一种电能计量中防潜动的方法技术

本发明专利技术涉及一种电表计量中防潜动的方法，属于电能计量技术领域。首先从电网输入的电流信号中选择用于潜动判断的电流信号，将该电流信号转换为数字信号，并进行增益放大；对增益放大后的数字信号中的超出电能计量系统计量范围的信号进行饱和处理和带通滤波，对带通滤波后的数字信号进行自相关相乘，并进行低通滤波，开平方根，得到用于潜动判断的电流信号的有效值；对有效值进行回差判断，根据回差判断结果控制电能计量系统进行电能计量。本发明专利技术方法的优点是采用电流作为潜动的判断依据，避免了采用有功功率作为判断依据的局限性，通过带通滤波提高了用于潜动判断依据的电流的信噪比，进而提高了潜动判断的可靠性和准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于电能计量

技术介绍
电能计量中的GB/T17215标准中对潜动的定义是当施加电压而电流线路无电流时， 仪表的测试输出不应产生多于一个的脉冲。通俗的讲，用户在没有用电的时候，电表不应 走字。用户没有用电，就是在电压通道上加上电压，电流线路不加电流，在这种情况下不 应有脉冲输出。虽然在电流线路没有加信号，但是会存在些噪声，如果不做些特殊处理的 话，长期累计，就一定会有脉冲送出。这样就会给用户造成没有用电，但是电表却在走字 的现象。所以必须有一种办法和逻辑来防止这样情况发生即防潜动逻辑设计。能量判别方式目前绝大部分的芯片的防潜动逻辑设计都是通过能量的判断实现的，是基于定时复零电路实现的，即对于某个型号的表，出脉冲最长的时间应该是多少，如果 超出这个时间，不出脉冲，那能量寄存器中保存的能量值应该清零，否则如果再不清零， 早晚会输出脉冲。以上的防潜动设计是通过能量的方式进行判断的，通过能量的判断在大 多数情况上没有问题的，但是在某些实际的应用中，可能会存在问题。因为功率除了与电 压、电流有效值有关，还与电压、电流的交角有关。在实际的应用中，如用户的负载是一个容性负载或者感性负载，此时电压、电流有效值比较大，但是他们之间的交角处于90。 附近，这样有功能量很小，所以有可能出一个脉冲的时间会大于防潜动时间。如果按照上 述的防潜动逻辑，在上面的这个应用中，他的能量将被忽略，这是不允许的，所以以上的 防潜动逻辑设计有局限性。电流判别方式这种判别方式是通过判断电流的大小来确定当前的能量数据是有效能量还是噪声能量，这种判断方式可有效消除用能量判断方式引入的问题。但是对电流的测量有比较高的要求，要求能测量0.1%额定电流(以下简称Ib)左右的电流大小，而在实际应用中，为了保证计量的精度，模数转换器和数字信号处理的工作范围通常在5%Ib—600%Ib,在电流大小在0. l%Ib时无论模数转换器还是数字信号处理引入的噪声都 会影响到Ib电流的检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出，为使数字信号处理截断产生的噪 声不影响电流大小的检测，对输入的信号做增益放大和抗饱和的预处理，之后再通过窄带 带通滤、波提高数字信号的信噪比，经过自相关相乘、低通滤波和回差判决，最终得到防潜 动需要的判据。本专利技术提出的电表计量中防潜动的方法，包括以下步骤-(1) 从电网输入的电流信号中选择用于潜动判断的电流信号，将该电流信号转换为 数字信号；(2) 对上述数字信号进行增益放大；(3) 对上述增益放大后的数字信号中的超出电能计量系统计量范围的信号进行饱和处理；(4) 对饱和处理后的数字信号进行带通滤波，以通过与50赫兹相对应的数字信号；(5) 对带通滤波后的数字信号进行自相关相乘，并进行低通滤波，滤除与高于50赫 兹相对应数字信号，开平方根，得到用于潜动判断的电流信号的有效值；(6) 对上述有效值进行回差判断，当有效值大于设定的上限门限值时则输出启动信 号，电能计量系统进行电能计量，当有效值小于设定的下限门限值时，则输出潜动信号， 电能计量系统停止电能计量。本专利技术提出的电表计量中防潜动的方法，其优点是采用电流作为潜动的判断依据，避 免了采用有功功率作为判断依据的局限性，通过带通滤波提高了用于潜动判断依据的电流 的信噪比，从而提高了潜动判断的可靠性和准确性。附图说明图1是本专利技术方法的原理框图。具体实施例方式本专利技术提出的电表计量中防潜动的方法，其流程框图如图l所示，首先从电网输入的 电流信号中选择用于潜动判断的电流信号，将该电流信号转换为数字信号；对上述数字信 号进^1增益放大；对上述增益放大后的数字信号中的超出电能计量系统计量范围的信号进 行饱和处理；对饱和处理后的数字信号进行带通滤波，以通过与50赫兹相对应的数字信 号；对带通滤波后的数字信号进行自相关相乘，并进行低通滤波，滤除与高于50赫兹相对应数字信号，开平方根，得到用于潜动判断的电流信号的有效值；对上述有效值进行回 差判断，当有效值大于设定的上限门限值时则输出启动信号，电能计量系统进行电能计量， 当有效值小于设定的下限门限值时，则输出潜动信号，电能计量系统停止电能计量。 