【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电能表采样，尤其涉及一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法。
技术介绍
1、电能表是一种电力计量及管理领域的关键设备，有着一系列多元且至关重要的职能，深度嵌入现代电力系统运行及用户用电生活的各个环节，目前在直流大电流采样的电能表设计中存在以下问题：在直流大电流采样过程中，采用锰铜分流器作为采样元件时，由于大电流长时间运行会导致锰铜分流器发热，造成采样阻值偏大，同时电压采样电阻的阻值也因温升而变化，从而影响测量精度。
2、中国专利cn117761386a公开了一种保持智能电能表宽温下高准确度计量的方法，采用带温度测量功能的磁保持锰铜继电器、单相智能电能表mcu；通过ntc温度传感器探测到采样锰铜上温度数值的变化；预先设置该型号磁保持继电器的锰铜分流器的温漂曲线进行电流采样值补偿；最终实现单相智能电能表采样电流值不受电流采样锰铜自身温漂的影响，ntc温度传感器采用银质外套壳；将银质外套壳安装在被焊接在磁保持锰铜继电器的锰铜分流器的锰铜的铜脚支架上；但是上述方法的制作工艺繁琐、设计成本和难度均较高，难以满足高效、可靠的需求。
3、因此，亟需提供一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，相对于现有技术，实现高效、可靠的要求。
技术实现思路
1、本专利技术解决现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种针对
4、s1、使用锰铜分流器采集电流值，对所采集的电流值进行处理后，输入至单片机中；
5、s2、获取电能表封装后的散热温度系数和锰铜分流器的阻值随温度变化系数；
6、s3、根据电能表封装后的散热温度系数，计算电能表封装后散热随温度的线性关系；
7、s4、根据锰铜分流器的阻值随温度变化系数和电能表封装后散热随温度的线性关系，计算锰铜分流器拟合阻值随温度变化的线性关系；
8、s5、根据计算得出的锰铜分流器拟合阻值随温度变化的线性关系，计算温度补偿值，根据温度补偿值对锰铜分流器采集的电流值进行修正，得到修正后的电流值，判断修正后的电流值对应的温度系数是否合格，当不合格时，进行s6步骤，反之，不进行s6步骤；
9、s6、将修正后的电流值使用s1-s5步骤中的方法进行迭代，直至判断修正后的电流值对应的温度系数为合格。
10、进一步地，s3步骤中，根据下式计算电能表封装后散热随温度的线性关系：
11、；
12、上式中，表示电能表封装后散热随温度的线性关系，n表示电能表封装后的散热温度系数，表示实测温度，表示单片机的采样频率。
13、更进一步地，s4步骤中，根据下式计算锰铜分流器拟合阻值随温度变化的线性关系：
14、；
15、；
16、上式中，表示单片机上一步长接收到的电流值，表示t对应的锰铜分流器的阻值，表示锰铜分流器的比热容，表示锰铜分流器的体积，表示基础温度，表示锰铜分流器的初始阻值，k表示锰铜分流器的阻值随温度变化系数，表示锰铜分流器拟合阻值随温度变化的线性关系。
17、更进一步地，s5步骤中，根据下式计算温度补偿值：
18、；
19、上式中，表示温度补偿值，表示误差温度补偿系数。
20、更进一步地，s5步骤中，根据温度补偿值对锰铜分流器采集的电流值进行修正的具体方法为：将温度补偿值与锰铜分流器采集的电流值相加得到修正后的电流值。
21、更进一步地，s2步骤中，电能表封装后的散热温度系数的获取方法为：在恒温恒湿的环境下，在电能表的工作温度区间内设置多个点位，测量电能表封装后的阻值变化，在测量过程中，记录所设置的多个点位处的阻值，形成多个第一取样点，每个第一取样点都包括温度和第一阻值，获取温度和第一阻值的线性拟合关系，从而得到电能表封装后的散热温度系数，具体通过下式得到：
22、；
23、上式中，表示第一阻值，x表示温度。
24、更进一步地，s2步骤中，锰铜分流器的阻值随温度变化系数的具体获取方法为：记录所设置的多个点位处的锰铜分流器的阻值，形成多个第二取样点，每个第二取样点都包括温度和第二阻值，获取温度与第二阻值的线性拟合关系，从而得到锰铜分流器的阻值随温度变化系数，具体通过下式得到：
25、；
26、上式中，表示第二阻值。
27、进一步地，s1步骤中，使用锰铜分流器采集电流值，对所采集的电流值进行处理后，输入至单片机中的具体方法为：电流由锰铜分流器的中部进入锰铜分流器，经过锰铜分流器后，电流在锰铜分流器的两端会产生与输入的电流成正比的电压信号，电压信号经过melf电阻后，输入至运算放大器中，对电压信号进行差分放大，对差分放大后的电压信号加入至低通滤波器中，然后输入至单片机的adc通道中。
28、更进一步地，s1步骤中，选用温漂系数为40ppm的锰铜分流器、温漂系数为25ppm的melf电阻。
29、进一步地，s5步骤中判断修正后的电流值对应的温度系数是否合格的方法为：当修正后的电流值对应的温度系数小于0.018%/℃时，为合格，反之为不合格；
30、温度系数通过下式计算得出：
31、；
32、上式中，表示温度系数，表示上限温度，表示下限温度，表示上限温度的电流误差值，表示下限温度的电流误差值。
33、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
