專利名稱：一種電能計量中防潛動的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電能計量中防潛動的方法，屬于電能計量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電能計量中的GB/T17215標(biāo)準中對潛動的定義是當(dāng)施加電壓而電流線路無電流時， 儀表的測試輸出不應(yīng)產(chǎn)生多于一個的脈沖。通俗的講，用戶在沒有用電的時候，電表不應(yīng) 走字。用戶沒有用電，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。雖然在電流線路沒有加信號，但是會存在些噪聲，如果不做些特殊處理的 話，長期累計，就一定會有脈沖送出。這樣就會給用戶造成沒有用電，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防止這樣情況發(fā)生即防潛動邏輯設(shè)計。
能量判別方式目前絕大部分的芯片的防潛動邏輯設(shè)計都是通過能量的判斷實現(xiàn)的，
是基于定時復(fù)零電路實現(xiàn)的，即對于某個型號的表，出脈沖最長的時間應(yīng)該是多少，如果 超出這個時間，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， 早晚會輸出脈沖。以上的防潛動設(shè)計是通過能量的方式進行判斷的，通過能量的判斷在大 多數(shù)情況上沒有問題的，但是在某些實際的應(yīng)用中，可能會存在問題。因為功率除了與電 壓、電流有效值有關(guān)，還與電壓、電流的交角有關(guān)。在實際的應(yīng)用中，如用戶的負載是一
個容性負載或者感性負載，此時電壓、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，所以有可能出一個脈沖的時間會大于防潛動時間。如果按照上 述的防潛動邏輯，在上面的這個應(yīng)用中，他的能量將被忽略，這是不允許的，所以以上的 防潛動邏輯設(shè)計有局限性。
電流判別方式這種判別方式是通過判斷電流的大小來確定當(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題。但是對電流的測
量有比較高的要求，要求能測量0.1%額定電流(以下簡稱Ib)左右的電流大小，而在實
際應(yīng)用中，為了保證計量的精度，模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字信號處理的工作范圍通常在
5%Ib—600%Ib,在電流大小在0. l%Ib時無論模數(shù)轉(zhuǎn)換器還是數(shù)字信號處理引入的噪聲都 會影響到Ib電流的檢測。

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


圖1是本發(fā)明方法的原理框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提出的電表計量中防潛動的方法，其流程框圖如圖l所示，首先從電網(wǎng)輸入的 電流信號中選擇用于潛動判斷的電流信號，將該電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；對上述數(shù)字信 號進^1增益放大；對上述增益放大后的數(shù)字信號中的超出電能計量系統(tǒng)計量范圍的信號進 行飽和處理；對飽和處理后的數(shù)字信號進行帶通濾波，以通過與50赫茲相對應(yīng)的數(shù)字信 號；對帶通濾波后的數(shù)字信號進行自相關(guān)相乘，并進行低通濾波，濾除與高于50赫茲相
對應(yīng)數(shù)字信號，開平方根，得到用于潛動判斷的電流信號的有效值；對上述有效值進行回 差判斷，當(dāng)有效值大于設(shè)定的上限門限值時則輸出啟動信號，電能計量系統(tǒng)進行電能計量， 當(dāng)有效值小于設(shè)定的下限門限值時，則輸出潛動信號，電能計量系統(tǒng)停止電能計量。 以下詳細介紹本發(fā)明方法
本方法首先將電網(wǎng)上的電流信號轉(zhuǎn)換為n位數(shù)字信號。位數(shù)n決定了運算中數(shù)字信號 處理引入的噪聲的大小，為了讓信號在0.1%Ib大小時不受到這個噪聲的影響，在防潛動
處理之前將輸入信號經(jīng)過一個增益放大環(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；尺表示增益，在工程實踐中可以取^: = 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。
