CN206096216U - 一种防外部恒磁场干扰电能表 - Google Patents
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Abstract
一种防外部恒磁场干扰电能表，包括：电压采样单元PT、电流采样单元CT、采样电阻R、恒磁场检测单元、计量芯片、DSP、存储单元和显示单元；其特征在于：电流采样单元CT二次侧的一端接地，另一端连接计量芯片的A/D转换器输入端；电压采样单元PT的输出端与计量芯片的A/D转换器输入端连接；电流采样单元CT的二次侧与采样电阻R并联；计量芯片与DSP双向连接；恒磁场检测单元靠近电流采样单元CT，恒磁场检测单元的输出端与DSP的A/D转换器输入端连接；DSP输出端与显示单元及存储单元相连接。本实用新型克服了传统方法在强磁场干扰环境下，仍然不可避免造成计量不准确和电能的少计量造成的经济损失不易追补的问题。
Description
技术领域
本实用新型属电能计量技术领域，具体而言，涉及一种防外部恒磁场干扰电能表。
背景技术
随着智能电网的发展，智能电表作为其重要的组成部分之一，得到越来越多的广泛的应用，其计量的准确性直接影响电费的计算，涉及到供电企业与用电用户直接的利益。目前，出现了利用外部恒定磁场，如多块强磁铁对智能电表进行干扰，以影响表内电流互感器的工作特性，进而造成电能表计量不准确或停止计量的现象。此种窃电手段较为隐蔽，给供电企业的反窃电查处工作造成了很大困难。
目前，三相电能表均采用三路电流互感器对电流进行采样，当电流互感器在强磁场环境中会出现磁饱和现象，造成电能表计量不准确的现象，现阶段，电能表厂家多采用用屏蔽措施将电表内的电流互感器与外部恒磁场干扰源进行隔离，这方法只能对抗较弱磁场干扰，若在较强磁场干扰环境下，仍然不可避免造成计量不准确，并且一旦发生了利用外部恒磁场窃电的事件，电能的少计量造成的经济损失也不易追补。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服了现有技术的不足，提供一种防外部恒磁场干扰电能表，可实现外部恒磁场干扰造成电能表计量不准确情况下的电量追补。
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：
本实用新型的一种防外部恒磁场干扰电能表，包括：电压采样单元PT、电流采样单元CT、采样电阻R、恒磁场检测单元、计量芯片、DSP、存储单元和显示单元；其特征在于：所述电流采样单元CT二次侧的一端接地，另一端连接所述计量芯片的A/D转换器输入端；所述电压采样单元PT的输出端与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接；所述电流采样单元CT的二次侧与采样电阻R并联；所述计量芯片与DSP双向连接；所述恒磁场检测单元靠近所述电流采样单元CT，所述恒磁场检测单元的输出端与DSP的A/D转换器输入端连接；所述DSP输出端与显示单元及存储单元相连接。
所述电流采样单元CT包含三路电流互感器，分别为第一电流互感器CTU、第二电流互感器CTV和第三电流互感器CTW；三个电流互感器的二次侧的一端接地，另一端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
所述电压采样单元PT包含三路电压互感器，分别为第一电压互感器PTU、第二电压互感器PTV和第三电压互感器PTW；三个电压互感器的输出端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
所述采样电阻R包括三路电阻，分别为电阻RU、电阻RV和电阻RW；第一电流互感器CTU的二次侧与采样电阻RU并联，第二电流互感器CTV的二次侧与采样电阻RV并联，第三电流互感器CTW的二次侧与采样电阻RW并联。
所述电流采样单元CT包含二路电流互感器，分别为第一电流互感器CTU、第二电流互感器CTV；两个电流互感器的二次侧的一端接地，另一端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
所述电压采样单元PT包含二路电压互感器，分别为第一电压互感器PTU和第二电压互感器PTV；两个电压互感器的输出端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
所述采样电阻R包括二路电阻，分别为电阻RU和电阻RV；其中第一电流互感器CTU的二次侧与采样电阻RU并联，第二电流互感器CTV的二次侧与采样电阻RV并联。
