CN102928810A - 一种数字电能表准确度评估系统及其方法 - Google Patents

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陈贤顺
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Abstract

本发明涉及电能计量测试技术领域,具体涉及一种数字电能表准确度评估系统及其方法,包括模拟标准源、模拟标准表和数字电能表校验仪。本发明的作用是:可广泛用于智能变电站电能计量设备,实现了模拟标准源和模拟标准表的较高准确度,能准确的评测数字电能表,亦可现场测试;另外除了对电能表的精度进行测试,数字式电能表校验仪同时还能模拟报文丢帧、网络风暴等异常状态,以便检测电能表的潜动、启动以及谐波影响量,从而提高测量准确度。

Description

一种数字电能表准确度评估系统及其方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电能计量测试技术领域,具体涉及一种数字电能表准确度评估系统及其方法。
背景技术
[0002] 随着电子式互感器、智能化一次设备和微电子技术等技术日趋成熟,智能变电站或数字化变电站已成为一种发展的趋势。在数字化变电站中,电能表和互感器已不再构成电气回路,而是光缆将电子式电压电流互感器、智能化一次设备等进行连接以便传输数字化信号。数字化电能表与合并单元或电子式互感器基本已经采用高可靠性的光纤通讯方式。数字化电能表将是智能变电站电能计量重要设备,所以数字化变电站的电能表的需求量也会越来越大。
[0003] 数字化电能表的接口方式和工作原理与传统的电能表相比发生了根本性的改变,其输入为以太网类型的数据帧,在传输系统带宽足够的情况下,电能表有功电能计量在理论上没有误差。但实际上数字化电能表受处理器字长、系统时钟等因素影响,误差必然存在,只不过数字化电能表的精度稳定性更高、温漂影响更小。但是数字电能表除了基本误差之外,数字接口部分还有很多其他项目需要检测,如接收数据是否可靠?数字端口遭受网络风暴时能否正常工作?数字报文异常时电能表能否正常工作?协议符合性测试等。针对这些问题,原有的电能表测试方法已经不太适合数字化电能表了,迫使智能站的电能计量仍采用传统的计量装置,这不仅不符合有关电能计量关口点的规定,而且使智能站的数字化进程大打折扣。因此,有必要研究一种新的电能表精确度评估方法来解决数字化电能表测试面临的这些问题,满足对数字化电能表的测试要求。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种数字电能表准确度评估系统及其方法,解决了目前的电能表测试方法无法测试或者准确测试出数字化电能表的接收数据可靠性、工作稳定性的问题。
[0005] 为解决上述的技术问题,本发明采用以下技术方案:
[0006] —种数字电能表准确度评估系统,包括:
[0007] 模拟标准源,用于产生模拟电压和电流数据;
[0008] 模拟标准表,用于将模拟标准源内部产生的模拟电压和电流数据转换成电量脉冲,并进行计量和数据显示;
[0009] 数字电能表校验仪,用于向被测表发送SV数据帧报文进行电能计量产生计量脉冲,用于将被测表产生的计量脉冲与模拟标准表产生的电量脉冲进行比较得出被测表的计
量精度。
[0010] 更进一步的技术方案是上述模拟标准源和数字电能表校验仪均与PC机相连接。
[0011] 更进一步的技术方案是上述数字电能表校验仪和被测表之间设置有A/D转换器并通过以太网口连接。
[0012] 更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2标准定义的帧格式生成的。
[0013] 更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文的采样值同步时间小于I μ S。
[0014] 一种数字电能表准确度评估方法,包括以下步骤:
[0015] 利用模拟标准源产生模拟电压和电流数据,数字电能表校验仪向被测表发送SV数据帧报文进行电能计量产生计量脉冲;
[0016] 利用模拟标准表将模拟标准源内部产生的模拟电压和电流数据转换成电量脉冲,并计量和数据显示;
[0017] 数字电能表校验仪将被测表产生的计量脉冲与模拟标准表产生的电量脉冲进行比较得出被测表的计量精度。
[0018] 更进一步的技术方案是上述模拟标准源和数字电能表校验仪均与PC机相连接,由PC机控制。
[0019] 更进一步的技术方案是上述数字电能表校验仪向被测表发送的SV数据帧报文是通过模拟采样后经A/D转换、数字采样值打包,经以太网口发送的。
[0020] 更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2标准定义的帧格式生成的。
[0021] 更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文的采样值同步时间小于I μ S。
[0022] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0023] 本发明数字电能表准确度评估系统可广泛用于智能变电站电能计量设备,实现了模拟标准源和模拟标准表的较高准确度,能准确的评测数字电能表,亦可现场测试;另外除了对电能表的精度进行测试,数字式电能表校验仪同时还能模拟报文丢帧、网络风暴等异常状态,以便检测电能表的潜动、启动以及谐波影响量,从而提高测量准确度。
附图说明
[0024] 图I为本发明一种数字电能表准确度评估系统一个实施例的连接示意图。
[0025] 图2为本发明一种数字电能表准确度评估系统另一个实施例的连接示意图。
[0026] 图3为有功脉冲间隔示意图。
具体实施方式
[0027] 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。
[0028] 图I示出了本发明一种数字电能表准确度评估系统的一个实施例:一种数字电能表准确度评估系统,包括:
[0029] 模拟标准源,用于产生模拟电压和电流数据;
[0030] 模拟标准表,用于将模拟标准源内部产生的模拟电压和电流数据转换成电量脉冲,并进行计量和数据显示;
[0031] 数字电能表校验仪,用于向被测表发送SV数据帧报文进行电能计量产生计量脉冲,用于将被测表产生的计量脉冲与模拟标准表产生的电量脉冲进行比较得出被测表的计
量精度。
[0032] 根据本发明一种数字电能表准确度评估系统的一个优选实施例,模拟标准源和数字电能表校验仪均与PC机相连接。
[0033] 图2示出了本发明一种数字电能表准确度评估系统的另一个实施例,数字电能表校验仪和被测表之间设置有A/D转换器并通过以太网口连接。电能模拟量在通过A/D转换器后转换为数字量送入被检表,被检表根据这些数字量计算出有功电能、无功电能等值后再将结果送回电能表校验仪,以便进一步提高SV数据帧报文的有效性、准确性和可靠性A/D转换器采用高精度的Σ-Λ调制型转换器将电能模拟量转为数字量,形成数字电能表可以接收的信号。更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2标准定义的帧格式生成的。
[0034] 更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文的采样值同步时间小于I μ S。
[0035] 一种数字电能表准确度评估方法,包括以下步骤:
[0036] 利用模拟标准源产生模拟电压和电流数据,数字电能表校验仪向被测表发送SV数据帧报文进行电能计量产生计量脉冲;
[0037] 利用模拟标准表将模拟标准源内部产生的模拟电压和电流数据转换成电量脉冲,并计量和数据显示;
[0038] 数字电能表校验仪将被测表产生的计量脉冲与模拟标准表产生的电量脉冲进行比较得出被测表的计量精度。
[0039] 更进一步的技术方案是上述模拟标准源和数字电能表校验仪均与PC机相连接,由PC机控制。
[0040] 更进一步的技术方案是上述数字电能表校验仪向被测表发送的SV数据帧报文是通过模拟采样后经A/D转换、数字采样值打包,经以太网口发送的。
[0041] 更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2标准定义的帧格式生成的。
[0042] 更进一步的技术方案是上述SV数据帧报文的采样值同步时间小于I μ S。
[0043] 上述数字电能表校验仪在分析时,利用被测表产生的计量脉冲中的有功脉冲间隔,推算出电表计量的功率值,然后和理论值相比较,得出相对误差显示。测试仪测得有功脉冲间隔(Tt)如图3所示:有功脉冲开入连续两次由O变I的时标的差值,此值为实际值。
[0044] 理论时间间隔(Td)的计算方法:
[0045]
Figure CN102928810AD00051
[0046] 其中:C为电表常数(电能表记录的电能与转盘转数或脉冲数之间关系的比例数,如12800imp/kWh,12800imp/kvarh) ;N为测量单元数(单相表N=I,三相表57. 74V额定电压N=3,三相表100VN=2)山为电压值;1为电流值;Φ为电压电流相位角。
[0047] 误差计算公式:
Figure CN102928810AD00061
[0049] 尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开、附图和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。
6

