CN103645457B

CN103645457B - 一种电能表现场检验装置

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Publication number: CN103645457B
Application number: CN201310714136.4A
Authority: CN
Inventors: 肖冀; 程瑛颖; 侯兴哲; 杨华潇; 胡建明; 周峰; 刘静; 张霞
Original assignee: Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC
Current assignee: Electric Power Research Institute of State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd; State Grid Corp of China SGCC
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2033-12-20
Also published as: CN103645457A

Abstract

本发明实施例公开了一种电能表现场检验装置，包括：通信接口，用于采集合并单元在单位时间内输出的数字电气量；脉冲采集器，用于采集数字量输入电能表在所述单位时间内的输出脉冲；与所述脉冲采集器相连的脉冲计数器，用于统计所述数字量输入电能表输出的脉冲个数；分别与所述通信接口和所述脉冲计数器相连的数字信号处理系统，用于根据所述合并单元输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值，并根据所述脉冲计数器统计的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述数字量输入电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值，以实现对所述数字量输入电能表的误差情况进行现场检验。

Description

一种电能表现场检验装置

技术领域

[0001]本发明涉及仪器仪表现场检验技术领域，更具体地说，涉及一种电能表现场检验

目.0

背景技术

[0002]随着坚强智能电网的普及，数字量输入电能表正逐步替代传统的交流电能表得到越来越广泛的应用。

[0003]相较于根据电压互感器和电流互感器测量得到、并输出的模拟电气量来计量电能值的交流电能表，所述数字量输入电能表则是根据电子式互感器测量得到、并由合并单元转发的数字电气量来计量电能值，两者在计量模式上存在很大差异，因此传统的交流电能表现场检验装置并不适于对所述数字量输入电能表的误差情况进行现场检验，由此如何开发得到一种适用于所述数字量输入电能表的电能表现场检验装置，成为本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

[0004]有鉴于此，本发明提供一种电能表现场检验装置，以实现对数字量输入电能表的误差情况进行现场检验。

[0005] —种电能表现场检验装置，包括:

[0006]通信接口，用于采集合并单元在单位时间内输出的数字电气量；

[0007]交流采样模块，用于采集电压互感器和电流互感器在单位时间内输出的模拟电气量；

[0008]与所述交流采样模块相连的模数转换器，用于将所述模拟电气量转换为数字电气量；

[0009]脉冲采集器，用于采集数字量输入电能表在所述单位时间内的输出脉冲，以及采集交流电能表在单位时间内的输出脉冲；

[0010]与所述脉冲采集器相连的脉冲计数器，用于统计所述数字量输入电能表输出的脉冲个数，以及统计所述交流电能表输出的脉冲个数；

[0011]以及分别与所述通信接口、所述模数转换器和所述脉冲计数器相连的数字信号处理系统；

[0012]当以所述数字量输入电能表作为待测电表时，所述数字信号处理系统用于根据所述合并单元输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值;并根据所述脉冲计数器统计的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述数字量输入电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值;最后，计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值与所述实际消耗的电能值之间的差值；

[0013]当以所述交流电能表作为待测电表时，所述数字信号处理系统用于根据所述模数转换器输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值;并根据所述交流电能表输出的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述交流电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述交流电能表所计量的电能值;最后，计算得到所述交流电能表所计量的电能值与所述实际消耗的电能值之间的差值。

[0014]其中，所述通信接口包括光纤接口。

[0015]其中，所述交流采样模块包括:第一交流采样模块，用于采集所述电压互感器输出的模拟电压信号;和第二交流采样模块，用于采集所述电流互感器输出的模拟电流信号。