进一步的，还包括通信单元，所述通信单元采用RS485或载波方式，与采集终端通信；所述通信单元与DSP双向连接。
其中电压采样单元可采用电压互感器，用以采集线路上的电压，电压采样单元的输出和计量芯片的A/D转换器的输入端连接；电流互感器CT的二次侧和采样电阻并联，以采集线路上的电流，并经过采样电阻转换成电压模拟信号；电流互感器CT二次侧的一端接地，另一端接到计量芯片的A/D转换器的输入端，A/D转换器将采集到的电压、电流的模拟信号转换成数字信号在计量芯片中；计量芯片与DSP双向连接，所述的计量芯片用于采集的电压、电流进行电能计算；恒磁场检测单元靠近电流互感器CT，其输出端与DSP的A/D转换器输入端连接；A/D转换器将磁场的模拟信号转换成数字信号在DSP中；DSP输出与显示单元及存储单元相连接；DSP完成信号的处理与计算，存储单元存储电能量等信息，还需存储磁场强度与电流的关系表；显示单元显示电压、电流、磁场的磁感应强度、修正后的电能、修正前的电能、追补电量等信息；通信单元采用RS485与载波方式，可与采集终端通信。
其工作原理是：当电能表在受到外部恒磁场干扰时，通过靠近电能表内电流互感器安装的恒磁场检测单元，检测外部恒磁场的磁感应强度大于设定的磁场强度阈值时，DSP启动磁场干扰处理机制，DSP根据电表内电流互感器检测负载电流与磁场检测单元检测的磁场强度值，调用存储在电能表内的储存单元内的关系表，计算因外部恒磁场造成的电量损失并完成电量的追补；DSP记录用户强磁场窃电开始的时间，以及结束强磁场窃电时间的事件记录，并通过通信单元的RS485或载波提供给主站，作为供电部门发现窃电行为的依据。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供一种智能电表防外部恒磁场干扰方法，克服了传统方法在强磁场干扰环境下，仍然不可避免造成计量不准确和电能的少计量造成的经济损失不易追补的问题。考虑了外部恒磁场的磁感应强度和负载电流对电能表内电流互感器的计量特性的影响，可用于因外部恒磁场干扰造成的电能表计量不准确情况下的电量追补。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：
图1是本实用新型的一种防外部恒磁场干扰的电能表结构示意图，包括：电压采样单元PT、电流采样单元CT、采样电阻R、恒磁场检测单元、计量芯片、DSP、存储单元和显示单元；其特征在于：所述电流采样单元CT二次侧的一端接地，另一端连接所述计量芯片的A/D转换器输入端；所述电压采样单元PT的输出端与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接；所述电流采样单元CT的二次侧与采样电阻R并联；所述计量芯片与DSP双向连接；所述恒磁场检测单元靠近所述电流采样单元CT，所述恒磁场检测单元的输出端与DSP的A/D转换器输入端连接；所述DSP输出端与显示单元及存储单元相连接。
以U相为例，电压采样单元可采用电压互感器PTU，用以采集线路上U相的电压，U相电压采样单元的输出和计量芯片的A/D转换器的输入端连接；电流互感器CTU的二次侧和采样电阻RU并联，以采集线路上的电流IU，并经过采样电阻RU转换成电压模拟信号；电流互感器CTU二次侧的一端接地，另一端接到计量芯片的A/D转换器的输入端；V和W相与U相采用相同的方式对电压、电流进行采样输入到计量芯片的A/D转换器；A/D转换器将采集到的三相电压、三相电流的模拟信号转换成数字信号在计量芯片中；计量芯片与DSP双向连接，所述的计量芯片用于对采集的三相电压、三相电流进行电能计算；恒磁场检测单元靠近电流互感器CT，其输出端与DSP的A/D转换器输入端连接；A/D转换器将磁场的模拟信号转换成数字信号在DSP中；DSP输出与显示单元及存储单元相连接；DSP完成信号的处理与计算，存储单元存储电能量等信息，还需存储磁场与电流的关系表，电能表在受到外部恒磁场干扰时，通过靠近电能表内电流互感器安装的恒磁场检测单元，检测外部恒磁场的磁感应强度；通过电表内电流互感器检测负载电流的有效值，然后DSP根据存储在电能表内的储存单元内的关系表，计算因外部恒磁场造成的电量损失并完成电量的追补；显示单元显示电压、电流、磁场的磁感应强度、修正后的电能、修正前的电能、追补电量等信息；通信单元采用RS485与载波方式，可与采集终端通信。
