CN101363906A - 电能计量gps授时与时钟校准装置 - Google Patents
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Abstract
一种电能计量GPS授时与时钟校准装置，包括单片机、GPS模块、液晶显示板等。该装置针对电能计量装置存在实时时钟误差较大甚至超差的现象，采用GPS技术，通过GPS模块接收GPS的标准时钟信号，将GPS的时间显示在液晶显示板上，供用户对电能计量装置的实时时间进行校准。利用GPS提供的标准时间，为电能表提供校时依据，大大减少电能表的计时误差。
Description
技术领域
本发明涉及一种电能计量校准装置，一种用来测量电能计量装置的时钟基频误差并提供GPS标准时间以校准其实时时钟的时钟校准装置。
背景技术
电力系统已进入大机组、超高压、跨区联网的时代，安全稳定和经济运行是当前电力系统的重要任务。为实现电网负荷的削峰填谷，目前普遍采用复费率的电价政策，即在不同时段/时期采用不同的电价，如在负荷高峰时电价高、低谷时电价低。如在负荷高峰时电价高、低谷时电价低。
经过对电能计量装置进行的大量现场测试，发现安装运行较长时间的电子式电能表、电量采集器等电能计量装置较多存在实时时钟误差较大甚至超差的现象。这主要是因为电能计量装置自身的基准频率(如晶振)存在误差，经过长期的走时累计，与标准时钟进行比较时其误差可达到数分钟、数小时甚至数天。如一个拥有100万发电机组的发电厂，倘若其上网关口表计时钟误差与标准时钟误差60秒，那么在峰谷时段切换相差就有1分钟/天，按峰谷电价相差0.2元/瓩时计算，1天造成的电费差可能错达3300元，则1年该厂关口由于时钟误差造成的电费可能达120万元以上。因此即使微小的计时误差都可能较大地影响分时电价政策的一致性和公平性。
目前，多功能电子式电能表的时间误差检定及电能计量装置时钟误差的测试，是各电力试验研究院和地区电业局计量中心迫切需要解决的问题，电子式电能表检定规程也规定必须做对此试验，而到目前为止却还没有出现适用于上述测试和试验的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提供一种电能计量GPS授时与时钟校准装置。使用该装置能够避免因时钟误差造成的电费误差及其对电价政策公平性的影响。
本发明的技术解决方案是，所述电能计量GPS授时与时钟校准装置，参见图1，包括单片机、GPS模块、液晶显示板，GPS模块接收GPS的标准时钟信号，将GPS的时间显示在液晶显示板中，供用户对电能计量装置的实时时间进行校准。
本发明采用GPS技术，利用GPS提供的标准时间，为电能表提供校时依据，可大大减少电能表的计时误差。
本发明的电能计量GPS授时与时钟校准装置，还包括恒温晶振、计数器，计数器将获取到电能表的经过分频后的时钟信号与恒温晶振输出的二分频后的标准信号进行比较，得出被测信号的偏差，折算成一天内的时钟误差值并通过液晶显示显示给用户。
本发明通过上述高精度频率测量技术来实现电能计量装置的时基频率测试，提高对电能表误差测量的精度。
本发明的电能计量GPS授时与时钟校准装置，还包括用来感应电能计量装置内部的晶振频率的无线射频探头。
本发明利用无线射频探头感应电能计量装置内部的晶振频率这种非接触式测量方法，可以保障带电测试作业的进行和操作人员的安全，又不至于对运行中的电能表产生任何影响。
本发明的有益效果是，针对电能计量装置存在实时时钟误差较大甚至超差的现象，采用GPS技术，通过GPS模块接收GPS的标准时钟信号，将GPS的时间显示在液晶显示板上，供用户对电能计量装置的实时时间进行校准。利用GPS提供的标准时间，为电能表提供校时依据，大大减少电能表的计时误差。
附图说明
图1是本发明系统原理框图，图中标示为：
11—分频电路，
12—信号选择电路，
21—恒温晶振，
22—二分频电路，
3—计数器，
4—单片机，
5—GPS模块，
6—液晶显示板，
7—按键。
具体实施方式
本发明电能计量GPS授时与时钟校准装置的该实施例见附图1，包括有计数器3、单片机4、GPS模块5、液晶显示板6、按键7以及分频电路11、信号选择电路12、恒温晶振21、二分频电路22。GPS模块5接收GPS的标准时钟信号，将GPS的时间显示在液晶显示板6中，供用户对电能计量装置的实时时间进行校准。本系统设计有电能表的三种时钟信号误差的测量功能，即1Hz脉冲输入、32768Hz脉冲输入和无线射频探头输入，获取被检电能表的时钟信号fx后，经分频电路11分频成0.5Hz的时钟信号fx，再由信号选择电路12来选择三种输入信号其中之一：无线射频探头感应到的电能计量装置内部的晶振频率，或者测量其对外输出的1Hz、32kHz方波脉冲信号，经过信号选择部分输出被检电能表的时钟信号fL。另外，恒温晶振21输出标准信号f0，标准信号f0经二分频电路22后变成标准信号fH。然后计数器3将时钟信号fL与恒温晶振21输出的二分频后的标准信号fH进行比较，得出被测信号的偏差，折算成一天内的时钟误差值并显示给用户；同时，GPS模块5接收GPS的标准时钟信号，将GPS的时间通过单片机4显示液晶显示板6中，供用户对电能计量装置的实时时间进行校准。此外，用户还可通过按键7对系统进行操作。根据测量对象和工作环境的不同，可选用信号线有线测量或无线射频两种方式来测量电能计量装置的时钟基准的误差。如果电能表提供相应的1Hz或者32kHz的晶振信号输出，则用信号线直接测量即可。采用有线测量法快速稳定，适合在实验室内进行大批量的检验工作。但采用有线测量时需要打开电能计量装置的端盖来接线，这样对现场工作来说较繁杂，且存在一定的安全隐患。无线测量方法适用于没有提供时钟校准脉冲输出信号的电能计量装置，或者是在安装现场对运行装置测量时钟基频，这样既可保障带电测试作业的进行和操作人员的安全，又不至于对运行中的电能表产生任何影响。
本系统对各种频率信号误差的测量方法是比较测量法，即将各种被测信号和标准信号经过不同倍数的分频处理，变为一定范围的频率再由单片进行计算和比较。
为了提高时钟误差测量的准确度，本装置采用10MHz的恒温晶振作为标准的计数脉冲信号。为了与计数器3相配合，将其作一次二分频变为5MHz的FH信号输出(223＝8388608)。为了便于对本系统作准确度检测，还可将10MHz的脉冲对外部输出以进行校验。
本发明基于GPS时钟基准和高精度频率测量技术来实现电能计量装置的时基频率测试和时钟校准，为电能计量管理工作提供了一个有效的工具，填补了当前对电能计量装置的时钟进行技术管理的空白。
Claims (3)
1.一种电能计量GPS授时与时钟校准装置，其特征在于，它包括单片机、GPS模块、液晶显示板，GPS模块接收GPS的标准时钟信号，将GPS的时间显示在液晶显示板中，供用户对电能计量装置的实时时间进行校准。
2.根据权利要求1所述的电能计量GPS授时与时钟校准装置，其特征在于，它还包括恒温晶振、计数器，计数器将获取到电能表的经过分频后的时钟信号与恒温晶振输出的二分频后的标准信号进行比较，得出被测信号的偏差，折算成一天内的时钟误差值并通过液晶显示显示给用户。
3.根据权利要求1或2所述的电能计量GPS授时与时钟校准装置，其特征在于，它还包括用来感应电能计量装置内部的晶振频率的无线射频探头。
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