專利名稱：一種電能計(jì)量中防潛動(dòng)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能計(jì)量中防潛動(dòng)的方法，屬于電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電能計(jì)量中的GB/T17215標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)潛動(dòng)的定義是當(dāng)施加電壓而電流線路無(wú)電流時(shí)， 儀表的測(cè)試輸出不應(yīng)產(chǎn)生多于一個(gè)的脈沖。通俗的講，用戶在沒(méi)有用電的時(shí)候，電表不應(yīng) 走字。用戶沒(méi)有用電，就是在電壓通道上加上電壓，電流線路不加電流，在這種情況下不 應(yīng)有脈沖輸出。雖然在電流線路沒(méi)有加信號(hào)，但是會(huì)存在些噪聲，如果不做些特殊處理的 話，長(zhǎng)期累計(jì)，就一定會(huì)有脈沖送出。這樣就會(huì)給用戶造成沒(méi)有用電，但是電表卻在走字 的現(xiàn)象。所以必須有一種辦法和邏輯來(lái)防止這樣情況發(fā)生即防潛動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)。
能量判別方式目前絕大部分的芯片的防潛動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)都是通過(guò)能量的判斷實(shí)現(xiàn)的，
是基于定時(shí)復(fù)零電路實(shí)現(xiàn)的，即對(duì)于某個(gè)型號(hào)的表，出脈沖最長(zhǎng)的時(shí)間應(yīng)該是多少，如果 超出這個(gè)時(shí)間，不出脈沖，那能量寄存器中保存的能量值應(yīng)該清零，否則如果再不清零， 早晚會(huì)輸出脈沖。以上的防潛動(dòng)設(shè)計(jì)是通過(guò)能量的方式進(jìn)行判斷的，通過(guò)能量的判斷在大 多數(shù)情況上沒(méi)有問(wèn)題的，但是在某些實(shí)際的應(yīng)用中，可能會(huì)存在問(wèn)題。因?yàn)楣β食伺c電 壓、電流有效值有關(guān)，還與電壓、電流的交角有關(guān)。在實(shí)際的應(yīng)用中，如用戶的負(fù)載是一
個(gè)容性負(fù)載或者感性負(fù)載，此時(shí)電壓、電流有效值比較大，但是他們之間的交角處于90。 附近，這樣有功能量很小，所以有可能出一個(gè)脈沖的時(shí)間會(huì)大于防潛動(dòng)時(shí)間。如果按照上 述的防潛動(dòng)邏輯，在上面的這個(gè)應(yīng)用中，他的能量將被忽略，這是不允許的，所以以上的 防潛動(dòng)邏輯設(shè)計(jì)有局限性。
電流判別方式這種判別方式是通過(guò)判斷電流的大小來(lái)確定當(dāng)前的能量數(shù)據(jù)是有效能
量還是噪聲能量，這種判斷方式可有效消除用能量判斷方式引入的問(wèn)題。但是對(duì)電流的測(cè)
量有比較高的要求，要求能測(cè)量0.1%額定電流(以下簡(jiǎn)稱Ib)左右的電流大小，而在實(shí)
際應(yīng)用中，為了保證計(jì)量的精度，模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號(hào)處理的工作范圍通常在
5%Ib—600%Ib,在電流大小在0. l%Ib時(shí)無(wú)論模數(shù)轉(zhuǎn)換器還是數(shù)字信號(hào)處理引入的噪聲都 會(huì)影響到Ib電流的檢測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種電能計(jì)量中防潛動(dòng)的方法，為使數(shù)字信號(hào)處理截?cái)喈a(chǎn)生的噪 聲不影響電流大小的檢測(cè)，對(duì)輸入的信號(hào)做增益放大和抗飽和的預(yù)處理，之后再通過(guò)窄帶 帶通濾、波提高數(shù)字信號(hào)的信噪比，經(jīng)過(guò)自相關(guān)相乘、低通濾波和回差判決，最終得到防潛 動(dòng)需要的判據(jù)。
本發(fā)明提出的電表計(jì)量中防潛動(dòng)的方法，包括以下步驟-
(1) 從電網(wǎng)輸入的電流信號(hào)中選擇用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)，將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號(hào)；
(2) 對(duì)上述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行增益放大；
(3) 對(duì)上述增益放大后的數(shù)字信號(hào)中的超出電能計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量范圍的信號(hào)進(jìn)行飽和
處理；
(4) 對(duì)飽和處理后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，以通過(guò)與50赫茲相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；
