一種便攜移動式電量測試記錄儀及其優(yōu)化方法
【專利摘要】本發(fā)明一種便攜移動式電量測試記錄儀及其優(yōu)化方法涉及電量測量，是應(yīng)用于電力系統(tǒng)在電力生產(chǎn)管理中起測量作用的裝置及優(yōu)化方法，更具體地，是一種便攜移動式、帶存儲和計算功能的電量測試記錄儀。包括鉗形電流鉗、電壓鉗、殼體和控制電路板，電流鉗和電壓鉗活動裝插在殼體內(nèi)，控制電路板上安裝有采集分析模塊、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、中央處理器、存儲模塊和顯示模塊，鉗形電流鉗和電壓鉗的另一端與配電網(wǎng)相連，采集配電網(wǎng)的基本信號；采集分析模塊的輸入端與電流鉗和電壓鉗的輸出端相連，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫分別與采集分析模塊的輸出端以及中央處理器相連，中央處理器的輸出端與顯示模塊以及存儲模塊相連。
【專利說明】一種便攜移動式電量測試記錄儀及其優(yōu)化方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明一種便攜移動式電量測試記錄儀及其優(yōu)化方法涉及電量測量，是應(yīng)用于電 力系統(tǒng)在電力生產(chǎn)管理中起測量作用的裝置及優(yōu)化方法，更具體地，是一種便攜移動式、帶 存儲和計算功能的電量測試記錄儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 電力系統(tǒng)理論線損計算要求：所有基礎(chǔ)電量數(shù)據(jù)都是同一時刻，而且每小時一個 值。其目的是為了達到精細化管理，減低損耗，節(jié)約能源。根據(jù)目前電力系統(tǒng)應(yīng)用情況看， 有的采用便攜式電表，每隔一小時人工去現(xiàn)場抄錄一次，人工抄錄數(shù)據(jù)不精準、誤差大、工 作量大、人力成本高。有的直接在臺區(qū)安裝電表，需要數(shù)據(jù)時，人工抵達現(xiàn)場每隔一小時抄 錄一次，該方法除了上述缺陷外，還增加了電力公司的投入。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是針對上述不足之處提供一種便攜移動式電量測試記錄儀及其優(yōu) 化方法，采用模塊化設(shè)計，最大程度簡化模塊之間的耦合度，以實現(xiàn)對臺區(qū)負荷線路的間隔 性電量實時測量、統(tǒng)計和存儲。
[0004] 一種便攜移動式電量測試記錄儀及其優(yōu)化方法是采取以下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種便攜移動式電量測試記錄儀包括鉗形電流鉗、電壓鉗、殼體和控制電路板，電流 鉗和電壓鉗活動裝插在殼體內(nèi)，控制電路板上安裝有采集分析模塊、內(nèi)存數(shù)據(jù)庫、中央處理 器、存儲模塊和顯示模塊，鉗形電流鉗和電壓鉗的另一端與配電網(wǎng)相連，采集配電網(wǎng)的基本 信號；所述基本信號包括A相電壓、B相電壓、C相電壓、A相電流、B相電流和C相電流；采 集分析模塊的輸入端與電流鉗和電壓鉗的輸出端相連，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫分別與采集分析模塊的 輸出端以及中央處理器相連，中央處理器的輸出端與顯示模塊以及存儲模塊相連。
[0005] 采集分析模塊從電壓鉗將輸入端的大電壓信號轉(zhuǎn)換成小電壓信號，電流鉗將A相 電流、B相電流和C相電流的大電流信號按比例轉(zhuǎn)成小電流信號，再通過一個高精度的采樣 電阻轉(zhuǎn)成電壓信號；通過安裝在采集分析模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，分析出三 相電壓和三相電流數(shù)值并儲存在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中；中央處理器將從內(nèi)存數(shù)據(jù)庫讀取的三相電 壓和三相電流數(shù)值與時間積分，計算出電量數(shù)據(jù)；將電量數(shù)據(jù)的數(shù)值和曲線傳輸?shù)斤@示模 塊進行顯示，并將統(tǒng)計結(jié)果傳輸給存儲模塊進行存儲。
[0006] 所述大電壓信號為57. 7V電壓，小電壓信號為5V電壓。
[0007] 所述大電流信號為5A，小電流信號為5mA。
