具体实施方式

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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1-3所示，一种实负荷阻抗输出式电能表检测系统，包括数据处理平台、MCU主控单元1、电抗器控制单元2、信息采集单元3、状态指示单元4、程控电抗器5、程控负载箱6。

所述数据处理平台设有操作界面，并能对采集的数据信息进行处理。

所述MCU主控单元1设有处理器，用于实现与数据处理平台的报文交互，从而实现MCU主控单元1对下属设备的控制。

所述电抗器控制单元2设有上下电控制区、感抗调节区，用于控制程控电抗器5的上下电及改变无功补偿。

所述信息采集单元3设有一体式电压电流采集模块，用于采集程控电抗器5以及程控负载箱6实际输入到被检电能表的输入信号。

所述状态指示单元设有指示灯，用于将程控电抗器和负载箱的运行状态呈现出来，便于观察控制和调节。

所述程控电抗器5为单相程控可调电抗器，能够无极平滑调节感性无功电流，且稳定性和线性度优。

所述程控负载箱6，用于输出预定的负载，其与程控电抗器5并联或串联。

所述数据处理平台根据收到的操作指令，转换成相应的控制指令，并把控制指令传输给MCU控制单元。

所述MCU控制单元收到控制指令后向电抗器控制单元2、程控负载箱6发送命令。

所述电抗器控制单元2控制程控电抗器5配合程控负载箱6，对被检电能表输出所需的检测用的输入信号。

所述信息采集单元3对程控电抗器5以及程控负载箱6实际输入到被检电能表的输入信号进行采集，并把采集的输入信号上传至数据处理平台。

所述数据处理平台根据收到输入信号，对比理论需求值，得到误差，根据误差值进行更有效的调节无功补偿的深度，实现实负荷阻抗并联输出式电能表的准确检测。

本发明经过不断探索以及试验，设置程控电抗器5与程控负载箱6并联输出系统，能够分别生成独立控制的用于电能表检测的输出信号，并且可单独亦可组合输出检测电能表所需的测量信号，本领域技术人员可根据实际情况灵活运用，方案详尽、实用，切实可行。

同时本发明设置信息采集单元3，并能够根据信息采集单元3测量的实时输入信号数据，反馈调节程控电抗器5与程控负载箱6的输出信号，形成了检测闭环，有效提高输出信号的准确性。

进一步，本发明能够实现实负荷程控负载的介入、脱离，同时可以实时读取电能表所处测试环境下的电压、电流、功率和功因等基本数据信息；负载阻抗能提供最大100A电流输出，进而能够充分检测被检电能表继电器性能。

更进一步，利用本发明的检测系统以及方法，能够模拟电能表的真实使用情况，可针对电能表内部的跳闸继电器进行耐久性测试，方案实用，适用范围广，利用推广使用。

应用于一种实负荷阻抗输出式电能表检测系统的方法实施例：

一种实负荷阻抗输出式电能表检测方法，

其包括以下步骤：

第一步，获取被检电能表所需的检测用的输入信号；

第二步，根据第一步中的检测用的输入信号，计算阻抗值和感抗值；

第三步，根据第二步中的阻抗值和感抗值，调节程控负载箱的输出阻抗，以及程控电抗器的输出感抗；

第四步，对实际输入到被检电能表的输入信号进行采集；

第五步，根据第四步中的实际输入信号，分析电流、功因的偏差，在阻性负载确定的情况下，计算偏差电流；

第六步，根据偏差电流，对程控电抗器的输出感抗和/或程控负载箱的输出阻抗进行微调，实现对偏差电流的修正；

第七步，根据修正后的电流，对被检电能表进行实负荷检测。

本发明经过不断探索以及试验，通过调节程控负载箱的输出阻抗，以及程控电抗器的输出感抗，能够准确生成所需要的检测用的输入信号，方案详尽、实用，切实可行，满足智能电能表的检测需求。

同时本发明能够根据实时输入信号数据，得到实际和理论的偏差值，反馈调节程控电抗器与程控负载箱的输出信号，即对程控电抗器的输出感抗和/或程控负载箱的输出阻抗进行微调，实现对偏差电流的修正，形成了检测闭环，有效提高输出信号的准确性。

本发明的一种最佳实施例：

将交流程控源的电压输出端接入本发明的检测系统侧面的输入端；设置被检电能表检测端分别与100A大电流的通断继电器输入输出端和程控负载箱电连。

设置程控电抗器输入端子与100A大电流的继电器K2输入输出端相连。

即被检电能表L端电流回路串联在交流程控源的电压输出端UH回路中，程控负载箱和程控电抗器的电压输入端与交流程控源的电压输出端并联。

控制部分，由数据处理单元(上位机)发命令，嵌入式单片机(下位机)响应执行；

MCU主控单元由STM32F1xx芯片、隔离485通讯芯片、程控电抗器控制逻辑模块、状态指示控制逻辑模块、信息采集模块等组成。

STM32F1xx一组IO口设置输出模块，来控制设备上电、程控电抗器介入、感抗调节电机正反转、运行状态指示等。

STM32F1xx一组IO口设置复用模块，并映射USART功能，配合隔离485通讯芯片，对外与数据处理单元(即PC电脑，上位机)、程控负载箱相连，进行报文交互，实现功能控制。

