CN211402702U - 一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，它包括中央处理器、计量电路和虚负荷电路等；所述计量电路根据所述电流信号和所述电压信号输出标准电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；所述虚负荷电路用于生成虚负荷电流并传输至待测电能表；所述脉冲输入输出电路一端连接待测电能表，另一端连接所述中央处理器，用于采集待测电能表输出的待测电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；所述中央处理器，根据所述待测电能脉冲信号和所述标准电能脉冲信号的一致性输出校验结果。本实用新型在用户电流过小及无电能消耗的情况下，利用虚负荷电路向待测电能表的火线出线端输出虚负荷信号，辅助电能表校验工作。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电能表现场校验设备，具体的说，涉及了一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪。
背景技术
电能作为电力系统中的一种产物，存在供需关系且具备商品性。伴随着电能的销售和使用，需要对其经济核算，因此需要利用电能计量装置对生产和消耗的电能进行计量；实际应用中，通常采用电能表作为电能计量装置。随着电力行业的迅猛发展，电能表安装数量不断增加。
但现场运行中的电能表存在计量误差等诸多故障，严重影响了电能表计量的准确性，使得供用电双方的经济利益关系不再公平对等。因此，对电能表进行校验是十分必要的。
目前，电能表校验多为现场校验，现场校验存在不可避免的问题：用户电流过小甚至无电流，此时进行电能表现场校验将导致校验结果的准确性严重降低。
为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，包括中央处理器、计量电路、电流采样电路、电压采样电路、脉冲输入输出电路和虚负荷电路；
所述电流采样电路的输入端卡在市电火线上，输出端连接所述计量电路，用以采集待测电能表进线端的电流信号并传输至所述计量电路；
所述电压采样电路的输入端连接待测电能表进线端，输出端连接所述计量电路，用以采集待测电能表进线端的电压信号并传输至所述计量电路；
所述计量电路，连接所述中央处理器，用于根据所述电流信号和所述电压信号输出标准电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；
所述虚负荷电路的输入端连接市电，输出端连接待测电能表的火线出线端，用于生成虚负荷电流并传输至待测电能表；
所述脉冲输入输出电路一端连接待测电能表，另一端连接所述中央处理器，用于采集待测电能表输出的待测电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；
所述中央处理器，根据所述待测电能脉冲信号和所述标准电能脉冲信号的一致性输出校验结果。
本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供了一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，在用户电流过小及无电能消耗的情况下，利用虚负荷电路向待测电能表的火线出线端输出虚负荷信号，辅助电能表校验工作，不但提高了单相电能表现场校验仪的校验精度，同时拓展了单相电能表现场校验仪的适用范围。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的虚负荷电路的电路示意图。
图3是本实用新型的电压采样电路的电路示意图。
图4是本实用新型的电流采样电路的电路示意图。
图5是本实用新型的脉冲输入输出电路的电路示意图。
图6是本实用新型的校验接线图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