[0016] 其中，所述数字信号处理系统包括数字信号处理器DSP和现场可编程门阵列FPGA。

[0017]可选地，所述电能表现场检验装置还包括:与所述数字信号处理系统相连接的无线通信模块。

[0018]可选地，所述电能表现场检验装置还包括:与所述数字信号处理系统相连接的显示器。

[0019]其中，所述电能表现场检验装置为一体化成型结构。

[0020]从上述的技术方案可以看出，当以数字量输入电能表作为被测电表时，本发明仅需将通信接口接入合并单元的输出端、同时将脉冲采集器接入被测电表的脉冲信号输出端，即可分别获取得到所述合并单元在单位时间内输出的数字电气量，以及所述被测电表在单位时间内的输出脉冲;数字信号处理系统根据获得的所述数字电气量，利用电能计算公式即可计算得到所述单位时间内实际消耗的电能值，同时根据所述输出脉冲的统计个数，利用所述统计个数与被测电表所计电能值之间的对应关系，计算得到所述所计电能值；此时通过比较所述实际消耗的电能值与所述所计电能值的差异，即可确定所述被测电表的误差等级，从而达到了对数字量输入电能表的误差情况进行现场检验的目的，有利于所述数字量输入电能表的进一步推广应用。

附图说明

[0021]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0022]图1为本发明实施例一公开的一种电能表现场检验装置结构示意图；

[0023]图2为本发明实施例二公开的又一种电能表现场检验装置结构示意图。

具体实施方式

[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0025]参见图1，本发明实施例一公开了一种电能表现场检验装置，应用于数字量输入电能表，以实现对所述数字量输入电能表的误差情况进行现场检验，包括:

[0026]通信接口 100、脉冲采集器200、脉冲计数器300和数字信号处理系统400;

[0027]其中，通信接口 100，用于采集合并单元在单位时间内输出的数字电气量；

[0028]脉冲采集器200，用于采集数字量输入电能表在所述单位时间内的输出脉冲；

[0029]脉冲计数器300与脉冲采集器200相连，用于统计所述数字量输入电能表输出的脉冲个数；

[0030]数字信号处理系统400分别与通信接口 100和脉冲计数器300相连，用于根据所述合并单元输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值，并根据脉冲计数器300统计的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述数字量输入电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值。

[0031] 其中，数字信号处理系统400可包括:DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)和FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。

[0032]具体的，所述数字量输入电能表主要是根据电子式互感器测量得到、并由合并单元转发的数字电气量来计量电能值;其中，所述电子式互感器包括用于测量得到被测线路的数字电压信号的电子式电压互感器，和用于测量得到所述被测线路的数字电流信号的电子式电流互感器;所述合并单元用于对所述电子式电压互感器和所述电子式电流互感器一次输送来的数字电气量(包括所述数字电压信号和所述数字电流信号)进行合并和同步处理，并将处理后的数字电气量按照特定格式转发给所述数字量输入电能表，实现对应时段T内所消耗的实际电能值的计量;一般情况下，所述合并单元是按照IEC61850标准格式组成数字帧，并发送给所述数字量输入电能表。

[0033]在电能表(包括所述数字量输入电能表和传统的交流电能表)工作过程中，其脉冲信号输出端持续输出脉冲信号;对应时段T内输出的所述脉冲信号的个数N、电能表常数C与对应时段T内电能表所计量的电能值W之间存在对应关系:W=N/C，

[0034]其中，所述电能表常数，即电能表计度器的指示数和转盘转数之间的比例常数，单位r/(kWh)，为出厂设定值;所述电能表计度器的指示数，即对应时段T内电能表所计量的电能值W，单位kWh;所述转盘转数，即对应时段T内输出的所述脉冲信号的个数N，单位r。

[0035]本实施例一遵循所述数字量输入电能表的计量模式和接口方式，当需要对所述数字量输入电能表的误差情况进行现场检验时，则将通信接口 100接入所述合并单元的输出端、同时将脉冲采集器200接入所述数字量输入电能表的脉冲信号输出端，以分别获取得到单位时间内的所述合并单元输出的数字电气量、以及所述数字量输入电能表的输出脉冲；数字信号处理系统400根据获得的所述数字电气量，利用公知的电能计算公式即可计算得至織单位时间内实际消耗的电能值，同时根据所述输出脉冲的统计个数，利用W=N/C公式，即可计算得到所述数字量输入电能表当前所计量的电能值；

[0036]此时，通过比较该单位时间内对应的所述实际消耗的电能值与所述数字量输入电能表所计量的电能值之间的差异，即可确定所述数字量输入电能表的误差等级，从而实现了对所述数字量输入电能表的误差情况进行现场检验，方便了所述数字量输入电能表的进一步推广应用;其中需要说明的是，所述单位时间的时长可根据需要进行具体设定，并不局限；

