專利名稱：數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種數(shù)字式電能表準確度試驗系統(tǒng)，屬于電氣自動化測量、電能計量等領域。
背景技術：
智能變電站是智能電網(wǎng)重要組成部分之一，而電能計量裝置承擔電網(wǎng)貿易結算和內部經(jīng)濟指標考核。電能計量裝置由電子式電壓、電流互感器，互感器合并單元，數(shù)字式電能表及基于IEC61850-9-1或IEC61850-9-2通信協(xié)議網(wǎng)絡構成。與傳統(tǒng)機電式、電子式電能表的本質區(qū)別在于數(shù)字式電能表信號輸入是通過電子式互感器合并單元輸出全數(shù)字信號，是采用標準規(guī)定的通信協(xié)議進行傳輸?shù)?；而機電式、電子式電能表信號輸入是傳統(tǒng)模擬量。兩者在輸入信號、測量原理和建模理論上存在較大差異。智能變電站中采用的數(shù)字式電能表通過光纖接收電子式互感器發(fā)送的電流電壓數(shù)字量信號，因此數(shù)字式電能表誤差主要由算法誤差、通信協(xié)議標準誤碼率和數(shù)據(jù)傳輸時間延時等引起。對于數(shù)字式電能表準確度試驗，傳統(tǒng)的電能表檢定裝置不再有效，目前國內還沒有相應的檢定規(guī)程和方法，因此迫切需要尋求新的數(shù)字化的電能表校驗方法。中國專利200910242640. 2公開了一種數(shù)字量輸入式電能表的校準系統(tǒng)，該系統(tǒng)是模擬采樣式校準系統(tǒng)，其依舊采用了傳統(tǒng)的模擬功率源及A/D采樣等模塊，而這些模塊恰恰是傳統(tǒng)電能表校準系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的根源，因此針對數(shù)字式電能表準確度試驗的精度受到相應的限制；此外，數(shù)字式電能表其數(shù)據(jù)源頭為數(shù)字量，該專利依舊采取傳統(tǒng)的溯源方法即模擬量溯源，僅是一種等效溯源，不能起到真正有效的溯源。。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是提出一種數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)，可以對智能變電站中采用IEC61850-9-1或IEC61850-9-2通信協(xié)議的數(shù)字式電能表進行準確度試驗。本實用新型的技術方案是這樣解決的包括數(shù)字式標準電能表、數(shù)字信號源、調節(jié)單元、控制單元、指示/顯示單元、測試輸入輸出單元、被檢數(shù)字式電能表和控制計算機，所述控制計算機與數(shù)字信號源相連，數(shù)字信號源與數(shù)字標準電能表和被檢數(shù)字表相連，被檢數(shù)字表與測試輸入輸出單元相連?？刂朴嬎銠C與數(shù)字信號源之間采用串口連接。數(shù)字信號源通過光纖以太網(wǎng)與被檢數(shù)字式電能表和數(shù)字式標準表相連接。被檢電能表通過屏蔽電纜與測試輸入輸出單元連接。調節(jié)單元通過串口或雙絞線與數(shù)字信號源和控制單元相連接。本實用新型可以對符合IEC61850-9-1或IEC61850-9-2協(xié)議的智能變電站數(shù)字式電能表進行準確度校驗。本實用新型涉及的數(shù)字標準式源由于采用內置標準協(xié)議，標準時序控制、通信源碼復現(xiàn)原理，在整個數(shù)據(jù)交換過程中是透明的，通過標準時鐘溯源國家基準，通信數(shù)據(jù)溯源到源碼方式達到電能量值溯源。
圖1為本實用新型的結構示意圖。其中，1-控制計算機，2-數(shù)字信號源，3-調節(jié)單元，4-控制單元，5-數(shù)字式標準表， 6-測試輸入輸出單元，7-被檢數(shù)字表。
具體實施方式
參照附圖所示，包括數(shù)字式標準電能表5、數(shù)字信號源2、調節(jié)單元3、控制單元4、 指示/顯示單元、測試輸入輸出單元、被檢數(shù)字式電能表和控制計算機1，所述控制計算機1 與數(shù)字信號源2相連，數(shù)字信號源2與數(shù)字標準電能表5和被檢數(shù)字表7相連，被檢數(shù)字表 7與測試輸入輸出單元6相連?？刂朴嬎銠C與數(shù)字信號源之間采用串口連接。數(shù)字信號源通過光纖以太網(wǎng)與被檢數(shù)字式電能表和數(shù)字式標準表相連接。被檢電能表通過屏蔽電纜與測試輸入輸出單元連接。節(jié)單元通過串口或雙絞線與數(shù)字信號源和控制單元相連接。