專利名稱：一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電能計(jì)量測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)及其方法。
背景技術(shù)：
隨著電子式互感器、智能化一次設(shè)備和微電子技術(shù)等技術(shù)日趨成熟，智能變電站或數(shù)字化變電站已成為一種發(fā)展的趨勢。在數(shù)字化變電站中，電能表和互感器已不再構(gòu)成電氣回路，而是光纜將電子式電壓電流互感器、智能化一次設(shè)備等進(jìn)行連接以便傳輸數(shù)字化信號。數(shù)字化電能表與合并單元或電子式互感器基本已經(jīng)采用高可靠性的光纖通訊方式。數(shù)字化電能表將是智能變電站電能計(jì)量重要設(shè)備，所以數(shù)字化變電站的電能表的需求量也會越來越大。數(shù)字化電能表的接口方式和工作原理與傳統(tǒng)的電能表相比發(fā)生了根本性的改變，其輸入為以太網(wǎng)類型的數(shù)據(jù)幀，在傳輸系統(tǒng)帶寬足夠的情況下，電能表有功電能計(jì)量在理論上沒有誤差。但實(shí)際上數(shù)字化電能表受處理器字長、系統(tǒng)時(shí)鐘等因素影響，誤差必然存在，只不過數(shù)字化電能表的精度穩(wěn)定性更高、溫漂影響更小。但是數(shù)字電能表除了基本誤差之外，數(shù)字接口部分還有很多其他項(xiàng)目需要檢測，如接收數(shù)據(jù)是否可靠？數(shù)字端口遭受網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴時(shí)能否正常工作？數(shù)字報(bào)文異常時(shí)電能表能否正常工作？協(xié)議符合性測試等。針對這些問題，原有的電能表測試方法已經(jīng)不太適合數(shù)字化電能表了，迫使智能站的電能計(jì)量仍采用傳統(tǒng)的計(jì)量裝置，這不僅不符合有關(guān)電能計(jì)量關(guān)口點(diǎn)的規(guī)定，而且使智能站的數(shù)字化進(jìn)程大打折扣。因此，有必要研究一種新的電能表精確度評估方法來解決數(shù)字化電能表測試面臨的這些問題，滿足對數(shù)字化電能表的測試要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)，解決了目前的電能表測試方法無法測試或者準(zhǔn)確測試出數(shù)字化電能表的接收數(shù)據(jù)可靠性、工作穩(wěn)定性的問題。為解決上述的技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:—種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)，包括:模擬標(biāo)準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)；模擬標(biāo)準(zhǔn)表，用于將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀，用于向被測表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖，用于將被測表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測表的計(jì)
量精度。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀和被測表之間設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器并通過以太網(wǎng)口連接。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ s。一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估方法，包括以下步驟:利用模擬標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)，數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖；利用模擬標(biāo)準(zhǔn)表將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀將被測表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測表的計(jì)量精度。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接，由PC機(jī)控制。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測表發(fā)送的SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是通過模擬采樣后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字采樣值打包，經(jīng)以太網(wǎng)口發(fā)送的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ s。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)可廣泛用于智能變電站電能計(jì)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了模擬標(biāo)準(zhǔn)源和模擬標(biāo)準(zhǔn)表的較高準(zhǔn)確度，能準(zhǔn)確的評測數(shù)字電能表，亦可現(xiàn)場測試 ’另外除了對電能表的精度進(jìn)行測試，數(shù)字式電能表校驗(yàn)儀同時(shí)還能模擬報(bào)文丟幀、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴等異常狀態(tài)，以便檢測電能表的潛動(dòng)、啟動(dòng)以及諧波影響量，從而提高測量準(zhǔn)確度。

圖1為本實(shí)用新型一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的連接示意圖。圖2為本實(shí)用新型一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)另一個(gè)實(shí)施例的連接示意圖。圖3為有功脈沖間隔示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。圖1示出了本實(shí)用新型一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例:一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)，包括:模擬標(biāo)準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)；模擬標(biāo)準(zhǔn)表，用于將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀，用于向被測表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖，用于將被測表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測表的計(jì)量精度。