进行周期校准；
实时获取电能表和负控终端的计量数据；
通过获取的所述电能表计量数据与所述负控终端计量数据进行比对，获得实时误差值；
判断所述实时误差值是否超出预设误差阈值，若超出所述误差阈值，则上报至主站进行故障提醒。
10.根据权利要求9所述检测方法，其特征在于，所述对负控终端的计量单元进行周期校准具体为标准源输出装置对负控终端的计量单元进行周期校准。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200807 |
|
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