[0008] 所述中央處理器采用市售的TMS320F2812PGFA處理器。
[0009] 所述的電量數(shù)據(jù)包括正向有功電度的總、峰、平、谷、尖值，反向有功電度的總、峰、 平、谷、尖值，正向無功電度的總、峰、平、谷、尖值，反向無功電度的總、峰、平、谷、尖值，時間 段的用電量。
[0010] 所述用電量的計算公式為：用電量=有功電度差值X流比X壓比，其中流比是 電流一次側(cè)和二次側(cè)的比值（比如300/5=60);壓比是電壓一次側(cè)和二次側(cè)的比值（比如 100000/100=1000)。
[0011] 所述存儲模塊通過總線與中央處理器連接，并長時間存儲電量數(shù)據(jù)。
[0012] 所述顯示模塊通過總線與中央處理器連接，接收并顯示電量數(shù)據(jù)的數(shù)值和曲線。
[0013] 所述總線采用485總線。
[0014] 所述殼體、鉗形電流鉗和電壓鉗采用PVC材料，保證了安全、輕便。采用鉗形電流 鉗取電流安全、人體不接觸帶電導體、操作非常安全、不用斷開電路，過程非常簡便。采用電 壓鉗接線方便快捷。
[0015] 一種便攜移動式電量測試記錄儀的數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，包括如下步驟： 1) 與配電網(wǎng)連接的電流鉗、電壓鉗采集配電網(wǎng)網(wǎng)的基本信號，并將所述基本信號傳送 給采集分析模塊；所述基本信號包括A相電壓，B相電壓，C相電壓，A相電流，B相電流和C 相電流； 2) 采集分析模塊將步驟（1)中采集到的基本信號進行分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)存 數(shù)據(jù)庫；并采用優(yōu)化方法存儲，優(yōu)化公式為：（1十分子因數(shù)+分母因數(shù))X基本數(shù)值，其中 分子因數(shù)用2個字節(jié)表示、分母因數(shù)用4個字節(jié)表示、基本數(shù)值用8個字節(jié)表示； 3) 中央處理器讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的三相電壓和三相電流數(shù)值，然后通過計算出各種電 量數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給存儲模塊和顯示模塊； 4) 中央處理器實時讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的電能量數(shù)據(jù)； 5) 存儲模塊根據(jù)中央處理器傳輸過來的數(shù)據(jù)，并長期保存這些數(shù)據(jù)； 6) 顯示模塊根據(jù)中央處理器傳輸過來的信息，實時更新顯示這些數(shù)據(jù)。
[0016] 本發(fā)明具有方便線損計算、便于攜帶和現(xiàn)場安裝，減少了電量數(shù)據(jù)的誤差；提高了 電量數(shù)據(jù)的準確度；節(jié)約了人力成本、降低了勞動強度；解決了帶計量、統(tǒng)計電量和按時間 存儲的測試記錄儀。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明： 圖1是本發(fā)明一種便攜移動式電量測試記錄儀及其優(yōu)化方法的流程示意圖。

【具體實施方式】
[0018] 參照附圖1，一種便攜移動式電量測試記錄儀包括鉗形電流鉗、電壓鉗、殼體和控 制電路板，電流鉗和電壓鉗活動裝插在殼體內(nèi)，控制電路板上安裝有采集分析模塊、內(nèi)存數(shù) 據(jù)庫、中央處理器、存儲模塊和顯示模塊，鉗形電流鉗和電壓鉗的另一端與配電網(wǎng)相連，采 集配電網(wǎng)的基本信號；所述基本信號包括A相電壓、B相電壓、C相電壓、A相電流、B相電流 和C相電流；采集分析模塊的輸入端與電流鉗和電壓鉗的輸出端相連，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫分別與 采集分析模塊的輸出端以及中央處理器相連，中央處理器的輸出端與顯示模塊以及存儲模 塊相連。
