TELKOM NIKA Indonesia n  Journal of  Electrical En gineering   Vol. 14, No. 1, April 2015, pp. 90 ~ 96   DOI: 10.115 9 1 /telkomni ka. v 14i1.766 2          90      Re cei v ed  Jan uary 4, 2015;  Re vised Ma rc h 2, 2015; Accepte d  March  18, 2015   Study in Step by Step Electric Energy Meter Connection  Detection Method      Qing Zhiming*, Fu Wang,  Fei Wenli  State Grid Cho ngq ing El ectric  Po w e r Co. T e c hnic a l Skil l T r aini ng C enter,  Cho ngq in g, 40 005 3   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l : 1397 44 077 6 @ qq.com       A b st r a ct  Electric en ergy  meter w i rin g  e rror variety, det ection  met hod  and circ uit can  only d e tect so me k i n d s   of w r ong w i ring at prese n t, as the curre nt transformer  a nd curre nt det ection u n it ter m i nal s hort-cir c uit  character i stics  of co nve n tion al  methods  i n  existe nc e,  no t take o u t stit ches  und er th e pr e m ise  of  not   achi evin dete c tion. Bas e d  o n  this, t h is  pa p e r p u ts fo rwa r d  a ste p  de te cti o n   me th od , de te cti o n ci rcui t o f   voltag e an d cu rrent lin es one  by one thro ug h  right off and  p o larity of curre nt, gradua lly sh ow  every juncti on   poi nt juncti on  and th e fault p o int. T h rou gh the Multis i m  so ftw are simul a ti on, an d dev elo ped a s e t of wir e   detectin g  dev i c e, simulati on  and ex per imen tal results  pro v e that the method is c o rre ct. Comp ared  w i th   conve n tio nal  methods, ca n be  more co mpre h ensiv an d faster conn ectio n  detectio n  fault l o catio n   Ke y w ords :  el e c tric energy  meter; w i ring, de te ction, fault lo cation, step by  step     Copy right  ©  2015 In stitu t e o f  Ad van ced  En g i n eerin g and  Scien ce. All  rig h t s reser ve d .       1. Introduc tion  The sm art gri d  and ne w e nergy [1-2] develop wi th the develop m ent of the society. The    accuracy of t he po we r of informatio n collectio equi pment is o n e  of the signifi cant fa ctors  of  fishery  econ omy growth.  The  co rrect  co nne ction   of ele c tric e nergy  meteri ng d e vice i s  the  necessa ry co ndition to g u a r antee  t he a c curacy  of the  elect r ic  ene rgy meter[3],  with a n e w ty pe   of meter a n d  the  ne measuri ng m ean con s ta ntly update d , the  way  of po we r theft  is  developin g  to a more su btle and more techn o logi cal trend. Thu s  to ensure t he accu ra cy of  electri c  en erg y  meter and d e vice is p a rticularly impo rta n t.    There are m any kind s of  wro ng conn ection  m ode s of watt-hou r meter, for e x ample,  there a r e 28 7 kind s of wrong conn ecti on mod e s to  three-pha se  three -com p onent s, and  575  kind s of wro ng co nne ctio n mode s to three - p h a s e three - wire  wa tt-hour met e r [4]. At present  there a r e t w o  comm on te sting metho d s [ 5 -12]. O ne m e thod i s  to de tect ea ch of t he line s  item  by  item, whe n  there  is  no el ectri c ity and  no loa d s fo electri c   ene rg y meter.Ho wever, be ca use of   the ele c trical  interferen ce  and  sho r t ci rcuit  cha r a c t e risti c s of th e ele c tric  en ergy mete wiring   circuit, the only way to detect the false con n e c tion  is to rip out  the wiring  ci rcuit. The ot her  method  to d e t ect e rro r-wi ring i s   suitabl e  for th el ect r ic e nergy met e having  be en p u t into  u s e,  whi c h mea n there is el ect r icity and load s for ele c tri c  energy meter.This kin d  of method can o n ly  detect a type  of wro ng  wiri ng, whi c h a r e  compl e x and  are n o t unive rsal. In a dditi on this  method   exist some  sa fety problem s.  