(5) 對(duì)帶通濾波后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)相乘，并進(jìn)行低通濾波，濾除與高于50赫 茲相對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)，開(kāi)平方根，得到用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)的有效值；
(6) 對(duì)上述有效值進(jìn)行回差判斷，當(dāng)有效值大于設(shè)定的上限門(mén)限值時(shí)則輸出啟動(dòng)信 號(hào)，電能計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行電能計(jì)量，當(dāng)有效值小于設(shè)定的下限門(mén)限值時(shí)，則輸出潛動(dòng)信號(hào)， 電能計(jì)量系統(tǒng)停止電能計(jì)量。
本發(fā)明提出的電表計(jì)量中防潛動(dòng)的方法，其優(yōu)點(diǎn)是采用電流作為潛動(dòng)的判斷依據(jù)，避 免了采用有功功率作為判斷依據(jù)的局限性，通過(guò)帶通濾波提高了用于潛動(dòng)判斷依據(jù)的電流 的信噪比，從而提高了潛動(dòng)判斷的可靠性和準(zhǔn)確性。


圖1是本發(fā)明方法的原理框圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明提出的電表計(jì)量中防潛動(dòng)的方法，其流程框圖如圖l所示，首先從電網(wǎng)輸入的 電流信號(hào)中選擇用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)，將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；對(duì)上述數(shù)字信 號(hào)進(jìn)^1增益放大；對(duì)上述增益放大后的數(shù)字信號(hào)中的超出電能計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量范圍的信號(hào)進(jìn) 行飽和處理；對(duì)飽和處理后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，以通過(guò)與50赫茲相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信 號(hào)；對(duì)帶通濾波后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)相乘，并進(jìn)行低通濾波，濾除與高于50赫茲相
對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)，開(kāi)平方根，得到用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)的有效值；對(duì)上述有效值進(jìn)行回 差判斷，當(dāng)有效值大于設(shè)定的上限門(mén)限值時(shí)則輸出啟動(dòng)信號(hào)，電能計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行電能計(jì)量， 當(dāng)有效值小于設(shè)定的下限門(mén)限值時(shí)，則輸出潛動(dòng)信號(hào)，電能計(jì)量系統(tǒng)停止電能計(jì)量。 以下詳細(xì)介紹本發(fā)明方法
本方法首先將電網(wǎng)上的電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為n位數(shù)字信號(hào)。位數(shù)n決定了運(yùn)算中數(shù)字信號(hào) 處理引入的噪聲的大小，為了讓信號(hào)在0.1%Ib大小時(shí)不受到這個(gè)噪聲的影響，在防潛動(dòng)
處理之前將輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)增益放大環(huán)節(jié)，即y(n)-皿(")，其中Z(n)表示輸入到 增益放大環(huán)節(jié)的信號(hào)；尺表示增益，在工程實(shí)踐中可以取^: = 2"(其中M可以取自然數(shù)1， 2， 3……n); n")i示增益放大環(huán)節(jié)輸出的信號(hào)。
為了保證增益放大后的信號(hào)不溢出，本發(fā)明方法還設(shè)計(jì)了飽和處理環(huán)節(jié)。飽和處理的
過(guò)程是設(shè)計(jì)時(shí)首先根據(jù)電能計(jì)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍的限制設(shè)定信號(hào)的計(jì)量范圍。'若增益放 大后輸出信號(hào)大于計(jì)量范圍的最大值，則使輸出值等于計(jì)量范圍的最大值；若增益放大后 輸出信號(hào)小于計(jì)量范圍的最小值，則使輸出值等于計(jì)量范圍的最小值；若增益放大后輸出 信號(hào)大于計(jì)量范圍的最小值，并且小于計(jì)量范圍的最大值，則使輸出值等于增益放大后輸 出的信號(hào)。
經(jīng)飽和處理后的輸出信號(hào)通過(guò)帶通濾波，帶通濾波的主要作用是使50Hz的電流信號(hào) 通過(guò)，而抑制其它的高頻和低頻成分。
帶通濾波輸出的信號(hào)通過(guò)自相關(guān)相乘之后，產(chǎn)生的信號(hào)中含有50Hz和100Hz的交流 信號(hào)，通過(guò)低通濾波濾除其中的50Hz和100Hz的交流信號(hào)后，得到直流成份，通過(guò)開(kāi)平 方運(yùn)算，得到用于潛動(dòng)判斷的電流的有效值。