Claims (10)

1. 一种数字电能表准确度评估系统,其特征在于包括: 模拟标准源,用于产生模拟电压和电流数据; 模拟标准表,用于将模拟标准源内部产生的模拟电压和电流数据转换成电量脉冲,并进行计量和数据显示; 数字电能表校验仪,用于向被测表发送SV数据帧报文进行电能计量产生计量脉冲,用于将被测表产生的计量脉冲与模拟标准表产生的电量脉冲进行比较得出被测表的计量精度。
2.根据权利要求I所述的一种数字电能表准确度评估系统,其特征在于:所述模拟标准源和数字电能表校验仪均与PC机相连接。
3.根据权利要求I或2所述的一种数字电能表准确度评估系统,其特征在于:所述数字电能表校验仪和被测表之间设置有A/D转换器并通过以太网口连接。
4.根据权利要求I或2所述的一种数字电能表准确度评估系统,其特征在于:所述SV数据帧报文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2标准定义的帧格式生成的。
5.根据权利要求4所述的一种数字电能表准确度评估系统,其特征在于:所述SV数据中贞报文的米样值同步时间小于I μ S。
6. 一种数字电能表准确度评估方法,其特征在于包括以下步骤: 利用模拟标准源产生模拟电压和电流数据,数字电能表校验仪向被测表发送SV数据帧报文进行电能计量产生计量脉冲; 利用模拟标准表将模拟标准源内部产生的模拟电压和电流数据转换成电量脉冲,并计量和数据显示; 数字电能表校验仪将被测表产生的计量脉冲与模拟标准表产生的电量脉冲进行比较得出被测表的计量精度。
7.根据权利要求6所述的一种数字电能表准确度评估方法,其特征在于:所述模拟标准源和数字电能表校验仪均与PC机相连接,由PC机控制。
8.根据权利要求6或7所述的一种数字电能表准确度评估方法,其特征在于:所述数字电能表校验仪向被测表发送的SV数据帧报文是通过模拟采样后经A/D转换、数字采样值打包,经以太网口发送的。
9.根据权利要求6或7所述的一种数字电能表准确度评估方法,其特征在于:所述SV数据帧报文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-972标准定义的帧格式生成的。
10.根据权利要求9所述的一种数字电能表准确度评估方法,其特征在于:所述SV数据中贞报文的米样值同步时间小于I μ S。
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