本實用新型中，使用計算機控制數(shù)字信號源，使其產(chǎn)生符合IEC61850-9-1或 IEC61850-9-2通信協(xié)議的標準數(shù)字電壓、電流數(shù)據(jù)，將測量數(shù)據(jù)按照IEC61850-9-1或 IEC61850-9-2標準定義的幀格式生成相應的數(shù)據(jù)幀并發(fā)送給被檢數(shù)字式電能表，電能表按照相應的功率積分算法進行運算后輸出校驗脈沖，同時數(shù)字式標準源中測試輸入輸出模塊接收被檢表所發(fā)出的電能量脈沖，數(shù)字標準源將被檢表脈沖采集后與數(shù)字式標準電能表計算出的標準電量進行比較，從而得出被檢表的誤差。計算機與數(shù)字信號源之間采用串口連接，數(shù)字信號源通過光纖以太網(wǎng)將標準數(shù)據(jù)幀發(fā)送給被檢數(shù)字式電能表，被檢電能表通過屏蔽電纜將電量脈沖發(fā)送給測試輸入輸出模塊。本實用新型涉及的數(shù)字標準式源通過標準時鐘溯源國家基準，通信數(shù)據(jù)溯源到源碼方式達到電能量值溯源，因此本質上是對傳輸誤碼率和數(shù)字式電能表軟件算法設計的檢驗，作為全數(shù)字設備，受環(huán)境溫度或長期工作導致精度漂移的可能性也不復存在，其試驗結果具有很高的準確度。本實用新型提供的校驗方法中摒棄了傳統(tǒng)的模擬功率源及A/D采樣模塊，引入數(shù)字式標準源，直接提供數(shù)字信號，功能與電能表檢定裝置相同。其特征在于試驗系統(tǒng)包括數(shù)字式標準電能表、數(shù)字信號源、調節(jié)單元、控制單元、指示/顯示單元、測試輸入輸出模塊、 數(shù)字式被測電能表和控制計算機。其中，所述數(shù)字式標準電能表與傳統(tǒng)標準電能表不同，它采用數(shù)字接口標準。具有通信數(shù)據(jù)記錄存貯，通信時序脈沖測量、電能數(shù)據(jù)處理、誤差計算、被檢脈沖控制、標準時間和通信源碼輸出等功能。其中，所述數(shù)字信號源與傳統(tǒng)模擬信號不同，其等效電子互感器合并單元部分功能，產(chǎn)生符合標準協(xié)議的數(shù)據(jù)變量。所述調節(jié)單元與傳統(tǒng)調節(jié)裝置功能相同，調節(jié)輸出標準協(xié)議中電壓、電流、相位、 頻率、諧波分量等數(shù)字變量。所述控制單元進行標準源通信時序及計量接線方式相關輸入、輸出控制。所述指示/顯示單元與傳統(tǒng)電能表檢定裝置基本相同，顯示輸出電壓、電流、相位及協(xié)議相關數(shù)據(jù)。所述測試輸入輸出模塊，輸出部分為適應于數(shù)字電能表的通信協(xié)議物理層接口， 輸入有時鐘同步、被檢電能表脈沖等。所述數(shù)字式被測電能表脈沖輸出端子通過雙絞線連接至測試輸入模塊，數(shù)字式被測電能表數(shù)字接口通過光纖與測試輸出模塊連接。
權利要求1.數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)字式標準電能表(5)、數(shù)字信號源O)、 調節(jié)單元(3)、控制單元、指示/顯示單元、測試輸入輸出單元、被檢數(shù)字式電能表和控制計算機(1)，所述控制計算機⑴與數(shù)字信號源⑵相連，數(shù)字信號源⑵與數(shù)字標準電能表(5)和被檢數(shù)字表(7)相連，被檢數(shù)字表(7)與測試輸入輸出單元(6)相連。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)，其特征在于，控制計算機與數(shù)字信號源之間采用串口連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)，其特征在于，數(shù)字信號源通過光纖以太網(wǎng)與被檢數(shù)字式電能表和數(shù)字式標準表相連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)，其特征在于，被檢電能表通過屏蔽電纜與測試輸入輸出單元連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)，其特征在于，調節(jié)單元通過串口或雙絞線與數(shù)字信號源和控制單元相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種數(shù)字式電能表校驗系統(tǒng)，包括數(shù)字式標準電能表、數(shù)字信號源、調節(jié)單元、控制單元、指示/顯示單元、測試輸入輸出單元、被檢數(shù)字式電能表和控制計算機，所述控制計算機與數(shù)字信號源相連，數(shù)字信號源與數(shù)字標準電能表和被檢數(shù)字表相連，被檢數(shù)字表與測試輸入輸出單元相連。本實用新型在整個數(shù)據(jù)交換過程中是透明的，通過標準時鐘溯源國家基準，通信數(shù)據(jù)溯源到源碼方式達到電能量值溯源。
文檔編號G01R35/04GK202033470SQ201120051769
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月1日 優(yōu)先權日2011年3月1日
發(fā)明者李毅, 楊曉西 申請人:陜西電力科學研究院