Based o n  the  disadvant ag es of the cu rrent  method s, this pape r a nalyze s  the structu r and  prin cipl of ele c tri c  e n e rgy m e ter a nd p r op oses   a novel  dete c tion metho d   o f  elect r ic en erg y   meter. T h is n o vel meth od  can  dete c t all  the  wrong   wiring  in  ele c tri c  e n e r gy met e qui ckly, a n there i s  n o  n eed to  rip o u t  the existing  circ uit.Besi d es, this meth od can a c co mplish  the fa ult  detectio n  with out electri c ity and loa d s.       2. Conv entional Detectio n Method a n d Disadv a ntages   There a r e  m a inly two  ki n d of  wro n g  wi ri ng, first  one, the   wiri ng i s  n o co nne cted  inclu d ing  poo r conta c t and  brea ka ge. Th e se co nd o n e   is  the wrong con n e c tion  te rminal, su ch as  terminal  di slo c ation  an re verse  pol arity .  For gen er al  wi ring  erro r,  we  ca n d e tect the fault  poi n t   by che c king t he un co nne ct ed termi nal in  turn, but if  th ere i s  any  sh ort ci rcuit, as  sho w n i n  Fig u re  1, if a+ termi nal and a -  te rminal a r e in  sho r circuit ed state, on  the premi s of not removi ng   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Study in Step  by Step Electric Ene r gy M e te r Co nne cti on Dete ction  Method (Qing  Zhim ing)  91 s t itc h , it unable to detec t t he wr ong wiring by meas uri ng in the s t ate of on and off. The pos itiv e   and ne gative terminal s of current tr an sfo r mer, the p o sitive and neg at ive terminal s of cu rrent test   unit are in sh ort circuite d state.          (a) p oor  cont act     (b) di scon ne ction      (c) termin al di slo c ation   (d)  wro ng pol arity    Figure 1. Co mmon termi n al error types      There are lot s  of elect r ic  energy meter dev ice wi rin g  errors incl uding termin al sho r circuit, so  on  the pre m ise  o f  not removin g  stitch,  the s e errors b r ing  certai n difficulty to detection,  cho s e  the  proce s s of  three-p h rase fo ur-wir e acce ssed by current  tra n sfo r mer and   volt age  transfo rme r  to introdu ce.  As sho w n in  Figure  2 there are 10 rout es bet ween t w o termin als  about  3.62 million  kinds  of attachment, but o n ly the one  whi c h i s  sh o w n in the  picture is  co rrect. In   summ ary, the way of con v entional det ecting i s   screenin g  each route, dete c ting the ele c tri c al   relation shi p  b e twee n termi nals  can  com p licate t he p r oce s s of detection, an d it requi re s hig her  skill of p eopl e [13, 14]. At the same ti me, whe n   the r e is  sho r t ci rcuit, the dete c ting results  can’t  reflect the a c t ual state of wi ring.           Figure 2. The  corre c t wirin g  diagram of electri c  en erg y  meter      3. The Principle of Steppi ng T y pe Detection   In order to  so lve this  difficu lt pro b lem, thi s   p ape r uses contradi ction - sep a ratio n   p r i n cipl e   and  puts forward that th e  dete c tion  proce s s i s  divi ded i n to two  step s. Th e first ste p , test t he  voltage on  and off, second step,  judge the current   on and off. When each  step is  compl e ted,  detectio n  a r e a  gradually  n a rrowed, red u ce th e dete c t difficulty [15]. The detaile d step  process is  s h ow n  in  F