如附图1所示，一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，它包括中央处理器、计量电路、电流采样电路、电压采样电路、脉冲输入输出电路和虚负荷电路；所述电流采样电路的输入端卡在市电火线上，输出端连接所述计量电路，用以采集待测电能表进线端的电流信号并传输至所述计量电路；所述电压采样电路的输入端连接待测电能表进线端，输出端连接所述计量电路，用以采集待测电能表进线端的电压信号并传输至所述计量电路；所述计量电路，连接所述中央处理器，用于根据所述电流信号和所述电压信号输出标准电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；所述虚负荷电路的输入端连接市电，输出端连接待测电能表的火线出线端，用于生成虚负荷电流并传输至待测电能表；所述脉冲输入输出电路一端连接待测电能表，另一端连接所述中央处理器，用于采集待测电能表输出的待测电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；所述中央处理器，根据所述待测电能脉冲信号和所述标准电能脉冲信号的一致性输出校验结果。
本实施例中，所述中央处理器、计量电路、电流采样电路、电压采样电路、脉冲输入输出电路和虚负荷电路设置在壳体内。如附图6所示，所述壳体上设置电压采样输入高端（红色）、电压采样输入低端（黑色）、虚负荷电流输出端（绿色）和电流采样输入端四个端子；校验时，所述电压采样输入高端（红色）一端连接壳体内电压采样电路的L端，另一端通过带鳄鱼夹线缆接入单相电能表火线进线端；所述电压采样输入低端（黑色）的一端连接壳体内电压采样电路的N端，另一端连接通过带鳄鱼夹线缆接入单相电能表零线进线端；所述虚负荷电流输出端（绿色）的一端连接壳体内虚负荷电路的输出端，另一端连接通过带鳄鱼夹线缆接入单相电能表火线出线端；所述电流采样输入端的一端连接壳体内电流采样电路的输入端，另一端通过钳形互感器卡在市电L相电力线上。
校验时，在正常情况下：本实用新型通过电流采样电路采集待测电能表进线端的电流信号，通过电压采样电路采集待测电能表进线端的电压信号，并分别传输计量电路；所述计量电路根据所述电压信号和所述电流信号计算出标准电能脉冲信号，并传输至中央处理器；所述脉冲输入输出电路采集待测电能表输出的待测电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；所述中央处理器对所述待测电能脉冲信号和所述标准电能脉冲信号进行比较，并将比较结果作为校验结果。
在用户端无电流时，电能表不走字且没有脉冲输出；在用户端电流较小时，电能表走字较慢，脉冲输出频率较低。此时，本实用新型利用虚负荷电路向待测电能表的火线出线端输入虚负荷电流，使得待测电能表能够走字或者加快走字速度，辅助电能表校验工作的进行。
如附图2所示，所述虚负荷电路包括变压器T1、热敏电阻RT1和保险管FU1；所述变压器T1一次侧的一端1和二次侧的一端4分别连接所述热敏电阻RT1的一端，所述热敏电阻RT1的另一端连接至市电L端；所述变压器T1一次侧的另一端2连接至市电N端，所述变压器T1二次侧的另一端3连接所述保险管FU1的一端，所述保险管FU1的另一端作为该虚负荷电路的输出端。虚负荷电路输出端连接电能表火线出线端以产生5A左右的虚负荷电流，用于在用户电流过小或无电流的情况下进行快速、准确的计量及误差校验。
本实施例中，所述中央处理器还连接有操作键盘、液晶屏、存储芯片和USB通信接口电路；所述操作键盘，用以进行参数输入；所述液晶屏，用以输出并展示校验结果；所述存储芯片，用以存储校验结果；所述USB通信接口电路，用以与外部设备进行数据交互。
优选的，所述中央处理器采用cortex-M4内核单片机，型号为STM32F407VGT6；所述存储芯片可以采用SD卡；所述液晶屏的型号可以为RF32286。
本实施例中，所述计量电路包括电能计量芯片及外围电路，其中，所述电能计量芯片可以采用ADE7878或ADE9078，用以接收所述电压信号和所述电流信号，并具有根据电压信号和电流信号输出电能脉冲信号的功能，为本领域技术人员知晓的现有技术，在此不再详述。此外，所述电能计量芯片还可以将电压、电流、功率、频率等参数测量值传输至中央处理器，所述中央处理器驱动液晶屏显示这些值。
本实施例中，所述中央处理器还连接电源管理电路，所述电源管理电路包括锂电池、充电电路及辅助控制电路，用以分别为中央处理器、计量电路、电流采样电路、电压采样电路、脉冲输入输出电路和虚负荷电路供电。其中，充电电路及辅助控制电路为本领域技术人员知晓的现有技术，在此不再详述。
实施例2
本实施例分别给出了一种电流采样电路和电压采样电路的具体实施方式。
