[实用新型]一种电能表的电压线路功耗测试装置

说明书

技术领域

本实用新型属于电力仪器检测领域，尤其涉及到一种电能表的电压线路功耗测试实现方案。

背景技术

电能表作为电能计量的仪表，其本身也会有功率消耗。电能表的功耗是指电能表在使用过程中，电能表自身需要消耗的功率。在电能表的各种标准和检定规程中都有电能表功耗测试实验项目。

在电能表检定装置中，通常需要相应的控制芯片和电路完成相关实验，并进行分析计算。电能表的功耗测试有电压线路的功耗测试和电流线路的功耗测试。在电能表的各种检定规程中均有规定，电能表在参比电压和参比温度、参比频率条件下，测试每一电压线路的有功功率和视在功率消耗。

将功耗测试的检测电路设计在控制电路系统中，而不采用专用电能计算芯片。可以降低开发成本，提高测试效率与可靠性。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种电能表的电压线路功耗测试装置及实现方案，本实用新型将功耗测试的装置设计在控制电路系统中，而不采用专用电能计算芯片，并结合电流有效值采样软件算法。解决了常规检测装置体积大、开发成本过高、测试效率较低、布线安装灵活性较差的问题。

本实用新型要解决的问题是通过如下技术方案来实现的。

一种电能表的电压线路功耗测试装置，本实用新型特征在于，该装置包括电压线路电流值、电流互感器、运放、多功能数据采集模块、信号耦合调理模块、控制模块、MCU、GPRS通信模块、监测中心PC机；其中电流互感器、运放、多功能数据采集模块、信号耦合调理模块、控制模块、MCU、GPRS通信模块、监测中心PC机依序连接；其中，

电流互感器采样电压线路电流值，并经过运放放大信号；多功能数据采集模块读取被检电能表的测试数据，送至信号耦合调理模块进行处理；信号耦合调理模块实现信号按指令调理与抗干扰抑制；控制模块控制被检电能表启动、关闭或设置硬件工作状态；MCU完成信号的采集、处理、显示、存储、发送，内置ADC的输入引脚；GPRS通信模块：与MCU相连，MCU将处理完的数据通过GPRS模块发送到监测中心PC机；监测中心PC机通过GPRS通信模块远程向MCU发送指令，实现现场仪器的参数远程设置。

运放可以是单运放或双运放；MCU应至少具有6个16位定时器，一个12位模数转换器和7个通讯接口，满足功耗测试和在电能表检定装置中的需求；MCU通过GPRS通信，可以进行一台或多台电能表的同时的功耗测试；该装置设计在控制电路系统中，而不采用专用电能计算芯片。

电压线路上的电流值是通过电流互感器进行采样，通过运放将采样信号放大到适当值，再输入到MCU的内部ADC，由主控芯片计算出电流值，进而求出电压线路功耗；其中，

（1）电压线路上电流有效值的计算算法

将图1中的电流采样信号Isin输入MCU的内置ADC的输入引脚，进行定频采样，每个周期采样N个点X_n，减去电平抬升引入的直流分量D，求其均方根即为电流有效值。算法公式：

I=Σ0N(Xn-D)/N]]>

同理，计算出电流线路上的电压有效值；

（2）电压和电流相位差角算法

将电压信号通过过零检测电路，转换出电压的同相位方波；同时将电压线路上的电流采样信号通过过零检测电路，转换出电流的同相位方波。将两个方波信号分别经过MCU的内置ADC，并分别采样出N个X_n和Y_n点，再分别对X_n和Y_n在50Hz处进行DFT计算，算出电压和电流各自的相位，将它们的相位做差值即为相位差角

（3）、电压线路上的功耗计算

根据视在功耗常规公式S₁=U₁×I₁，以及有功功耗计算常规公式即可计算出。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：