i gu r e  3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 14, No. 1, April 2015 :  90 – 96  92     Figure 3. The  flow cha r  of inco rrect conn ection d e tecti o n       Thro ugh  the  above  step 1 an d 2, it  ca dete c t to th e commo n wrong  co nne ction type,   throug h the third  step det ermini ng the  current term inal pola r ity. To make up  for the pick  up   again s t the wrong type of p o larity, eventually  achi eve the goal of co mplete dete c tion.    3.1. The First and Secon d  Step On a nd Off  For on -off test conne ction,  adopt the aut omat ic  steppi ng mode, imp r ove the effici ency of  detectio n , it’s prin cipl e i s , test  wheth e r  the te rmin a l  of current  and te rmin al of voltage   are  con n e c ted, di splay  and  co mpare the  te st results  th rough  the  LE D, if  corre c t,  step to  the  n e xt  terminal te st  automatically, and  so o n , if there  i s  a n y fault point, o u tput alarm signal, an d ste p   into the m a n ual  cycle  mo del, thro ugh   the indi ca to light, displ a y fault point  clearly. After t h e   che c k and trouble s h ootin g, the prog ram returns t o  the initial state for test ing agai n, if th e   con n e c tion i s  co rre ct, outp u t the si gnal  of right   wirin g  [15-2 2 ]. The  co rre sp ondi n g  testing  ste p s   detectio n  are a  and the attachm ent are sho w n in Fi g u re 4, differe nt covers ca n  be see n  fro m  the  diagram, ea ch re gion  and  each wi re  co nne ction p o in ts,  had bee n achi eved  in  t heory blind spot  detectio n       Figure 4. Step 1 and ste p  2 test term ina l  and the attachme nt relati ons      Con c rete real ization  pri n ci ple is sho w in Fi gu re  5, the te st syste m  uses 55 5 timer  an d   192  co unter  to produ ce t w set s  of th e pul se   si gn al which h a s the  sam e  freque ncy  different   width, the  wi de p u lse g e n e rate s t w group s of  test   signal th rou g h  de cod e r chip  and  te st pro be,  one  gro up  dri v es the  LED  of se nde r te rminal di re ctly, anothe r g r o up  sign al d r ives th e LE of  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Study in Step  by Step Electric Ene r gy M e te r Co nne cti on Dete ction  Method (Qing  Zhim ing)  93 receiving terminal after g o ing thro ugh  the measuri n g terminal. Compa r e the two sets of L E lights, the fa ult point a n d  the test  pro c e s s c an b e  displ a yed  cl early, at the  sam e  time,  the  synchro nou narro w pul se  control ala r m circuit gi ve s the  corre s p ondin g  contro l sign al, reali z e s   swit chin g bet wee n  automa t ic alarm a nd  manual al arm .   For exam ple ,  first output  a wide  pul se, an d out put 000 0000 1 after coun ting and   decodin g , div i ded i n to two  gro u p s , on grou p lig ht up the  LED  Ua, the  rest  LED lig hts  of the  sen der  are  n o t bright  whi c h me an s no w is d e te ctin g the co nne ction of Ua te rminal, an oth e grou p lights u p  the LED after goin g  thro ugh the i nput  and outp u t of the terminal  unde r test, if the  con n e c tion is corre c t, the receive r  Ua  wi ll  be lighted u p . The syste m  will output  0000 0010  after  cou n ting an decodin g  wh en the secon d  pulse come autom aticall y  to test the Ub termi nal. If all  the re ceivin g  LED a r not  lighted  whi c h mea n disconne ction or poor  c onta c t, the outp u t fault  sign al chan g e s to m anu al  reroute m ode l, if Ub is  light ed, it mean Ua a nd  Ub i s  con n e c ted, t h e   output ala r sign al ch ang es to man ual  rero ute  mod e l. In manual  rero ute mod e l, signal i s  n o prod uced by 555 but the switch  si gn al a nd artificial b u tton.  