上述輸出的電流有效值是直流，與電網(wǎng)電流信號(hào)成正比，為了使?jié)搫?dòng)標(biāo)志的輸出穩(wěn)定， 必須采用回差判決方式，如圖l所示，當(dāng)輸出的電流有效值大于上限門(mén)限值Q點(diǎn)設(shè)置的值 時(shí)，應(yīng)該啟動(dòng)電能計(jì)量；當(dāng)輸出的電流有效值小于下限門(mén)限值P點(diǎn)設(shè)置的值時(shí)，應(yīng)該關(guān)閉 計(jì)量，上限門(mén)限值大于下限門(mén)限值，構(gòu)成回差判決，這樣就可以有效地防止電能計(jì)量中潛 動(dòng)現(xiàn)象的產(chǎn)生。
本發(fā)明方法中所述的上、下限門(mén)限值，根據(jù)電能計(jì)量系統(tǒng)中設(shè)定的進(jìn)入潛動(dòng)狀態(tài)而關(guān) 閉電能計(jì)量時(shí)電流的大小而設(shè)定，因此上限門(mén)限值應(yīng)該大于設(shè)定電流，下限門(mén)限值應(yīng)該小 于設(shè)定電流。
權(quán)利要求
1、一種電表計(jì)量中防潛動(dòng)的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)從電網(wǎng)輸入的電流信號(hào)中選擇用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)，將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；(2)對(duì)上述數(shù)字信號(hào)進(jìn)行增益放大；(3)對(duì)上述增益放大后的數(shù)字信號(hào)中的超出電能計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量范圍的信號(hào)進(jìn)行飽和處理；(4)對(duì)飽和處理后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行帶通濾波，以通過(guò)與50赫茲相對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)；(5)對(duì)帶通濾波后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)相乘，并進(jìn)行低通濾波，濾除與高于50赫茲相對(duì)應(yīng)數(shù)字信號(hào)，開(kāi)平方根，得到用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)的有效值；(6)對(duì)上述有效值進(jìn)行回差判斷，當(dāng)有效值大于設(shè)定的上限門(mén)限值時(shí)則輸出啟動(dòng)信號(hào)，電能計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行電能計(jì)量，當(dāng)有效值小于設(shè)定的下限門(mén)限值時(shí)，則輸出潛動(dòng)信號(hào)，電能計(jì)量系統(tǒng)停止電能計(jì)量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電表計(jì)量中防潛動(dòng)的方法，屬于電能計(jì)量技術(shù)領(lǐng)域。首先從電網(wǎng)輸入的電流信號(hào)中選擇用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)，將該電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并進(jìn)行增益放大；對(duì)增益放大后的數(shù)字信號(hào)中的超出電能計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量范圍的信號(hào)進(jìn)行飽和處理和帶通濾波，對(duì)帶通濾波后的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)相乘，并進(jìn)行低通濾波，開(kāi)平方根，得到用于潛動(dòng)判斷的電流信號(hào)的有效值；對(duì)有效值進(jìn)行回差判斷，根據(jù)回差判斷結(jié)果控制電能計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行電能計(jì)量。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是采用電流作為潛動(dòng)的判斷依據(jù)，避免了采用有功功率作為判斷依據(jù)的局限性，通過(guò)帶通濾波提高了用于潛動(dòng)判斷依據(jù)的電流的信噪比，進(jìn)而提高了潛動(dòng)判斷的可靠性和準(zhǔn)確性。
文檔編號(hào)G01R11/17GK101105508SQ20071011991
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2007年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月3日
發(fā)明者昆 楊, 王榮華, 譚年熊, 門(mén)長(zhǎng)有 申請(qǐng)人:杭州萬(wàn)工科技有限公司;北京萬(wàn)工科技有限公司;萬(wàn)高(杭州)科技有限公司