当电能表在受到外部恒磁场干扰时，通过靠近电能表内电流互感器安装的恒磁场检测单元，检测外部恒磁场的磁感应强度大于设定的磁场强度阈值时，DSP启动磁场干扰处理机制，DSP根据电表内电流互感器检测负载电流与磁场检测单元检测的磁场强度值，调用存储在电能表内的储存单元内的关系表，计算因外部恒磁场造成的电量损失并完成电量的追补；DSP记录用户强磁场窃电开始的时间，以及结束强磁场窃电时间的事件记录，并通过通信单元的RS485或载波提供给主站，作为供电部门发现窃电行为的依据。
需要说明的是：当电能表为三相三线时，电流互感器为二个，电压采样单元为二个，即电流采样单元CT包含二路电流互感器，分别为第一电流互感器CTU、第二电流互感器CTV；两个电流互感器的二次侧的一端接地，另一端均与计量芯片的A/D转换器输入端连接；电压采样单元PT包含二路电压互感器，分别为第一电压互感器PTU和第二电压互感器PTV；两个电压互感器的输出端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接；采样电阻R包括二路电阻，分别为电阻RU和电阻RV；其中第一电流互感器CTU的二次侧与采样电阻RU并联，第二电流互感器CTV的二次侧与采样电阻RV并联。其他结构与三相四线型电能表一致。
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；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型实施例技术方案的精神和范围。
Claims (8)
1.一种防外部恒磁场干扰电能表，包括：电压采样单元PT、电流采样单元CT、采样电阻R、恒磁场检测单元、计量芯片、DSP、存储单元和显示单元；其特征在于：所述电流采样单元CT二次侧的一端接地，另一端连接所述计量芯片的A/D转换器输入端；所述电压采样单元PT的输出端与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接；所述电流采样单元CT的二次侧与采样电阻R并联；所述计量芯片与DSP双向连接；所述恒磁场检测单元靠近所述电流采样单元CT，所述恒磁场检测单元的输出端与DSP的A/D转换器输入端连接；所述DSP输出端与显示单元及存储单元相连接。
2.如权利要求1所述的一种防外部恒磁场干扰电能表，其特征在于：所述电流采样单元CT包含三路电流互感器，分别为第一电流互感器CTU、第二电流互感器CTV和第三电流互感器CTW；三个电流互感器的二次侧的一端接地，另一端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
3.如权利要求1所述的一种防外部恒磁场干扰电能表，其特征在于：所述电压采样单元PT包含三路电压互感器，分别为第一电压互感器PTU、第二电压互感器PTV和第三电压互感器PTW；三个电压互感器的输出端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
4.如权利要求3所述的一种防外部恒磁场干扰电能表，其特征在于：所述采样电阻R包括三路电阻，分别为电阻RU、电阻RV和电阻RW；第一电流互感器CTU的二次侧与采样电阻RU并联，第二电流互感器CTV的二次侧与采样电阻RV并联，第三电流互感器CTW的二次侧与采样电阻RW并联。
5.如权利要求1所述的一种防外部恒磁场干扰电能表，其特征在于：所述电流采样单元CT包含二路电流互感器，分别为第一电流互感器CTU、第二电流互感器CTV；两个电流互感器的二次侧的一端接地，另一端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
6.如权利要求5所述的一种防外部恒磁场干扰电能表，其特征在于：所述电压采样单元PT包含二路电压互感器，分别为第一电压互感器PTU和第二电压互感器PTV；两个电压互感器的输出端均与所述计量芯片的A/D转换器输入端连接。
7.如权利要求6所述的一种防外部恒磁场干扰电能表，其特征在于：所述采样电阻R包括二路电阻，分别为电阻RU和电阻RV；其中第一电流互感器CTU的二次侧与采样电阻RU并联，第二电流互感器CTV的二次侧与采样电阻RV并联。
8.如权利要求1所述的一种防外部恒磁场干扰电能表，其特征在于：还包括通信单元，所述通信单元采用RS485或载波方式，与采集终端通信；所述通信单元与DSP双向连接。
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