Synchrono us narrow pul se: Becau s e there ma y be  some del ay whe n  the two testing   sign al jum p , so a s  to  pre v ent the ala r m modul mi scalculation,  use th e n a rrow p u lse to f ilter   detectio n  sig nal, namely o n ly cho s e the  middle pa rt of the stable si gnal for testin g and ala r min g Alarm modul e: The two si gnal s input to the alar m mo dule, if they a r e the sam e , it means  right, oth e rwi s mea n s wrong  and  ala r m. The  ala r m  sig nal  outpu ts only  wh en  na rro pul se is  high level, it l i ghts the  ala r m LED  and  p r ompt s cha n g i ng line s  a nd  cuts off the o u tput sig nal  of  555 then a ccess the artifici al input pul se  into the manual model.         Figure 5. Voltage current d e tection  circui     3.2. Curren t   Terminal Polarit y  Judgment  Curre n t termi nal determine  polarity dete c tion area is  sho w n in Fig u re 6.         Figure 6. Polarity detectio n  area in  step  3  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 14, No. 1, April 2015 :  90 – 96  94 The test prin ciple is sh own in Figure 7, u s ing crrent lo op deci s io n method to de termine,  input test DC signal on bo th ends of cu rre nt trans fo rmer, install the cu rre nt se nso r  in the test   circuit, testin g the dire ctio n of current, Op-a mp  an d the thyristor  amplify and latch the si gn al, if  corre c t pol ari t y and curren t dire ction i s   positive,  the  LED lig ht, if the pol arity is co rre ct, current  dire ction is p o sitive, the LED light s, if the pola r ity is wron g, t he curre n t dire ction is ne gati v e,  alarm the ind i cator lig ht, manually ente r  the reroute  model. Throu gh three time s dete c tion, can   compl e te the  ABC three  pha se  curren t terminal  p o larity deci s io n ,  output "test is succe s sfu l trouble - fre e " sign al after complete.           Figure 7. Current termin al polarity judg ment      4. The Simulation and Ex periment  4.1. The Simulation Verifi cation   Multisim  sim u lation  sh ows that  the te st circui t ca n effectively  de tect  such pro b lems  a s   the  di sconn e c tion, wiri ng and wrong   p o larity,  etc,  a nd  can  reali z e fault lo catio n  an d fault  al arm  very well. Fig.8 is the third  st ep si mulat i o n  sc ree n s hot s.           Figure 8. The  simulation  screen sh ots in  step 3       4.2. The Experimental Pr ototy p e Verif i cation   After the co mpletion of  electri c  e n e r gy mete rin g   device  wiri ng  detecto r, in  six local  power  su pply  com pani es a nd oth e unit s  for ele c tri c   energy mete ring d e vice  wi ring i n spe c tio n s   and compa r e d  with co nven tional dete c tion method s i n  detectio n  a c cura cy and t i me.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  2302-4 046     Study in Step  by Step Electric Ene r gy M e te r Co nne cti on Dete ction  Method (Qing  Zhim ing)  95 Table 1. Accu racy  comp ari s on tabl after usin g the ne w type instru ment  Validation  compan Multimeter   accur a c y % Experience to ju dge accur a c y %   Accur a cy  of new   instr u ment  %   NA compan 90  50  100  JB compan 80  40  100  WZ compan Unused   40  100  TL compan Unused   30  100  BB compan Unused   20  100  DJ compan Unused   30  100      As sho w n in  Table 1, each unit of the em ploye e s in after the compl e tion  of th e   installatio n  of electri c  ene rgy meterin g  device,  with  a new type of instrume nt wiring  che c accuracy rea c he d 100%, interme d iate a nd above  staff members are able to ope rate prop erly.     