如附图4所示，所述电流采样电路包括钳形互感器和采样支路；所述采样支路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一电阻R1和运算放大器U1；所述电流采样电路输入端分别连接第一二极管D1的阴极、第二二极管D2的阳极、第一电阻R1的一端和所述运算放大器U1的一输入端，所述第一二极管D1的阳极、所述第二二极管D2的阴极和所述第一电阻R1的另一端分别接地；所述运算放大器U1的另一输入端连接所述运算放大器U1输出端，所述运算放大器U1输出端连接所述计量电路的输入引脚。所述采样支路的输入端连接钳形互感器接口，所述钳形互感器卡在电力线上，用于实时采集待测电能表进线端的电流信号，并传输至计量电路，为待测电能表校验工作做准备。
本实施例中，所述电流采样电路还包括电流补偿电路，所述电流补偿电路连接所述钳形互感器，用以对所述钳形互感器采集到的电流信号进行补偿，以提高电流信号的检测精度，从而提高校验结果的准确度。
如附图4所示，所述电流补偿电路包括运算放大器U2、三极管Q1、三极管Q2、二极管D3和二极管D4等；且所述电流补偿电路的连接端子1和连接端子2连接在航空插头的一端，所述电流补偿电路的连接端子3和所述采样支路的连接端子5连接在航空插头的一端，所述航空插头的另一端连接所述钳形互感器。
如附图3所示，所述电压采样电路包括电流互感器CT、第一磁珠FB1、第二磁珠FB2、第二电阻Re、第三电阻Rs、二极管组串Ⅰ和二极管组串Ⅱ；其中，所述电压采样电路的第一输入端依次经所述第一磁珠FB1和所述第二电阻Re连接所述电流互感器CT一次侧的一端，所述电压采样电路的第二输入端经所述第二磁珠FB2连接所述电流互感器CT一次侧的另一端；所述电流互感器二次侧的两端分别连接所述计量电路的输入引脚Up和Un；且所述第三电阻Rs、所述二极管组串Ⅰ和所述二极管组串Ⅱ并联连接在所述电流互感器CT二次侧的两端之间。所述电压采样电路的第一输入端连接电压采样输入高端（红色），所述电压采样输入高端（红色）连接市电的火线；所述电压采样电路的第二输入端连接电压采样输入低端（黑色），所述电压采样输入低端（黑色）连接市电的零线；用于实时采集待测电能表进线端的电压信号，并传输计量电路，为待测电能表校验工作做准备。
其中，二极管组串Ⅰ包括串联连接的二极管D5和二极管D7，二极管D5的阴极连接所述电流互感器的二次侧高端和计量电路的输入引脚Up，二极管D5的阳极连接二极管D7的阴极，二极管D7的阳极连接所述电流互感器的二次侧低端和计量电路的输入引脚Un；二极管组串Ⅱ包括串联连接的二极管D6和二极管D8，二极管D6的阳极连接所述电流互感器的二次侧高端和计量电路的输入引脚Up，二极管D6的阴极连接二极管D8的阳极，二极管D8的阴极连接所述电流互感器的二次侧低端和计量电路的输入引脚Un。
本实施例中，所述电压采样电路和所述虚负荷电路共用一个输入端接口，即市电接口。
实施例3
本实施例给出了一种脉冲输入输出电路的具体实施方式。
如附图5，所述脉冲输入输出电路包括脉冲输入电路和脉冲输出电路，其中，所述脉冲输入电路用以采集待测电能表输出的待测电能脉冲信号并传输至所述中央处理器，所述脉冲输出电路用以输出脉冲信号，以便对单相电能表现场校验仪进行校验。
本实施例中，所述脉冲输入电路包括三极管Q5、二极管D11、二极管D12、二极管D13和热敏电阻RT3等；所述三极管Q5的基极依次经二极管D12、二极管D13和电阻R26连接二极管D13的阳极，二极管D13的阴极通过热敏电阻RT3连接接线端子J3；所述三极管Q5的发射极接地，所述二极管D11的阴极通过电阻R23接地，二极管D12通过电容C8接地；所述三极管Q5的集电极连接所述中央处理器的输入引脚；二极管D13的阳极还通过电阻R22和电阻R21接地。其中，接线端子J3连接待测电能表的脉冲输出端，待测电能表输出的待测电能脉冲信号通过所述脉冲输入电路传输至所述中央处理器的引脚，为待测电能表校验工作做准备。
本实施例中，所述脉冲输出电路包括三极管Q6、二极管D10、电阻R24和电阻R25，所述三极管Q6的基极连接所述中央处理器的输出引脚，所述三极管Q6的发射极接地，所述三极管Q6的集电极通过电阻R24连接V485端；所述三极管Q6的发射极还连接二极管D10的阳极，二极管D10的阴极分别连接电阻R24和接线端子J3。需要对该内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪校验时，所述中央处理器可以通过所述脉冲输出电路输出预设脉冲信号，为单相电能表现场校验仪的校验做准备。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (10)
1.一种内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：包括中央处理器、计量电路、电流采样电路、电压采样电路、脉冲输入输出电路和虚负荷电路；
