一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法与流程

1.本发明涉及配用电技术领域，尤其涉及一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法。


背景技术：

2.用电检查仪产品通过台区识别、电能质量分析、互感器变比分析、电网噪声分析、错接线分析、电表误差分析等六大功能协助供电人员理清线路拓扑分布，分析电能质量和电网噪声，全方面的分析线损情况。由于现场状况复杂，时常出现电能表线路错接的情况，对于线路中负载的功率因数角较小的情况，线路错接还是容易被识别出的，然而当线路中负载的功率因数角大于30度时，会存在多解，这时往往难以直接确认错接情况。此外，对于存在错接线的情况，设备计算的功率与实际功率会存在相应的偏差，这会导致最终电量计算错误，影响供电公司和用户的相关权益。


技术实现要素：

3.本发明针对现有技术的不足，提出一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，通过索引矩阵反映出所有可能的接线方式，计算不同接线方式下三相功率因数角之和，选取符合负载特征的最小值来计算得出最可能接线方式，在线路中负载的功率因数角大于30度时仍可以确认清楚错接情况，同时，计算出目标功率与当前功率的差值和比值进行电量追补。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，包括以下步骤。
6.步骤1：用电检查仪装置采集三相电压u1、u2、u3和三相电流i1、i2、i3的波形。
7.计算u3与u1的工频分量相角差∠u3u1，根据计算结果确定电压相序，进而根据相序确定相别，即u1、u2、u3与a、b、c三相电压ua、ub、uc的对应关系。
8.步骤2：分别计算in与um、-um的功率因数角∠inum、∠i
n-um，得到一个3
×
6的矩阵1。
9.其中n取1、2、3；m取a、b、c。
10.步骤3：根据矩阵1，形成一个6
×
8的索引矩阵2。
11.矩阵2中每个元素由3个值组成，3个值依次为矩阵1中第1、2、3行中的列索引。
12.步骤4：遍历计算矩阵2中各元素在矩阵1中对应的3个值的绝对值之和，形成矩阵3。
13.步骤5：结合负载类型与矩阵1、2、3确定电流相别与相序。
14.步骤6：对比电压、电流的相序、相别，判断电能表是否错接线：若出现错接线，则分别计算目标功率与当前功率的差值和比值并根据计算结果完成电量追补。
15.优选地，所述工频分量相角差的计算方法具体为：用离散傅里叶变换提取两个变量工频相位后转换为角度值，计算所得两个角度值的差值即为工频分量相角差。
16.根据计算结果确定电压相序，进而确定与相序对应的三相电压ua、ub、uc的方法为：
若∠u3u1大于115度且小于125度，则电压为正相序，可确定电压相别为：u1、u2、u3分别对应ua、ub、uc；若∠u3u1大于-125度且小于-115度，则电压为逆向序，可确定电压相别为：u1、u2、u3分别对应ua、uc、ub。
17.优选地，所述步骤2中，首先计算i1、i2、i3与ua的功率因数角，再结合六角图分别计算i1、i2、i3与-ua、ub、-ub、uc、-uc的功率因数角，得到矩阵1。
18.。
19.矩阵中从左至右的每一列代表的电流相别依次为a、-a、b、-b、c、-c。
20.优选地，当矩阵1中某元素取值不在[-90
°
, 90
°
]范围内时，将元素值置为+∞。
[0021]
优选地，所述步骤3中矩阵2具体如下。
[0022]
。
[0023]
优选地，所述步骤5的具体流程如下。
[0024]
s1，从矩阵2中选出在矩阵1中的三相对应取值均满足负载特征的元素。
[0025]
负载特征即容性负载功率因数角取值在[-90
°
, 0
°
），感性负载功率因数角取值在（0
°
, 90
°
]。
[0026]
s2，从所选元素中进一步选出在矩阵3中的对应取值最小的一或多个元素，根据该元素的索引得出电流相别与相序。
[0027]
优选地，所述步骤6中当前功率w1计算方法如下。
[0028]
若电压为正相序，则。
[0029]
若电压为逆相序，则。
[0030]
其中∠i1u1、∠i2u1、∠i3u1分别为i1、i2、i3与u1的功率因数角。
[0031]
目标功率w0计算方法如下。
[0032]
。
[0033]
其中∠iaua、∠ibub、∠icuc分别为ia与ua、ib与ub、ic与uc的功率因数角，ia、ib、ic分别为与相序、相别对应的三相电流值。
