一種簡便的電能表自主自動校表方法

徐振偉 郎干勇 李 香 揚(yáng)州萬泰電子科技有限公司

一種簡便的電能表自主自動校表方法

徐振偉 郎干勇 李 香 揚(yáng)州萬泰電子科技有限公司

現(xiàn)有電能表軟件校表系統(tǒng)需要上位機(jī)、電能表、校表臺、標(biāo)準(zhǔn)電能表之間相互配合，校表臺包括標(biāo)準(zhǔn)表和標(biāo)準(zhǔn)功率源，標(biāo)準(zhǔn)表的價格比較昂貴，這使得電能表生產(chǎn)成本比較高，而且現(xiàn)有技術(shù)軟件所用算法復(fù)雜，且操作繁瑣，每校準(zhǔn)一個電能表需要設(shè)置一次參數(shù)，須耗費(fèi)大量的時間，效率不高。本文提出了一種簡便的自主自動校表方法，電能表實(shí)行自主調(diào)校，脫離了校表臺，只需一個標(biāo)準(zhǔn)功率源即可完成校表相關(guān)操作，不僅精簡了校表步驟，降低了校表成本，而且產(chǎn)品合格率大為提高。

電能表;軟件校表;自主自動

引言

校表工序是電子式電能表生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要的工序，直接影響了電子表的出廠檢驗(yàn)的合格率，也影響了電子表在線時間。

傳統(tǒng)的人工校表方式，需用電烙鐵、螺絲刀等工具對電能表進(jìn)行人工校準(zhǔn)，這些工具的使用會對儀表產(chǎn)生碰傷，而且這種校表方式調(diào)整精度低，生產(chǎn)重復(fù)性差，不利于生產(chǎn)自動化，而且大量人為因素會對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響，不能保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。現(xiàn)有的軟件校表系統(tǒng)需要上位機(jī)、電能表、校表臺、標(biāo)準(zhǔn)電能表之間相互配合，校表臺包括標(biāo)準(zhǔn)表和功率源，標(biāo)準(zhǔn)表的價格比較昂貴，這使得電能表生產(chǎn)成本比較高，而且現(xiàn)有技術(shù)軟件所用算法復(fù)雜，且操作繁瑣，每校準(zhǔn)一個電能表需要設(shè)置一次參數(shù)，須耗費(fèi)大量的時間，效率不高。

自主自動校表方法已成為電能表校驗(yàn)的研究方向之一[1-2]。本文提出了一種簡便的自主自動校表方法，精度高，生產(chǎn)重復(fù)性好，有利于生產(chǎn)自動化，減少了大量人為因素對產(chǎn)品質(zhì)量的影響，保證了產(chǎn)品和質(zhì)量的穩(wěn)定性及可靠性；電能表實(shí)行自主調(diào)校，脫離了校表臺，只需要一個功率源即可完成校表相關(guān)操作，精簡了校表步驟，降低了成本，且產(chǎn)品的合格率大為提高。

1.電能表校表步驟

本文以深圳市銳能微科技有限公司生產(chǎn)的RN8209單相計(jì)量芯片為例說明電能表自主自動校表方法。電能表自主自動校表方法步驟如圖1所示。

圖1 電能表自主自動校表方法步驟

1.1 通道調(diào)零調(diào)整

電能表外接一個標(biāo)準(zhǔn)功率源，設(shè)置功率源的參數(shù)為電壓Un ＝220V，電流I＝0A。待功率源上電穩(wěn)定后，向待校電能表發(fā)送調(diào)零命令。電能表的MCU接收命令，電能表中計(jì)量芯片RN8209讀取A、B通道電流有效值32次，取平均得到均值，將得到的均值寫入電流通道有效值寄存器，根據(jù)該值調(diào)整通道電流有效值。計(jì)量芯片RN8209讀取有效功率32次并取平均，將該平均值平方運(yùn)算后中間2字節(jié)取補(bǔ)，將得到的值寫入有功功率offset校正寄存器，根據(jù)該值調(diào)整通道有功功率值。

1.2 通道增益校正

電能表外接一個標(biāo)準(zhǔn)功率源，設(shè)置所述功率源的參數(shù)為電壓Un＝220V，電流I＝Ib，相位調(diào)至1.0。待功率源穩(wěn)定后，向電能表發(fā)送通道增益校正命令，電能表MCU 接收命令，按順序分別執(zhí)行功率校正、電流校正、電壓校正。

功率校正。計(jì)量芯片RN8209 讀取當(dāng)前功率值Pt，根據(jù)公式Px=Pt/λ=（320000000×Pt）/（K×Xh）得到當(dāng)前實(shí)際功率Px，其中，算錄數(shù)λ＝232×K×Xh/3222000000，K為電能表脈沖常數(shù)，Xh為寄存器HFCONST中的值。將所述當(dāng)前實(shí)際功率Px與標(biāo)準(zhǔn)功率Un×Ib比較，根據(jù)公式Err=（Un×Ib-Px）/（Un×Ib）×100%計(jì)算出誤差值Err。根據(jù)誤差值Err計(jì)算出功率增益校正值GPQA(B)，若誤差值小于等于零，GPQA(B)=INT（Err/HErr×215），否則，GPQA(B)=INT（216-（Err/（1+ Err））×215）。將功率增益校正值寫入所述電能表計(jì)量芯片RN8209中通道A，B的功率增益校正寄存器中。

電流校正。計(jì)量芯片RN8209 讀取電流有效值It，計(jì)算當(dāng)前真實(shí)電流值Ix，公式為Ix=It/（Ris×λPGA×1.25×223），其中Ris是錳銅電阻阻值，λPGA是通道的增益系數(shù)。在電流互感器取樣的情況下，Ix要乘上互感器的變比才能得到真實(shí)電流值。由于公式中錳銅片電阻值與所用錳銅片電阻的真實(shí)值之間存在誤差，所以必須引入有效值系數(shù)Kia=It/Ib進(jìn)行修正，其中Ib為當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)電流值，實(shí)際電流值的計(jì)算公式為Ix=It/Kia。

電壓校正。方法與電流校正相同，引入有效值系數(shù)Kiu=Ut/Un，計(jì)算公式為Ux= Ut/ Kiu。

1.3 相位校正

設(shè)置所述功率源的參數(shù)為電壓Un＝220V，電流I＝Ib，相位調(diào)至0.5。根據(jù)公式θ=arcsin（-Err/30.5）計(jì)算相位補(bǔ)償值θ。如果θ＞0，通道A、B相位校正值的計(jì)算公式為PHSA(B)=INT（θ/0.02），否則，PHSA(B)=INT（28+θ/0.02）。將得到的PHSA(B) 寫入A、B通道相位校正寄存器。

至此，電能表校表操作步驟全部完成。

2. 結(jié)束語

針對現(xiàn)有電能表軟件校表存在的不足，本文提出了一種電能表自主自動校表方法。實(shí)踐證明，采用本文提出的電能表自主自動校表方法，不僅校表效率高，而且降低了校表成本，提高了電能表可靠性。

[1]袁輝，堯冬梅，張朝軍。數(shù)字電能表的校驗(yàn)方法研究。中國測試,38(6):20-22,2012。

[2]隋爭。便攜式數(shù)字化電能表校驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)研究。山東工業(yè)技術(shù),(21):109-109，2015。