[发明专利]一种基于电能计量芯片的终端校准系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于电能计量芯片的终端校准系统，可以应用于配电网系统各种终端或电能表的大批量校准中。

背景技术

电力系统监控终端具有对电网进行实时数据采集、远方遥信遥控、故障处理、报警和对时等功能，是电网能够安全正常运行的有力保障。随着国家对建设坚强智能电网理念的提出，对电力系统监控终端的测量精度要求也越来越高，通过微处理器的片内ADC来测量电网电气参数的方法难以达到高精度的要求，若采用高精度的ADC芯片成本又较高，而电能计量芯片很好地兼顾了终端对精度和成本的要求。采用电能计量芯片作为电力系统监控终端对电网电气参数进行实时测量的模块时，其计量精度除了跟终端自身硬件系统设计有关外，还取决于对终端内部电能计量芯片的校准。目前，对电能计量芯片进行校准的常规方法是通过比较电能计量芯片内部脉冲输出与校表台标准脉冲输出来实现校准，即“以源校表”；这一方法是根据分相测量的脉冲误差来计算校准参数，而在小电流时脉冲输出变得很慢，这将要消耗时间，而且各台终端的误差大小不一，要分别进行计算处理，且三相不能同时进行校准，这种方法大大降低了校准的效率。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种简单易控、耗时短，且校准精度高的基于电能计量芯片的终端校准系统。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：

本发明的基于电能计量芯片的终端校准系统的结构特点在于：设置系统构成包括上位机、三相程控源、标准表和多台被校终端；所述上位机以设定的上位机校准程序通过串口控制三相程控源，由三相程控源为被校终端提供所需校准条件，在所述各终端分别获得对应校准条件下的电能计量芯片的测量值；所述标准表用于测量在所述三相程控源中输出的具体体现为电压、电流、有功功率、无功功率和功率因数的校准条件的实际值；所述上位机将标准表所测得校准条件的实际值通过RS485总线同时发送给各台被校终端；在校准条件下，所述被校终端通过设定的终端校准程序根据电能计量芯片的测量值与实际值计算偏差来获得校准参数，校准参数被写入在电能计量芯片的校准寄存器中，并保存到终端内部非易失性存储器中实现校准。

本发明系统的结构特点也在于：

在校准有功功率、无功功率和相位时，设置所述电能计量芯片工作在线性周期累加模式下，通过配置寄存器来使能和设置周期数，以电能计量芯片检测信号的上升沿过零来记录周期数，当记录的上升沿过零达到设置的周期数时，即产生线性周期中断控制信号，告知所述终端内部主处理器在所设周期数的时间内采样完成，此时将读取的电能计量芯片能量寄存器的数值作为所述芯片的测量值。

在给定的校准条件下，所述终端校准程序根据接收到的上位机校准命令按以下步骤进行：首先校准电压、电流和有功功率；然后校准无功功率；接着进行相位校准，对于不同电流大小划分档位分别对其进行相位校准，获得不同电流大小档位所对应的相位校准参数；最后保存所有校准参数。

在所述相位校准中，由上位机设置的校准条件为：电压U＝220V，功率因数cosΦ＝0.5，不同档位的电流值。由上位机控制不同电流档位从小到才依次自动切换，终端在线性周期累加模式下完成不同电流档位的相位校准。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

本发明方法是基于高精度标准表的实时比较法，上位机控制三相程控源信号的输出，并把标准表的各电气参数的实际值通过RS485总线传输到每台被校终端上，各台终端校准程序就会自动计算出自己的校准参数。本发明方法流程容易控制，实时性高，耗时短，RS485总线上最多可接48台被校终端，这样就可以一次性校准多台终端，而且三相可以同时进行校准，这样就大大提高了校准效率且校准精度很高。

附图说明

图1为本发明终端校准系统原理框图；

图2为本发明终端硬件原理框图；

图3为本发明上位机校准程序流程图；

图4为本发明终端校准流程图；

图5为本发明终端校准主程序流程图；

图6为本发明终端电压电流增益校准流程图；

图7为本发明终端线性周期累加模式程序流程图；

图8为本发明终端有功无功增益校准流程图；

图9为本发明终端相位校准流程图；

以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。

具体实施方式

参见图1，本实施例中终端校准系统构成为：上位机通过USB转RS232转换成多个RS232串口，串口1和串口4分别于三相程控源和标准表通信，而串口2和串口3分别经过RS232/485转换器通过RS485总线与48台被校终端相连。