[0034]
本发明的有益效果是：通过索引矩阵反映出所有可能的接线方式，计算不同接线方式下三相功率因数角之和，选取符合负载特征的最小值来计算得出最可能接线方式，在线路中负载的功率因数角大于30度时仍可以确认清楚错接情况，同时，计算出目标功率与当前功率的差值和比值进行电量追补，具有很强的工程实用性。
附图说明
[0035]
图1为本发明的总体流程图。
[0036]
图2为本发明实施例1对应的六角图。
具体实施方式
[0037]
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
[0038]
实施例1：结合附图1，一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，包括以下步骤。
[0039]
用电检查仪装置采集三相电压u1、u2、u3和三相电流i1、i2、i3的波形，用离散傅里叶变换(discrete fourier transform, dft)提取u1的工频相位并转换为角度值为10度，提取u3的工频相位转换为角度值-110度，计算u3与u1的工频分量相角差∠u3u1=-110
°‑
10
°
=-120
°
，根据计算结果确定电压相序，-125
°
＜∠u3u1＜-115
°
，确定电压为逆向序，可确定电压相别为：u1、u2、u3分别对应ua、uc、ub。
[0040]
步骤2：如附图2所示，用dft提取i1、i2、i3的工频相位并转换为角度值，分别为55
°
、85
°
、135
°
，计算i1、i2、i3与ua的功率因数角分别为45
°
、75
°
、125
°
，结合六角图可知ua、-ua、ub、-ub、uc、-uc的角度分别为0
°
、180
°
、120
°
、-60
°
、-120
°
、60
°
，分别计算i1、i2、i3与-ua、ub、-ub、uc、-uc的功率因数角，得到矩阵1，若矩阵1中有角度值不在[-90
°
, 90
°
]范围内则直接将其置为，矩阵1的最终结果如下。
[0041]
。
[0042]
步骤3：列举所有可能的接线情况，得到一个6
×
8的矩阵2，如下。
[0043]
。
[0044]
该索引矩阵列举了所有可能的电流接线方式，以第1行第1列元素[1,3,5]为例，代表i1、i2、i3的接线方式分别为ia、ib、ic，类似地，第3行第3列元素[3,2,5]代表i1、i2、i3的接线方式分别为ib、-ia、ic，运用该矩阵计算某行某列元素[x,y,z]对应的功率因数角度和时，只需计算矩阵1中第1行第x列元素、第2行第y列元素、第3行第z列元素的绝对值之和即可。
[0045]
步骤4：从矩阵2中选出在矩阵1中的三相对应取值均满足负载特征的元素，计算每一项对应的矩阵1中3个角度的绝对值之和，得到矩阵3如下。
[0046]
。
[0047]
从所选元素中进一步选出在矩阵3中的对应取值最小的一或多个元素，矩阵3中元素的最小值为65度。
[0048]
步骤5：结合负载类型与矩阵1、2、3确定电流相别与相序，矩阵3中存在唯一最小值为65度，已知a、b两相负载为感性负载，65度对应元素[1,4,5]，矩阵1的第1行第1列、第2行第4列角度值取值范围应在（0
°
, 90
°
]范围内，满足负载容感性特征，因此矩阵2中相应元素[1,4,5]即为电流接线方式，即代表电流相别为i1、i2、i3分别对应着ia、-ib、ic，对于矩阵3中最小值不满足负载容感特性的情况，需求解矩阵3中元素的次最小值并查看对应接线方式是否满足负载容感特性，并以此类推。
[0049]
步骤6：对比电压、电流的相序、相别，判断电能表是否错接线，实施例中，电压相别为u1、u2、u3分别对应ua、uc、ub，电流相别为i1、i2、i3分别对应着ia、-ib、ic，接线错误，因此需要进行电量追补。分别计算当前功率w1和目标功率w0，已知u1、u2、u3的有效值分别为210v、220v、230v，i1、i2、i3的有效值分别为13.5a、15.7a、18.6a，电压为逆相序，当前功率=2639w。
[0050]
根据附图2所示六角图，分别计算∠iaua=45
°
、∠ibub=15
°
、∠icuc=5
°
，目标功率=9569w。
[0051]
最终给出目标功率与当前功率的差值、比值：w
0-w1=6930w；w0/w1=3.63。
[0052]
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