34、（1）本专利技术采用高精度、低温漂、低阻值的锰铜分流器和高精度、高稳定的melf电阻，基于瞬态电流测量的温度误差值，进行锰铜分流器输入电流的补偿，实现了迭代修正过程，确保了采样信号的准确，同时也保证了整个电能表达到0.5级的计量精度要求，可以满足高效、可靠的要求。
35、（2）本专利技术采用的温漂系数为40ppm的锰铜分流器相较于温漂系数为60ppm的锰铜分流器的电流运行误差变化减小了0.1%；本专利技术采用的温漂系数为25ppm的melf电阻相较于温漂系数为100ppm的melf电阻的电流运行误差变化减小了0.375%。
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1.一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S3步骤中，根据下式计算电能表封装后散热随温度的线性关系：
3.根据权利要求2所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S4步骤中，根据下式计算锰铜分流器拟合阻值随温度变化的线性关系：
4.根据权利要求3所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S5步骤中，根据下式计算温度补偿值：
5.根据权利要求4所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S5步骤中，根据温度补偿值对锰铜分流器采集的电流值进行修正的具体方法为：将温度补偿值与锰铜分流器采集的电流值相加得到修正后的电流值。
6.根据权利要求3所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S2步骤中，电能表封装后的散热温度系数的获取方法为：在恒温恒湿的环境下，在电能表的工作温度区间内设置多个点位，测量电能表封装
7.根据权利要求6所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S2步骤中，锰铜分流器的阻值随温度变化系数的具体获取方法为：记录所设置的多个点位处的锰铜分流器的阻值，形成多个第二取样点，每个第二取样点都包括温度和第二阻值，获取温度与第二阻值的线性拟合关系，从而得到锰铜分流器的阻值随温度变化系数，具体通过下式得到：
8.根据权利要求1所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S1步骤中，使用锰铜分流器采集电流值，对所采集的电流值进行处理后，输入至单片机中的具体方法为：电流由锰铜分流器的中部进入锰铜分流器，经过锰铜分流器后，电流在锰铜分流器的两端会产生与输入的电流成正比的电压信号，电压信号经过MELF电阻后，输入至运算放大器中，对电压信号进行差分放大，对差分放大后的电压信号加入至低通滤波器中，然后输入至单片机的ADC通道中。
9.根据权利要求8所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S1步骤中，选用温漂系数为40ppm的锰铜分流器、温漂系数为25ppm的MELF电阻。
10.根据权利要求1所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，S5步骤中判断修正后的电流值对应的温度系数是否合格的方法为：当修正后的电流值对应的温度系数小于0.018%/℃时，为合格，反之为不合格；
...【技术特征摘要】
1.一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，s3步骤中，根据下式计算电能表封装后散热随温度的线性关系：
3.根据权利要求2所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，s4步骤中，根据下式计算锰铜分流器拟合阻值随温度变化的线性关系：
4.根据权利要求3所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，s5步骤中，根据下式计算温度补偿值：
5.根据权利要求4所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，s5步骤中，根据温度补偿值对锰铜分流器采集的电流值进行修正的具体方法为：将温度补偿值与锰铜分流器采集的电流值相加得到修正后的电流值。
6.根据权利要求3所述的一种针对超大功率直流应用场景的电能表直流采样方法，其特征在于，s2步骤中，电能表封装后的散热温度系数的获取方法为：在恒温恒湿的环境下，在电能表的工作温度区间内设置多个点位，测量电能表封装后的阻值变化，在测量过程中，记录所设置的多个点位处的阻值，形成多个第一取样点，每个第一取样点都包括温度和第一阻值，获取温度和第一阻值的线性拟合关系，从而得到电能表封装后的散热温度系数，具体通过下式得到：
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【专利技术属性】
技术研发人员：刘思，赵洛阳，陈欢军，蒋勇，钱少波，陈涛，陈晓武，余恩，黄星尧，陆艳，吴剑芳，肖涛，李亦龙，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司营销服务中心，
类型：发明
国别省市：
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