根據(jù)本實(shí)用新型一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接。圖2示出了本實(shí)用新型一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例，數(shù)字電能表校驗(yàn)儀和被測表之間設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器并通過以太網(wǎng)口連接。電能模擬量在通過A/D轉(zhuǎn)換器后轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入被檢表，被檢表根據(jù)這些數(shù)字量計(jì)算出有功電能、無功電能等值后再將結(jié)果送回電能表校驗(yàn)儀，以便進(jìn)一步提高SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的有效性、準(zhǔn)確性和可靠性A/D轉(zhuǎn)換器采用高精度的Σ-Λ調(diào)制型轉(zhuǎn)換器將電能模擬量轉(zhuǎn)為數(shù)字量，形成數(shù)字電能表可以接收的信號。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ s。一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估方法，包括以下步驟:利用模擬標(biāo)準(zhǔn)源產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)，數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖；利用模擬標(biāo)準(zhǔn)表將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示；數(shù)字電能表校驗(yàn)儀將被測表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測表的計(jì)量精度。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接，由PC機(jī)控制。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀向被測表發(fā)送的SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是通過模擬采樣后經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)字采樣值打包，經(jīng)以太網(wǎng)口發(fā)送的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標(biāo)準(zhǔn)定義的幀格式生成的。更進(jìn)一步的技術(shù)方案是上述SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文的采樣值同步時(shí)間小于I μ s。上述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀在分析時(shí)，利用被測表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖中的有功脈沖間隔，推算出電表計(jì)量的功率值，然后和理論值相比較，得出相對誤差顯示。測試儀測得有功脈沖間隔(Tt)如圖3所示:有功脈沖開入連續(xù)兩次由O變I的時(shí)標(biāo)的差值，此值為實(shí)際值。理論時(shí)間間隔(Td)的計(jì)算方法:
^t3600000
I /-1 - -
C-N-U-1- COSip其中:C為電表常數(shù)(電能表記錄的電能與轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)或脈沖數(shù)之間關(guān)系的比例數(shù)，如12800imp/kWh，12800imp/kvarh) ；N為測量單元數(shù)(單相表N=I，三相表57.74V額定電壓N=3，三相表100V N=2)山為電壓值；1為電流值；Φ為電壓電流相位角。誤差計(jì)算公式:[0048]
權(quán)利要求1.一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)，其特征在于包括: 模擬標(biāo)準(zhǔn)源，用于產(chǎn)生模擬電壓和電流數(shù)據(jù)； 模擬標(biāo)準(zhǔn)表，用于將模擬標(biāo)準(zhǔn)源內(nèi)部產(chǎn)生的模擬電壓和電流數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電量脈沖，并進(jìn)行計(jì)量和數(shù)據(jù)顯示； 數(shù)字電能表校驗(yàn)儀，用于向被測表發(fā)送SV數(shù)據(jù)幀報(bào)文進(jìn)行電能計(jì)量產(chǎn)生計(jì)量脈沖，用于將被測表產(chǎn)生的計(jì)量脈沖與模擬標(biāo)準(zhǔn)表產(chǎn)生的電量脈沖進(jìn)行比較得出被測表的計(jì)量精度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)，其特征在于:所述模擬標(biāo)準(zhǔn)源和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀均與PC機(jī)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字電能表校驗(yàn)儀和被測表之間設(shè)置有A/D轉(zhuǎn)換器并通過以太網(wǎng)口連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及電能計(jì)量測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種數(shù)字電能表準(zhǔn)確度評估系統(tǒng)，包括模擬標(biāo)準(zhǔn)源、模擬標(biāo)準(zhǔn)表和數(shù)字電能表校驗(yàn)儀。本實(shí)用新型作用是可廣泛用于智能變電站電能計(jì)量設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了模擬標(biāo)準(zhǔn)源和模擬標(biāo)準(zhǔn)表的較高準(zhǔn)確度，能準(zhǔn)確的評測數(shù)字電能表，亦可現(xiàn)場測試；另外除了對電能表的精度進(jìn)行測試，數(shù)字式電能表校驗(yàn)儀同時(shí)還能模擬報(bào)文丟幀、網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴等異常狀態(tài)，以便檢測電能表的潛動(dòng)、啟動(dòng)以及諧波影響量，從而提高測量準(zhǔn)確度。
文檔編號G01R35/04GK203069774SQ20122059114
公開日2013年7月17日 申請日期2012年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月12日
發(fā)明者江波, 陳賢順, 楊勇波, 艾兵, 楊華云 申請人:四川電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司