STM32F1xx一组IO口设置模拟输入模块，并开启相应的ADC功能，用于实时采集大功率交流程控源输入的电压值，由实负荷产生的电流值及相应的功因、功率等，并与电流设置参数对比分析，超量程自动切断回路保护。

通断继电器的通断实现设备的上下电，继电器K2的通断实现程控电抗器的介入与否，动合型继电器K3的通断实现正转接触器KM1或反转接触器KM2的线圈上下电，转换型继电器K4实现正反转接触器选其一闭合。

动合型继电器K3常开触点分别接转换型继电器K4的中间动触点和三相四线供电的U回路，转换型继电器K4的常开静触点与正转接触器KM1一侧线圈相连，常闭静触点与反转接触器KM2一侧线圈相连。

正转接触器KM1的三组触点分别接三相四线供电的U、V、W回路，反转接触器KM2的三组触点分别接三相四线供电的W、V、U回路，一起并接至电抗器传动机控制线圈。

根据RL理想并联模型，感性回路产生的电流滞后阻性回路产生的电流90°，

因此I_R＝I×cosθ，得出同理I_L＝I×sinθ，得出

其中U为交流程控源输入电压，I为整个系统总回路电流，I_R、R分别为阻性负载回路的电流和阻抗，I_L、X_L分别为感性负载回路的电流和感抗。

根据电流三角形，θ为I_R和I之间的夹角，可以组合出0.1-100A，PF＝0.25、0.4、0.5、0.8、1.0等多种颇具代表性的实负荷情况。

实际程控电抗器有内阻，电抗器传动机启停点也有误差，系统根据信息采集单元上传的实时数据，分析电流、功因的偏差，在阻性负载确定的情况下，

计算ΔI＝I₀-I，根据可得电抗器传动机转动角度

其中ΔI为理论电流与实际电流差，K为程控电抗器活动触点转动的角度与感抗变化量的比例常数，为活动触点转动角度和电抗器传动机传动角度变比，由系统控制电抗器传动机转动角度修正偏差。

本发明的检测系统外接三相电源给控制部分供电，可通过PC平台(数据处理平台)控制本发明的相应单元，输出相应的电流和功因；其中程控负载箱的输出由内部档位继电器状态决定，系统控制档位继电器组合输出相应的电流值I_R，然后调节电抗器传动机，控制电抗器传动机的启停和正反转，与程控负载箱组合输出所需电流值I。

同时系统实时获取数据采集单元采集的当前的电压、电流、功率、功因等数据；通过改变程控电抗器跟程控负载箱的电流值测试电能表继电器的功能。

例如，系统界面设定输出参数：U＝220V、I＝10A、PF＝0.5L，经计算可得，R＝44Ω，X_L＝25.4Ω，首先控制程控负载箱将档位切至44Ω阻抗档，然后控制电抗器传动机转动25.4Ω感抗相应的角度值，组合输出I＝10A，PF＝0.5L的设定参数；实际输出I＝9.886A，PF＝0.505766，可得ΔX_L＝0.39286Ω，已知K＝0.033333Ω/度，可得Δθ≈12°。

本发明采用了程控电抗器与负载箱并联输出系统，即可单独，亦可组合输出，可根据实际情况灵活运用；每项都有独立程序控制输出信号，根据信号采集单元测量反馈手动或自动调节输出信号；在程控电抗器输出过程中，系统控制启停可能会对输出电流值有一定误差，为了保证输出的准确性，尤其是当近似达到需要输出的电流值时可以利用系统的手动控制，设定电机自动启停的时间，弥补欠缺的电流值，亦或是直接通过转动电机手轮，通过微调的方式补足欠缺的电流值，这样提高了输出信号的准确性，形成测试闭合。

同时，本发明利用实负荷校验方式，能够模拟电能表的真实使用情况，可针对跳闸继电器进行耐久性测试。本发明的系统设有数据处理平台(PC平台)、MCU主控单元，PC平台的软件通过串口通讯可远程操控MCU主控单元，实现实负荷程控负载的介入、脱离，同时可以实时读取电能表所处测试环境下的电压、电流、功率和功因等基本数据信息；负载阻抗提供最大100A电流输出，能够充分检测被检电能表继电器性能。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全系统实施例、或结合系统和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。