技术特征：
1.一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：用电检查仪装置采集三相电压u1、u2、u3和三相电流i1、i2、i3的波形；计算u3与u1的工频分量相角差∠u3u1，根据计算结果确定电压相序，进而根据相序确定相别，即u1、u2、u3与a、b、c三相电压u
a
、u
b
、u
c
的对应关系；步骤2：分别计算i
n
与u
m
、-u
m
的功率因数角∠i
n
u
m
、∠i
n-u
m
，得到一个3
×
6的矩阵1；其中n取1、2、3；m取a、b、c；步骤3：根据矩阵1，形成一个6
×
8的索引矩阵2；矩阵2中每个元素由3个值组成，3个值依次为矩阵1中第1、2、3行中的列索引；步骤4：遍历计算矩阵2中各元素在矩阵1中对应的3个值的绝对值之和，形成矩阵3；步骤5：结合负载类型与矩阵1、2、3确定电流相别与相序；步骤6：对比电压、电流的相序、相别，判断电能表是否错接线：若出现错接线，则分别计算目标功率与当前功率的差值和比值并根据计算结果完成电量追补。2.根据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征在于，所述工频分量相角差的计算方法具体为：用离散傅里叶变换提取两个变量工频相位后转换为角度值，计算所得两个角度值的差值即为工频分量相角差；根据计算结果确定电压相序，进而确定与相序对应的三相电压u
a
、u
b
、u
c
的方法为：若∠u3u1大于115度且小于125度，则电压为正相序，可确定电压相别为：u1、u2、u3分别对应u
a
、u
b
、u
c
；若∠u3u1大于-125度且小于-115度，则电压为逆向序，可确定电压相别为：u1、u2、u3分别对应u
a
、u
c
、u
b
。3.根据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征在于，所述步骤2中，首先计算i1、i2、i3与u
a
的功率因数角，再结合六角图分别计算i1、i2、i3与-u
a
、u
b
、-u
b
、u
c
、-u
c
的功率因数角，得到矩阵1：；矩阵中从左至右的每一列代表的电流相别依次为a、-a、b、-b、c、-c。4.根据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征在于，当矩阵1中某元素取值不在[-90
°
, 90
°
]范围内时，将元素值置为+∞。5.根据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征在于，所述步骤3中矩阵2具体如下：。
6.根据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征在于，所述步骤5的具体流程为：s1，从矩阵2中选出在矩阵1中的三相对应取值均满足负载特征的元素；负载特征即容性负载功率因数角取值在[-90
°
, 0
°
），感性负载功率因数角取值在（0
°
, 90
°
]；s2，从所选元素中进一步选出在矩阵3中的对应取值最小的一或多个元素，根据该元素的索引得出电流相别与相序。7.根据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征在于，所述步骤6中当前功率w1计算方法为：若电压为正相序，则；若电压为逆相序，则；其中∠i1u1、∠i2u1、∠i3u1分别为i1、i2、i3与u1的功率因数角；目标功率w0计算方法为：；其中∠i
a
u
a
、∠i
b
u
b
、∠i
c
u
c
分别为i
a
与u
a
、i
b
与u
b
、i
c
与u
c
的功率因数角，i
a
、i
b
、i
c
分别为与相序、相别对应的三相电流值。

技术总结
本发明涉及配用电技术领域，具体公开了一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，步骤如下：用电检查仪采集电压和电流。根据工频分量相角差确定电压相序、相别。计算采集电流与正负三相电压的功率因数角得矩阵1。根据矩阵1得索引矩阵2。计算矩阵2中各元素在矩阵1中对应的3个值的绝对值和得矩阵3。结合负载类型与各矩阵确定电流相别与相序。判断错接线情况：出现错接线则根据目标功率与当前功率的差值和比值追补电量。本发明通过索引矩阵反映接线方式，计算各接线方式下功率因数角和，选取符合负载特征的最小值计算最可能接线方式，在负载功率因数角度大时仍可确认错接情况，计算目标功率与当前功率的差值和比值追补电量，工程实用性强。程实用性强。程实用性强。


技术研发人员：王敏 张永全 李建赛 狄克松 孙鹏祥 杜保鲁 张文艳 罗超 张威龙 曹乾磊
受保护的技术使用者：青岛鼎信通讯科技有限公司 青岛鼎信通讯电力工程有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/9/7