Table 2. Time  compa r i s on t able after u s i ng the ne w type instrume nt  Validation  compan Multimeter   Min   Experience to ju dge Min   Ne w  instrument   Min   NA compan 25  10  <4  JB compan 25  12  <4  WZ compan 30  15  <5  TL compan 35  15  <4  BB compan 30  14  <5  DJ compan 35  15  <5      As sh own in Table 2, the time sh orten e d  to  averag e less than 5 m i nutes afte r u s ing the   new in stru me nts to determi ne.       5. Conclusio n   The ste p  test in this pap er, it’s main co ntribution i s 1) Simplifie s the process of  electri c  e n e r gy  meterin g  device wiri ng   detectio n   effectively,  reali z e s  the  fault accurate positio ning , impr oves t he dete c tion  efficiency a nd re du ces  the  depe nden ce   on te sting  st aff skill s. By  analyzi ng th e  co nne ction t e st difficulty, puts fo rward  the   curre n t loo p  d i rectio n d e ci si on to im plem ent the  pol a r ity deci s io n, wi thout stitch lin e, make u p  fo the disadvan tages  of the  conve n tiona l met hod  ca n't dete c t su ch failu re. S i mulation a n experim ental  prototype  dat a sho w  that t h is  method   i s   aimed   at all kind s of  com m on errors wi ring  detectio n  and  d the accu ra cy wa s 10 0% , the testi ng time is  sho r ten  by 5 minute s  comp ared wi th  the comm on  method.   2) Thi s  met h od can a c co mplish th e fa ult detectio n   without el ectricity and lo ad s which   can redu ce th e safty potential whe n  there is  so me fau l t conne ction  existing in the  circuit.  3) Step te st  is succe s sfull y  and effecti v el y used i n  elect r ic  ene rgy mete ring  device  wirin g  test s, and ha s th e ce rtain th eory refe ren c e si gnifican c e to othe r electroni c po wer  equipm ent in wirin g  dete c tion the pre c o n d iti on of no p o we r or n o  re moving stitch es.       Referen ces   [1]    A w a n g  Jus oh,  T o le Sutikno, T an Kar G uan,  Saad M e kh ilef.  A Revi e w   on  F a voura b le  Ma xim u m Po w e r   Point T r acking  S y stems  in S o lar E ner g y  A pplic atio n.  T E L K OMNIKA Indones ian  Jour n a l of E l ectrica l   Engi neer in g . 2014; 12( 1): 6-1 2 [2]    Hua ng Z h i w u ,   W ang Sh u x ia.  Based  on F u z z y  H y b r id Inv e rter  T e chnol og y So lar En erg y  Ap plic atio n   Research.  T E LKOMNIKA Indones ian J ourn a l of Electrica l  Engi neer in g . 2014; 12( 4): 263 6-26 44.   [3]   Shtargot  J.  Advance d  Pow e r-Lin e Monitor i n g  Req u ires  a  High-P e rfor ma nce Si mult ane ous-Sa m pli n g   ADC . In MAXI M Applic ation  Note. 200 8: 42 -81   [4]    M Z hou, L Liu.  Develo pme n t of po w e r meter i ng d e vice d e tection s y stem base d  on the d a ta of po w e r   loa d  mana gem ent s y stem.  Information System  Engineering .  2009: 4 9 -51.   [5]    JI X  X. R e sear ch a n d  an al ys i s  of i n tel lig ent  w a tt-h our  mete r commo n fa ult s . Disertati on.  North  Chi n a   Electric Po w e r Universit y ; 2012.  [6]    MA L. T he  w r o ng  w i rin g   of el e c tric en erg y  m e terin g  d e vic e Scienc e a n d  te chno logy  inf o r m ati o n . 201 2;   11.   [7]    Z H OU Y F .  A typ i cal  w r on w i ring  an al ysis  o f  electric en erg y  meter i ng  dev ice.  Sich uan el ectric  pow er   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               ISSN: 23 02-4 046                     TELKOM NI KA  Vol. 14, No. 1, April 2015 :  90 – 96  96 techno lo gy . 20 08; (06).   [8]    Han W .   T he GPRS W i reless Commun i cati o n  S y stem  App l i e s to the F i eld of Operation a Monitori ng o f   Electric Po w e r Sy stem.  Power  System  Technology . 200 7: 276-2 79.   [9]    LIU H S. Ab no rmal e l ectric e nerg y  m e teri ng  dev ic w i r i n g   automatic c a l i b r ation s y stem.  Disertati on .   T a iyua n Univ er sit y  of T e chnol og y; 200 8.   [10]    Z H ANG Y N, L I  H F .  Anal y s is on T hermal Cu rrent  F i eld i n  Po w e r trai n Cab i n of  T r acked Vehicl es W i t h   Electric T r ansmission S y ste m  Config uratio n-2.  Journ a l of  Chin a Ordna nc e . 2007.    [11]   Z H ANG L. Smart meter test device d e sig n . Diser tati on. No rth Chin a Elect r ic Po w e r U n iv ersit y ; 2 012.   [12]    Vinu  V D a s.  W i reless  Com m unic a tion  S ystem for En er g y  Meter  Re a d in g.  Co mpute r  Society . 200 9;  154( 29): 89 6-8 98.   [13]    LI F .  Mark for the electric e nerg y  meteri ng   device error  ana l y sis an d calcul atio n. Chi na institute o f   electric al en gi n eeri ng of po w e r s y stem auto m ati on of p o w e r suppl y ma na geme n t autom ation d i scip l i n e   grou ps. 200 7   [14]    LUO Z  K. Monitorin g  and re mote calibr a tio n  s y stem for el ectric ener g y   meterin g . Dise r tation. Hun a n   Univers i t y ; 2 0 1 1 [15]    HUANG Y, H U ANG Q. Res earch  an d D e velo pm ent  of  Engi ne-Ge nera t or Set Co ntro l S y stem for   T r acked Vehicl e Electric T r ansmission S y ste m Journal of C h in a Ordna nce . 2007.   [16]    XIAO  T .  T he constructio n  A r ea me asurem ent center  inte llig ent  pr oducti on s y stem sta ndar dizati on .   Disertati on. No rth Chin a Elect r ic Po w e r U n iv ersit y ; 2 013.   [17]    T A NG J Y.  T h ree-p hase thr e e- w i re  electr ic  ener g y  m e teri n g  devic w i r i n g  fault an al ys i s Instrument   standar di z a ti on  and  metrol ogy . 2009; 10.   [18]    JIANG L M.  Electric en erg y  meteri ng de vice  w i ri ng int e lli ge nt simula tion traini ng s y stem an d it s   app licati on. Dis ertation. Z hej ia ng un iversit y .   [19]    W ang YJ. Anal ysis  of Effect of T h ree Phase Volta ge U n b a la nce  o n  Indu ction Motors  w i th Emphas i s   on th e An gle  o f  the Com p le Voltag e U n b a l ance F a ctor.  IEEE Transactions on E nergy  Conv ersion 200 1; 16(3): 27 0-27 5.   [20]    A y o ng Hi en dro .  A  Quantities  Method of Indu ction Motor Un der Unb a l ance d  Voltag e Con d itio ns. 201 0 ;   8(2): 73-8 0 [21]   Latif  Me ld a, Muhar am  Mum u h,  Puriza Y o n g g i,  Gusri w a ndi.  Simp le  ha w t   protot ype  effici enc at sma l l   scale w i nd  speed.  T e lko m nik a  (T elec ommu nicati on C o mp uting E l ectron i cs and C ontro l ) .  2014; 3( 12):   549- 556.   [22]    Jusoh  A w a ng,  Sutikno T o le,  Guan T an Kar,  Mekhil ef Saad . A revie w   on f a vour abl e ma ximum po w e r   poi nt trackin g  s y stems  in   solar en erg y  app licati on.  T e lko m nika  (T e l eco m mu nic a ti on C o mp utin Electron ics an d Contro l).  201 4; 1(12): 6-22.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.