以下详细介绍本专利技术方法本方法首先将电网上的电流信号转换为n位数字信号。位数n决定了运算中数字信号 处理引入的噪声的大小，为了让信号在0.1%Ib大小时不受到这个噪声的影响，在防潜动处理之前将输入信号经过一个增益放大环节，即y(n)-皿(")，其中Z(n)表示输入到 增益放大环节的信号；尺表示增益，在工程实践中可以取^: = 2"(其中M可以取自然数1， 2， 3……n); n")i示增益放大环节输出的信号。为了保证增益放大后的信号不溢出，本专利技术方法还设计了饱和处理环节。饱和处理的过程是设计时首先根据电能计量系统的动态范围的限制设定信号的计量范围。'若增益放 大后输出信号大于计量范围的最大值，则使输出值等于计量范围的最大值；若增益放大后 输出信号小于计量范围的最小值，则使输出值等于计量范围的最小值；若增益放大后输出 信号大于计量范围的最小值，并且小于计量范围的最大值，则使输出值等于增益放大后输 出的信号。经饱和处理后的输出信号通过带通滤波，带通滤波的主要作用是使50Hz的电流信号 通过，而抑制其它的高频和低频成分。带通滤波输出的信号通过自相关相乘之后，产生的信号中含有50Hz和100Hz的交流 信号，通过低通滤波滤除其中的50Hz和100Hz的交流信号后，得到直流成份，通过开平 方运算，得到用于潜动判断的电流的有效值。上述输出的电流有效值是直流，与电网电流信号成正比，为了使潜动标志的输出稳定， 必须采用回差判决方式，如图l所示，当输出的电流有效值大于上限门限值Q点设置的值 时，应该启动电能计量；当输出的电流有效值小于下限门限值P点设置的值时，应该关闭 计量，上限门限值大于下限门限值，构成回差判决，这样就可以有效地防止电能计量中潜 动现象的产生。本专利技术方法中所述的上、下限门限值，根据电能计量系统中设定的进入潜动状态而关 闭电能计量时电流的大小而设定，因此上限门限值应该大于设定电流，下限门限值应该小 于设定电流。权利要求1、一种电表计量中防潜动的方法，其特征在于该方法包括以下步骤(1)从电网输入的电流信号中选择用于潜动判断的电流信号，将该电流信号转换为数字信号；(2)对上述数字信号进行增益放大；(3)对上述增益放大后的数字信号中的超出电能计量系统计量范围的信号进行饱和处理；(4)对饱和处理后的数字信号进行带通滤波，以通过与50赫兹相对应的数字信号；(5)对带通滤波后的数字信号进行自相关相乘，并进行低通滤波，滤除与高于50赫兹相对应数字信号，开平方根，得到用于潜动判断的电流信号的有效值；(6)对上述有效值进行回差判断，当有效值大于设定的上限门限值时则输出启动信号，电能计量系统进行电能计量，当有效值小于设定的下限门限值时，则输出潜动信号，电能计量系统停止电能计量。全文摘要本专利技术涉及一种电表计量中防潜动的方法，属于电能计量
首先从电网输入的电流信号中选择用于潜动判断的电流信号，将该电流信号转换为数字信号，并进行增益放大；对增益放大后的数字信号中的超出电能计量系统计量范围的信号进行饱和处理和带通滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电表计量中防潜动的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（１）从电网输入的电流信号中选择用于潜动判断的电流信号，将该电流信号转换为数字信号；（２）对上述数字信号进行增益放大；（３）对上述增益放大后的数字信号中的超出 电能计量系统计量范围的信号进行饱和处理；（４）对饱和处理后的数字信号进行带通滤波，以通过与５０赫兹相对应的数字信号；（５）对带通滤波后的数字信号进行自相关相乘，并进行低通滤波，滤除与高于５０赫兹相对应数字信号，开平方根，得到 用于潜动判断的电流信号的有效值；（６）对上述有效值进行回差判断，当有效值大于设定的上限门限值时则输出启动信号，电能计量系统进行电能计量，当有效值小于设定的下限门限值时，则输出潜动信号，电能计量系统停止电能计量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：门长有，王荣华，杨昆，谭年熊，
申请(专利权)人：杭州万工科技有限公司，北京万工科技有限公司，万高杭州科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]