所述电流采样电路的输入端卡在市电火线上，输出端连接所述计量电路，用以采集待测电能表进线端的电流信号并传输至所述计量电路；
所述电压采样电路的输入端连接待测电能表进线端，输出端连接所述计量电路，用以采集待测电能表进线端的电压信号并传输至所述计量电路；
所述计量电路，连接所述中央处理器，用于根据所述电流信号和所述电压信号输出标准电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；
所述虚负荷电路的输入端连接市电，输出端连接待测电能表的火线出线端，用于生成虚负荷电流并传输至待测电能表；
所述脉冲输入输出电路一端连接待测电能表，另一端连接所述中央处理器，用于采集待测电能表输出的待测电能脉冲信号并传输至所述中央处理器；
所述中央处理器，根据所述待测电能脉冲信号和所述标准电能脉冲信号的一致性输出校验结果。
2.根据权利要求1所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述虚负荷电路包括变压器、热敏电阻和保险管；所述变压器一侧的一端和二次侧的一端分别连接所述热敏电阻的一端，所述热敏电阻的另一端连接至市电L端；所述变压器一次侧的另一端连接至市电N端，所述变压器二次侧的另一端连接所述保险管的一端，所述保险管的另一端作为该虚负荷电路的输出端。
3.根据权利要求1所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述电流采样电路包括钳形互感器和采样支路；所述采样支路包括第一二极管、第二二极管、第一电阻和运算放大器；所述电流采样电路输入端分别连接第一二极管的阴极、第二二极管的阳极、第一电阻的一端和所述运算放大器的一输入端，所述第一二极管的阳极、所述第二二极管的阴极和所述第一电阻的另一端分别接地；所述运算放大器的另一输入端连接所述运算放大器输出端，所述运算放大器输出端连接所述计量电路的输入引脚。
4.根据权利要求3所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述电流采样电路还包括电流补偿电路，所述电流补偿电路连接所述钳形互感器，用以对所述钳形互感器采集到的电流信号进行补偿。
5.根据权利要求1所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述电压采样电路包括电流互感器、第一磁珠、第二磁珠、第二电阻、第三电阻、二极管组串Ⅰ和二极管组串Ⅱ；
其中，所述电压采样电路的第一输入端依次经所述第一磁珠和所述第二电阻连接所述电流互感器一次侧的一端，所述电压采样电路的第二输入端经所述第二磁珠连接所述电流互感器一次侧的另一端；所述电流互感器二次侧的两端分别连接所述计量电路的输入引脚；所述第三电阻、所述二极管组串Ⅰ和所述二极管组串Ⅱ并联连接在所述电流互感器二次侧的两端之间。
6.根据权利要求1-5任一项所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器还连接液晶屏，用以输出并展示校验结果。
7.根据权利要求1-5任一项所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器还连接有操作键盘，用以进行参数输入。
8.根据权利要求1-5任一项所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器还连接USB通信接口电路，用以与外部设备进行数据交互。
9.根据权利要求1-5任一项所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器还连接存储芯片，用以存储校验结果。
10.根据权利要求1所述的内置虚负荷电路的单相电能表现场校验仪，其特征在于：所述中央处理器的型号为STM32F407VGT6。
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| CN114089245A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-25 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种验表仪 |
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