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 A (43)申请公布日 2023.09.05 (21)申请号 1.2 (22)申请日 2023.08.04 (71)申请人 青岛鼎信通讯股份有限公司 地址 266000 山东省青岛市高新区华贯路 858号鼎信科技产业园4B楼12层 申请人 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 (72)发明人 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 (51)Int.Cl. G01R 35/04 (2006.01) G01R 31/55 (2020.01) G06F 17/16 (2006.01) 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 (54)发明名称 一种基于用电检查仪的电能表错接线)摘要 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 A 符合负载特征的最小值计算最可能接线 负载功率因数角度大时仍可确认错接情况，计算 0 5 9 目标功率与当前功率的差值和比值追补电量，工 9 6 6 程实用性强。 1 1 N C CN 116699505 A 权利要求书 1/2 页 1.一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征是，包括以下步骤： 步骤1：用电检查仪装置采集三相电压U 、U 、U 和三相电流I 、I 、I 的波形； 1 2 3 1 2 3 计算U 与U 的工频分量相角差∠U U ，根据计算结果确定电压相序，进而根据相序确定 3 1 3 1 相别，即U 、U 、U 与A、B、C三相电压U 、U 、U 的对应关系； 1 2 3 a b c 步骤2：分别计算I 与U 、‑U 的功率因数角∠I U 、∠I ‑U ，得到一个3×6的矩阵1； n m m n m n m 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.依据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征是， 所述工频分量相角差的计算方式具体为：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 、U 、U 的方法为：若∠ a b c U U 大于115度且小于125度，则电压为正相序，可确定电压相别为：U 、U 、U 分别对应U 、U 、 3 1 1 2 3 a b U ；若∠U U 大于‑125度且小于‑115度，则电压为逆向序，可确定电压相别为：U 、U 、U 分别 c 3 1 1 2 3 对应U 、U 、U 。 a c b 3.依据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征是， 所述步骤2中，首先计算I 、I 、I 与U 的功率因数角，再结合六角图分别计算I 、I 、I 与‑U 、 1 2 3 a 1 2 3 a U 、‑U 、U 、‑U 的功率因数角，得到矩阵1： b b c c ； 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.依据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征是， 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.依据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征是， 所述步骤3中矩阵2具体如下： 。 2 2 CN 116699505 A 权利要求书 2/2 页 6.依据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征是， 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.依据权利要求1所述的一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法，其特征是， 所述步骤6中当前功率W 计算方式为： 1 若电压为正相序，则 ； 若电压为逆相序，则 ； 其中∠I U 、∠I U 、∠I U 分别为I 、I 、I 与U 的功率因数角； 1 1 2 1 3 1 1 2 3 1 目标功率W计算方式为： 0 ； 其中∠I U 、∠I U 、∠I U 分别为I 与U 、I 与U 、I 与U 的功率因数角，I 、I 、I 分别为 a a b b c c a a b b c c a b c 与相序、相别对应的三相电流值。 3 3 CN 116699505 A 说明书 1/4 页 一种基于用电检查仪的电能表错接线判断方法 技术领域 [0001] 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 [0002] 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。 发明内容 [0003] 本发明针对现存技术的不足，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。 [0004] 本发明的目的能够最终靠以下技术方案来实现： [0005] 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。 [0006] 步骤1：用电检查仪装置采集三相电压U 、U 、U 和三相电流I 、I 、I 的波形。 1 2 3 1 2 3 [0007] 计算U 与U 的工频分量相角差∠U U ，根据计算结果确定电压相序，进而根据相序 3 1 3 1 确定相别，即U 、U 、U 与A、B、C三相电压U 、U 、U 的对应关系。 1 2 3 a b c [0008] 步骤2：分别计算I 与U 、‑U 的功率因数角∠I U 、∠I ‑U ，得到一个3×6的矩阵1。 n m m n m n m [0009] 其中n取1、2、3；m取a、b、c。 [0010] 步骤3：根据矩阵1，形成一个6×8的索引矩阵2。 [0011] 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。 [0012] 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。 [0013] 步骤5：结合负载类型与矩阵1、2、3确定电流相别与相序。 [0014] 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。 [0015] 优选地，所述工频分量相角差的计算方式具体为：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。 [0016] 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 、U 、U 的方法为： a b c 4 4 CN 116699505 A 说明书 2/4 页 若∠U U 大于115度且小于125度，则电压为正相序，可确定电压相别为：U 、U 、U 分别对应 3 1 1 2 3 U 、U 、U ；若∠U U 大于‑125度且小于‑115度，则电压为逆向序，可确定电压相别为：U 、U 、U a b c 3 1 1 2 3 分别对应U 、U 、U 。 a c b [0017] 优选地，所述步骤2中，首先计算I 、I 、I 与U 的功率因数角，再结合六角图分别计 1 2 3 a 算I 、I 、I 与‑U 、U 、‑U 、U 、‑U 的功率因数角，得到矩阵1。 1 2 3 a b b c c [0018] 。 [0019] 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。 [0020] 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W 计算方式如下。 1 [0028] 若电压为正相序，则 。 [0029] 若电压为逆相序，则 。 [0030] 其中∠I U 、∠I U 、∠I U 分别为I 、I 、I 与U 的功率因数角。 1 1 2 1 3 1 1 2 3 1 [0031] 目标功率W计算方式如下。 0 [0032] 。 [0033] 其中∠I U 、∠I U 、∠I U 分别为I 与U 、I 与U 、I 与U 的功率因数角，I 、I 、I 分 a a b b c c a a b b c c a b c 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。 5 5 CN 116699505 A 说明书 3/4 页 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U 、U 、U 和三相电流I 、I 、I 的波形，用离散傅里叶 1 2 3 1 2 3 变换 (Discrete Fourier Transform , DFT)提取U 的工频相位并转换为角度值为10度，提 1 取U 的工频相位转换为角度值‑110度，计算U 与U 的工频分量相角差∠U U ‑110°‑10°‑ 3 3 1 3 1 120°，根据计算结果确定电压相序，‑125°＜∠U U ＜‑115°，确定电压为逆向序，可确定电压 3 1 相别为：U 、U 、U 分别对应U 、U 、U 。 1 2 3 a c b [0040] 步骤2：如附图2所示，用DFT提取I 、I 、I 的工频相位并转换为角度值，分别为55°、 1 2 3 85°、135°，计算I 、I 、I 与U 的功率因数角分别为45°、75°、125°，结合六角图可知U 、‑U 、 1 2 3 a a a U 、‑Ub、U 、‑U 的角度分别为0°、180°、120°、‑60°、‑120°、60°，分别计算I 、I 、I 与‑U 、U 、‑ b c c 1 2 3 a b U 、U 、‑U 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 b c c 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] 该索引矩阵列举了所有可能的电流接线]为例，代 表I 、I 、I 的接线方式分别为I 、I 、I ，类似地，第3行第3列元素[3,2,5]代表I 、I 、I 的接 1 2 3 a b c 1 2 3 线方式分别为I 、‑I 、I ，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， b a c 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。 6 6 CN 116699505 A 说明书 4/4 页 [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I 、I 、I 分别对应着I 、‑I 、I ，对于矩阵3中 1 2 3 a b c 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 是不是满足负载容感特性，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U 、U 、U 分别对应U 、U 、U ，电流相别为I 、I 、I 分别对应着I 、‑I 、I ，接线 a b c 要进行电量追补。分别计算当前功率W 和目标功率W ，已知U 、U 、U 的有效值分别为210V、 1 0 1 2 3 220V、230V，I 、I 、I 的有效值分别为13.5A、15 .7A、18 .6A，电压为逆相序，当前功率 1 2 3 =2639W。 [0050] 根据附图2所示六角图 ，分别计算∠IaU =45°、∠I U =15°、∠I U =5°，目标功率 a b b c c =9569W。 [0051] 最终给出目标功率与当前功率的差值、比值：W ‑W =6930W；W /W =3.63。 0 1 0 1 [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。 7 7 CN 116699505 A 说明书附图 1/2 页 图 1 8 8 CN 116699505 A 说明书附图 2/2 页 图 2 9 9
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