一种电能表载波模块动静态功耗测试装置及方法

技术领域

本发明涉及一种电能表载波模块动静态功耗测试装置，属电能表技术领域。

背景技术

目前电能表上普遍安装了载波通信模块（简称：载波模块或通信单元），具有载波模块的电能表能够通过电力线与台区集中器通信。台区集中器将抄读的电能表电量等数据发送到后台主站保存，从而实现远程抄表功能。由于载波模块使用数量多，国网公司专门制定了相关技术规范，以加强载波模块的质量管控。在国网企标Q/GDW 1374.3-2013《电力用户用电信息采集系统技术规范 第3部分：通信单元技术规范》中，明确规定了电能表载波模块的动静态功耗指标，要求单相表载波模块的静态功耗小于0.6W，动态功耗小于1.5W。

现有的载波模块功耗测试方法主要是针对载波模块本身，被测载波模块安装在特制的插槽中，然后通过抄控器来模拟集中器与载波模块通信，从而测量载波模块的动静态功耗。这种测试方法实现起来比较复杂，而且没有结合现场实际工作环境，其测得的数值不具备代表性。

公开号CN107707276A公开了一种基于宽带电力线载波通信单元的功耗检测装置，包括：电源负载单元、直流功耗测试单元、微控制单元、网络通信单元和显示单元。但该装置存在以下问题：该装置将电能表通信单元和集中器通信单元独立进行测试，这种测试方法与实际运行环境有很大差异，测试出来的功耗只是实验室模拟环境下的功耗，不具有现实参考价值。电能表通信单元和集中器通信单元都是一种载波模块，它们作为一个部件装插在电能表和集中器上面，从而实现电能表和集中器之间的本地通信。为了真实的测试电能表通信单元（亦称电能表载波模块）的功耗，应该将电能表载波模块插入电能表，在其实际工作环境下进行测试。公开号CN107707276A中的装置，通过电源负载单元为电能表通信单元和集中器通信单元提供稳定的直流电压，这种方式也与被试品的实际工作环境不一致；电能表通信单元和集中器通信单元在实际工作时，是分别直接从电能表和集中器上面取电，而电能表和集中器提供电源质量与该装置电源负载单元会有差异，这样将导致载波模块的动静态功耗测试值与实际结果之间存在差异。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有的载波模块功耗测试方法存在的问题，提出一种电能表载波模块动静态功耗测试装置。

本发明实现的技术方案如下，一种电能表载波模块动静态功耗测试装置，包括功率计、单片机控制器、液晶显示器、集中器、隔离开关和带载波模块插槽的电能表；所述功率计串联在火线L中，同时一端连接到零线N；单片机控制器与功率计之间通过串口线互联；液晶显示器与单片机控制器相连，用于显示功耗数据信息；电能表一端连接到功率计，另一端直接与零线N相连；隔离开关进线侧分别与火线L和零线N相连，出线侧与集中器相连；载波模块通过功率计实现动静态功耗测试。

所述功率计位于电能表前端，通过获取线路电流和电压数值，实时计算得出当前功耗大小；单片机控制器持续读取功率计实时测量的功耗值，取近10次测量的平均值作为测得值。

载波模块的静态功耗是指，载波模块插入电能表中，在电能表上取电后处不与外界进行通信时的功耗，也可以理解为载波模块处于待机时的功耗；

载波模块的动态功耗是指，载波模块插入电能表中，在电能表上取电后处于不间断与外界进行通信时的功耗，也可以理解为载波模块处于工作时的功耗。

所述载波模块动静态功耗测试方法如下：

（1）电能表中不安装载波模块，隔离开关处于断开状态，取近10次测量的平均值作为测得值，记为P

（2）电能表中安装载波模块，隔离开关处于断开状态，取近10次测量的平均值作为测得值，记为P

（3）电能表中安装载波模块，隔离开关处于闭合状态，并使集中器反复抄读电能表，取近10次测量的平均值作为测得值，记为P

（4）计算载波模块动静态功耗，静态功耗为P

（5）将测得的载波模块动态静态功耗数值与标准限定值进行比较，只有静态功耗和动态功耗均符合要求，才判定该载波模块测试合格。

本发明工作原理如下，分别测试电能表不插载波模块、电能表插入载波模块不与集中器通信（此时电能表载波模块的功耗为静态功耗）、电能表插入载波模块并与集中器通信（此时电能表载波模块的功耗为动态功耗）三种情况的功耗值，从而得出实际运行工况下的电能表载波模块的动静态功耗值。

本发明的有益效果是，本发明一种电能表载波模块动静态功耗测试装置，能够简单有效的测量载波模块的动静态功耗。测试时载波模块的运行环境与现场实际工作环境一致，并通过多次测量取平均值，以减少噪声干扰，测得的载波模块动静态功耗数据更真实可靠。

本发明适用于电能表载波模块动静态功耗测试。

附图说明

图1为本发明一种电能表载波模块动静态功耗测试装置电路结构图。

具体实施方式

本发明的具体实施方式如图1所示。

本实施例一种电能表载波模块动静态功耗测试装置，包括功率计、单片机控制器、液晶显示器、集中器、隔离开关和带载波模块插槽的电能表。

功率计串联在火线L中，同时一端连接到零线N；单片机控制器与功率计之间通过串口线互联；液晶显示器与单片机控制器相连，用于显示功耗数据信息；电能表一端连接到功率计，另一端直接与零线N相连；隔离开关进线侧分别与火线L和零线N相连，出线侧与集中器相连；载波模块实现动静态功耗测试。

功率计位于电能表前端，通过获取线路电流和电压数值，实时计算得出当前功耗大小。

单片机控制器与功率计之间通过串口通信，装置上电后，单片机控制器将持续读取功率计实时测量的功耗值，取近10次测量的平均值作为测得值，并通过液晶显示器将该值显示出来。读取功率计数值的速度可根据需要配置，默认设置为每秒读取十次，

载波模块动静态功耗测试步骤：

（1）电能表中不安装载波模块，隔离开关处于断开状态，此时功率计测量的功耗数值为裸电能表自身的功耗，取近10次测量的平均值作为测得值，记为P

（2）电能表中安装载波模块，隔离开关处于断开状态，此时功率计测量的功耗值为裸电能表自身功耗与载波模块静态功耗之和，取近10次测量的平均值作为测得值，记为P

（3）电能表中安装载波模块，隔离开关处于闭合状态，并使集中器反复抄读电能表，此时功率计测量的功耗值为裸电能表自身功耗与载波模块动态功耗之和，取近10次测量的平均值作为测得值，记为P

（4）计算载波模块动静态功耗，静态功耗为P

（5）将测得的载波模块动态静态功耗数值与标准限定值进行比较，以单相电能表载波模块为例，只有静态功耗小于0.6W和动态功耗小于1.5W同时满足要求，才判定该载波模块测试合格。