[0019] 采集分析模塊從電壓鉗將輸入端的大電壓信號轉(zhuǎn)換成小電壓信號，電流鉗將A相 電流、B相電流和C相電流的大電流信號按比例轉(zhuǎn)成小電流信號，再通過一個高精度的采樣 電阻轉(zhuǎn)成電壓信號；通過安裝在采集分析模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，分析出三 相電壓和三相電流數(shù)值并儲存在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中；中央處理器將從內(nèi)存數(shù)據(jù)庫讀取的三相電 壓和三相電流數(shù)值與時間積分，計算出電量數(shù)據(jù)；將電量數(shù)據(jù)的數(shù)值和曲線傳輸?shù)斤@示模 塊進行顯示，并將統(tǒng)計結(jié)果傳輸給存儲模塊進行存儲。
[0020] 所述大電壓信號為57. 7V電壓，小電壓信號為5V電壓。
[0021] 所述大電流信號為5A，小電流信號為5mA。
[0022] 所述中央處理器采用市售的TMS320F2812PGFA處理器。
[0023] 所述的電量數(shù)據(jù)包括正向有功電度的總、峰、平、谷、尖值，反向有功電度的總、峰、 平、谷、尖值，正向無功電度的總、峰、平、谷、尖值，反向無功電度的總、峰、平、谷、尖值，時間 段的用電量。
[0024] 所述用電量的計算公式為：用電量=有功電度差值X流比X壓比，其中流比是 電流一次側(cè)和二次側(cè)的比值（比如300/5=60);壓比是電壓一次側(cè)和二次側(cè)的比值（比如 100000/100=1000)。
[0025] 所述存儲模塊通過總線與中央處理器連接，并長時間存儲電量數(shù)據(jù)。
[0026] 所述顯示模塊通過總線與中央處理器連接，接收并顯示電量數(shù)據(jù)的數(shù)值和曲線。
[0027] 所述總線采用485總線。
[0028] 所述殼體、鉗形電流鉗和電壓鉗采用PVC材料，保證了安全、輕便。采用鉗形電流 鉗取電流安全、人體不接觸帶電導體、操作非常安全、不用斷開電路，過程非常簡便。采用電 壓鉗接線方便快捷。
[0029] -種便攜移動式電量測試記錄儀的數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，包括如下步驟： 1) 與配電網(wǎng)連接的電流鉗、電壓鉗采集配電網(wǎng)網(wǎng)的基本信號，并將所述基本信號傳送 給采集分析模塊；所述基本信號包括A相電壓，B相電壓，C相電壓，A相電流，B相電流和C 相電流； 2) 采集分析模塊將步驟（1)中采集到的基本信號進行分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)存 數(shù)據(jù)庫；并采用優(yōu)化方法存儲，優(yōu)化公式為：（1十分子因數(shù)+分母因數(shù)）X基本數(shù)值，其 中分子因數(shù)用2個字節(jié)表示、分母因數(shù)用4個字節(jié)表示、基本數(shù)值用8個字節(jié)表示；一個監(jiān) 測點一次需要存儲的數(shù)據(jù)有20個，一天需要存儲288次，按照常規(guī)存儲，每個數(shù)據(jù)用8個 字節(jié)的浮點數(shù)表示，則存儲空間為=20X288X8 = 46080字節(jié)。而采用優(yōu)化方法存儲，則存 儲空間為：20X (2X288 + 4 + 8)= 11760字節(jié)。實際節(jié)約34320個字節(jié)，節(jié)約百分比為： (46080 - 11760) +46080X 100% = 74. 48% ; 3) 中央處理器讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的三相電壓和三相電流數(shù)值，然后通過計算出各種電 量數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給存儲模塊和顯示模塊； 4) 中央處理器實時讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的電能量數(shù)據(jù)； 5) 存儲模塊根據(jù)中央處理器傳輸過來的數(shù)據(jù)，并長期保存這些數(shù)據(jù)； 6) 顯示模塊根據(jù)中央處理器傳輸過來的信息，實時更新顯示這些數(shù)據(jù)信息。
【權(quán)利要求】
