CN203849399U - 一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于DSP的单相载波智能电能表误掉电故障分析装置，主要由三相标准源、抄控器、继电器、控制单元、调理电路、负载箱组成。三相标准源分别连接抄控器和被测电表变压器的一次绕组；由DSP和AD组成的控制单元连接二路调理电路：一路调理电路的二个输入端口并联连接到被测电表变压器的二次绕组上；另一路调理电路的二个输入端口并联连接在被测电表整流桥的输出端；负载箱通过接触器KM1和KM2连接被测电表整流桥的输出端。本实用新型利用DSP对采集到的被测电表内各部分的电压值进行分析处理，能准确判断引起误掉电故障的具体原因，便于及时完成单相载波智能电能表误掉电故障的排查。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置，属电能计量技术领域。
背景技术
随着电网的智能化发展，为实现电力用户用电信息的全采集、全覆盖和全费控，电力线载波通信已成为一种完成集中器和电能表通讯的常用方式，具有载波通讯功能的单相智能电表也被广泛应用在智能电网中。
为保障电能的准确计量，国网公司企业标准Q/GDW1364-2013《单相智能电能表技术规范》要求：单相智能电能表从检定合格日起算起，至少能运行10年。对智能电能表每年的允许故障率也做出了相应规定。现场发现安装在部分台区的大量单相载波智能电能表频繁发生误掉电故障，故障率不符合国网公司企业标准的要求。
单相载波智能电表的掉电判断采样电压取在电能表供给载波模块的直流电压处，变压器损坏、载波模块功耗过大或者电能表带载能力不足都会造成该处电压被拉低至掉电阀值以下，造成电表的误掉电故障。
目前还没有专门针对载波智能电表的误掉电进行故障分析的装置。
发明内容
本实用新型的目的则是克服了现有技术的不足，提供了一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置，用于检测分析单相载波电能表误掉电故障的具体原因，便于误掉电故障排查。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
本实用新型一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置主要由三相标准源、抄控器、继电器、控制单元、调理电路、负载箱组成。三相标准源分别连接抄控器和被测电表变压器的一次绕组；由DSP和AD组成的控制单元连接二路调理电路：一路调理电路的二个输入端口并联连接到被测电表变压器的二次绕组上；另一路调理电路的二个输入端口并联连接在被测电表整流桥的输出端；负载箱通过接触器KM1和KM2连接被测电表整流桥的输出端。
三相标准源为抄控器提供工作电源，并且给被测表内变压器的二次侧绕组施加交流电压。
抄控器按照设定的参数和被测电表进行载波通讯，从而完成对电表内相关数据的采集。
控制单元核心部分DSP中的GIOP管脚输出电平信号控制其中的三对接触器，用于显示三种不同的故障类型。另外一对接触器KM1和KM2用于控制电阻箱是否并联接入被测表内整流桥的输出端。
控制单元主要由DSP和AD模块组成。DSP采用的TMSF2812芯片，将采集到的各交流、直流电压值通过AD转换模块进行AD转换，DSP再将转换后的数据进行处理分析，实现故障分析和判断。由于AD转化模块输入端允许的电压值较小，因此可以通过调理电路实现对输入电压的调整，进而得到满足要求的输入电压。DSP对数据处理分析后，通过控制GPIO管脚输出高低电平实现对接触器闭合和关断状态的控制。
负载箱由几个阻值为96Ω（精度为 5%）的纯阻性电阻组成，用于检测电能表的带载能力。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：利用DSP实现了单相载波智能电能表的误掉电故障分析，可以准确分析造成该类故障的三种具体原因，即变压器损坏、电表带载能力不足和通讯模块动态功耗过大。
附图说明
图1为本实用新型一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
图1所示是本实用新型一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置的结构示意图，虚线内所示是被测电表的结构部分，虚线外所示为装置的本体结构。
三相标准源提供单相载波智能表（抄控器）所需的单相（三相）标准参比交流电压，该交流电压通过电表内的变压器转化为较小的交流电压。通过整流桥得到幅值约为12V的直流电压，该直流电压为电表的载波模块提供直流输出。通过7805稳压管稳压，得到值约为5.7V的直流电压，该电压通过二极管的降压变为数值约为5V的直流电压，为电表其它功能部分提供直流电源。
检测时，先取下电表的载波模块，在变压器的二次侧绕组处测量交流电压值，通过DSP的分析处理，如果该电压值低于设定初始值（根据变压器一次绕组的电压和表内的变压器理想变比，设定该值并留有一定的裕度），则判定该电表的误掉电故障是由表内变压器损坏引起，DSP的GPIO管脚输出高电平，控制相应的故障类型指示灯。
检测发现被测表内变压器功能正常后，接触器KM1和KM2处于闭合的初始状态，此时在载波模块的直流电源处相当于接入了一阻值为96Ω（精度5%）纯阻性电阻，通过DSP的分析处理，若该直流电压值不在(121)V范围内，则判定该电表的误掉电故障是由电表带载能力不足引起，DSP的GPIO管脚输出高电平，控制相应的故障类型指示灯。
如果DSP已经判断电表的带载能力也满足要求，则在被测电表上安装载波模块，设置被测电能表内的采集数据类型和采集时间间隔，然后按照设定的参数，抄控器和被测电表进行载波通讯。此时接触器KM1和KM2由闭合切换为断开状态，DSP对载波模块的直流电源电压进行分析处理，如果该直流电压低于11V，则判定该电表的误掉电故障是由通讯模块的动态功耗过大引起，DSP的GPIO管脚输出高电平，控制相应的故障类型指示灯。
通过本实用新型一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置，可以针对误掉电故障进行具体的故障原因分析，便于及时分析和处理故障，不仅保证了电能表的准确可靠运行，也避免了供电公司和用电客户之间的计量纠纷。
本实用新型中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
Claims (1)
1.一种单相载波智能电能表误掉电故障分析装置，其特征在于，所述装置由三相标准源、抄控器、继电器、控制单元、调理电路、负载箱组成；三相标准源分别连接抄控器和被测电表变压器的一次绕组；由DSP和AD组成的控制单元连接二路调理电路：一路调理电路的二个输入端口并联连接到被测电表变压器的二次绕组上；另一路调理电路的二个输入端口并联连接在被测电表整流桥的输出端；负载箱通过接触器KM1和KM2连接被测电表整流桥的输出端。
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