為了保證增益放大后的信號不溢出，本發(fā)明方法還設(shè)計了飽和處理環(huán)節(jié)。飽和處理的
過程是設(shè)計時首先根據(jù)電能計量系統(tǒng)的動態(tài)范圍的限制設(shè)定信號的計量范圍。'若增益放 大后輸出信號大于計量范圍的最大值，則使輸出值等于計量范圍的最大值；若增益放大后 輸出信號小于計量范圍的最小值，則使輸出值等于計量范圍的最小值；若增益放大后輸出 信號大于計量范圍的最小值，并且小于計量范圍的最大值，則使輸出值等于增益放大后輸 出的信號。
經(jīng)飽和處理后的輸出信號通過帶通濾波，帶通濾波的主要作用是使50Hz的電流信號 通過，而抑制其它的高頻和低頻成分。
帶通濾波輸出的信號通過自相關(guān)相乘之后，產(chǎn)生的信號中含有50Hz和100Hz的交流 信號，通過低通濾波濾除其中的50Hz和100Hz的交流信號后，得到直流成份，通過開平 方運算，得到用于潛動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)電流信號成正比，為了使?jié)搫訕?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限值Q點設(shè)置的值 時，應(yīng)該啟動電能計量；當(dāng)輸出的電流有效值小于下限門限值P點設(shè)置的值時，應(yīng)該關(guān)閉 計量，上限門限值大于下限門限值，構(gòu)成回差判決，這樣就可以有效地防止電能計量中潛 動現(xiàn)象的產(chǎn)生。
本發(fā)明方法中所述的上、下限門限值，根據(jù)電能計量系統(tǒng)中設(shè)定的進入潛動狀態(tài)而關(guān) 閉電能計量時電流的大小而設(shè)定，因此上限門限值應(yīng)該大于設(shè)定電流，下限門限值應(yīng)該小 于設(shè)定電流。
權(quán)利要求
1、一種電表計量中防潛動的方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)從電網(wǎng)輸入的電流信號中選擇用于潛動判斷的電流信號，將該電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；(2)對上述數(shù)字信號進行增益放大；(3)對上述增益放大后的數(shù)字信號中的超出電能計量系統(tǒng)計量范圍的信號進行飽和處理；(4)對飽和處理后的數(shù)字信號進行帶通濾波，以通過與50赫茲相對應(yīng)的數(shù)字信號；(5)對帶通濾波后的數(shù)字信號進行自相關(guān)相乘，并進行低通濾波，濾除與高于50赫茲相對應(yīng)數(shù)字信號，開平方根，得到用于潛動判斷的電流信號的有效值；(6)對上述有效值進行回差判斷，當(dāng)有效值大于設(shè)定的上限門限值時則輸出啟動信號，電能計量系統(tǒng)進行電能計量，當(dāng)有效值小于設(shè)定的下限門限值時，則輸出潛動信號，電能計量系統(tǒng)停止電能計量。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電表計量中防潛動的方法，屬于電能計量技術(shù)領(lǐng)域。首先從電網(wǎng)輸入的電流信號中選擇用于潛動判斷的電流信號，將該電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并進行增益放大；對增益放大后的數(shù)字信號中的超出電能計量系統(tǒng)計量范圍的信號進行飽和處理和帶通濾波，對帶通濾波后的數(shù)字信號進行自相關(guān)相乘，并進行低通濾波，開平方根，得到用于潛動判斷的電流信號的有效值；對有效值進行回差判斷，根據(jù)回差判斷結(jié)果控制電能計量系統(tǒng)進行電能計量。本發(fā)明方法的優(yōu)點是采用電流作為潛動的判斷依據(jù)，避免了采用有功功率作為判斷依據(jù)的局限性，通過帶通濾波提高了用于潛動判斷依據(jù)的電流的信噪比，進而提高了潛動判斷的可靠性和準確性。
文檔編號G01R11/17GK101105508SQ20071011991
公開日2008年1月16日 申請日期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, 門長有 申請人:杭州萬工科技有限公司;北京萬工科技有限公司;萬高(杭州)科技有限公司