1. 一種便攜移動式電量測試記錄儀，其特征在于：包括鉗形電流鉗、電壓鉗、殼體和控 制電路板，電流鉗和電壓鉗活動裝插在殼體內(nèi)，控制電路板上安裝有采集分析模塊、內(nèi)存數(shù) 據(jù)庫、中央處理器、存儲模塊和顯示模塊，鉗形電流鉗和電壓鉗的另一端與配電網(wǎng)相連，采 集配電網(wǎng)的基本信號；所述基本信號包括A相電壓、B相電壓、C相電壓、A相電流、B相電流 和C相電流；采集分析模塊的輸入端與電流鉗和電壓鉗的輸出端相連，內(nèi)存數(shù)據(jù)庫分別與 采集分析模塊的輸出端以及中央處理器相連，中央處理器的輸出端與顯示模塊以及存儲模 塊相連； 采集分析模塊從電壓鉗將輸入端的大電壓信號轉(zhuǎn)換成小電壓信號，電流鉗將A相電 流、B相電流和C相電流的大電流信號按比例轉(zhuǎn)成小電流信號，再通過一個高精度的采樣電 阻轉(zhuǎn)成電壓信號；通過安裝在采集分析模塊中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，分析出三相 電壓和三相電流數(shù)值并儲存在內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中；中央處理器將從內(nèi)存數(shù)據(jù)庫讀取的三相電壓 和三相電流數(shù)值與時間積分，計算出電量數(shù)據(jù)；將電量數(shù)據(jù)的數(shù)值和曲線傳輸?shù)斤@示模塊 進行顯示，并將統(tǒng)計結(jié)果傳輸給存儲模塊進行存儲。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜移動式電量測試記錄儀，其特征在于：所述大電壓信號 為57. 7V電壓，小電壓信號為5V電壓。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜移動式電量測試記錄儀，其特征在于：所述大電流信號 為5A，小電流信號為5mA。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜移動式電量測試記錄儀，其特征在于：所述中央處理器 采用 TMS320F2812PGFA 處理器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜移動式電量測試記錄儀，其特征在于：所述的電量數(shù)據(jù) 包括正向有功電度的總、峰、平、谷、尖值，反向有功電度的總、峰、平、谷、尖值，正向無功電 度的總、峰、平、谷、尖值，反向無功電度的總、峰、平、谷、尖值，時間段的用電量。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜移動式電量測試記錄儀，其特征在于：所述用電量的計 算公式為：用電量=有功電度差值X流比X壓比，其中流比是電流一次側(cè)和二次側(cè)的比 值；壓比是電壓一次側(cè)和二次側(cè)的比值。
7. 權(quán)利要求1所述的便攜移動式電量測試記錄儀的數(shù)據(jù)優(yōu)化方法，包括如下步驟： 1) 與配電網(wǎng)連接的電流鉗、電壓鉗采集配電網(wǎng)網(wǎng)的基本信號，并將所述基本信號傳送 給采集分析模塊；所述基本信號包括A相電壓，B相電壓，C相電壓，A相電流，B相電流和C 相電流； 2) 采集分析模塊將步驟（1)中采集到的基本信號進行分析，并將分析結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)存 數(shù)據(jù)庫；并采用優(yōu)化方法存儲，優(yōu)化公式為：（1十分子因數(shù)+分母因數(shù))X基本數(shù)值，其中 分子因數(shù)用2個字節(jié)表示、分母因數(shù)用4個字節(jié)表示、基本數(shù)值用8個字節(jié)表示； 3) 中央處理器讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的三相電壓和三相電流數(shù)值，然后通過計算出各種電 量數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)發(fā)給存儲模塊和顯示模塊； 4) 中央處理器實時讀取內(nèi)存數(shù)據(jù)庫中的電能量數(shù)據(jù)； 5) 存儲模塊根據(jù)中央處理器傳輸過來的數(shù)據(jù)，并長期保存這些數(shù)據(jù)； 6) 顯示模塊根據(jù)中央處理器傳輸過來的信息，實時更新顯示這些數(shù)據(jù)信息。
【文檔編號】G01R35/04GK104062496SQ201410314640
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】戴紹勇, 張雷, 張少云 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司宿遷供電公司