[0037]此外，为方便工作人员根据得到的所述实际消耗的电能值与所述数字量输入电能表所计量的电能值，来确定所述数字量输入电能表的误差等级，作为优选，数字信号处理系统400还用于实现计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值与所述实际消耗的电能值之间的差值。

[0038]此外，当所述合并单元以基于IEC61850标准的数字光纤信号的形式向所述数字量输入电能表发送所述数字电气量时，对应的，本实施例所述的电能表现场检验装置也需要对应设置用于接收该信号的光纤接口，即，通信接口 100可采用光纤接口。

[0039]基于实施例一，本发明实施例二公开了又一种电能表现场检验装置，应用于数字量输入电能表或交流电能表，以实现对所述数字量输入电能表或所述交流电能表的误差情况进行现场检验，参见图2，包括:

[0040]通信接口 100、脉冲采集器200、脉冲计数器300、数字信号处理系统400、交流采样模块500和模数转换器600;

[0041]其中，通信接口 100，用于采集合并单元在单位时间内输出的数字电气量；

[0042]脉冲采集器200，用于采集数字量输入电能表或交流电能表在所述单位时间内的输出脉冲；

[0043]脉冲计数器300与脉冲采集器200相连，用于统计所述数字量输入电能表或所述交流电能表输出的脉冲个数；

[0044]交流采样模块500，用于采集电压互感器和电流互感器在单位时间内输出的模拟电气量;其中，交流采样模块500具体可包括用于采集所述电压互感器输出的模拟电压信号的第一交流采样模块，和用于采集所述电流互感器输出的模拟电流信号的第二交流采样模块；

[0045]与交流采样模块500相连的模数转换器600，用于将所述模拟电气量转换为数字电气量；

[0046]数字信号处理系统400分别与通信接口 100和脉冲计数器300相连，当以数字量输入电能表作为被测电表时，所述数字信号处理系统400用于根据所述合并单元输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值，并根据脉冲计数器300统计的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述数字量输入电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值；当以交流电能表作为被测电表时，所述数字信号处理系统400用于根据模数转换器600输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值，并根据所述交流电能表输出的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述交流电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述交流电能表所计量的电能值。

[0047]由实施例一的相关描述可知，当需要对所述数字量输入电能表的误差情况进行现场检验时，仅需将通信接口 100接入所述合并单元的输出端、同时将脉冲采集器200接入所述数字量输入电能表的脉冲信号输出端即可;此时交流米样模块500和模数转换器600均处于非工作状态；

[0048]所述交流电能表主要是根据电压互感器和电流互感器测量得到、并输出的模拟电气量来计量电能值，因而当需要对所述交流电能表的误差情况进行现场检验时，则仅需将交流采样模块500接入所述电压互感器和所述电流互感器的输出端、同时将脉冲采集器200接入所述交流电能表的脉冲信号输出端即可;此时，数字信号处理系统400根据模数转换器600输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值，同时根据所述交流电能表输出的脉冲个数，利用W = N/C公式，即可计算得到所述交流电能表所计量的电能值，由此，通过比较该单位时间内对应的所述实际消耗的电能值与所述交流电能表所计量的电能值之间的差异，即可确定所述交流电能表的误差等级，从而实现了对所述交流的误差情况进行现场检验；

[0049]此外，为方便工作人员根据得到的所述实际消耗的电能值与所述交流电能表所计量的电能值，来确定所述交流电能表的误差等级，作为优选，数字信号处理系统400还用于实现计算得到所述交流电能表所计量的电能值与所述实际消耗的电能值之间的差值。

[0050]相较于实施例一，本实施例二公开的所述电能表现场检验装置兼具数字量输入电能表现场检验功能和交流电能表现场检验功能，节约了投资成本，提高了企业的经济效益。[0051 ]此外作为优选，上述任一实施例所述的电能表现场检验装置均还可包括:与数字信号处理系统400相连接的显示器，所述显示器可用于显示数字信号处理系统400获取并输出的各项输入输出参数，以方便工作人员了解所述数字量输入电能表或所述交流电能表的现场检验结果。

[0052]此外，上述任一实施例所述的电能表现场检验装置均还可包括:与数字信号处理系统400相连接的无线通信模块，用于将处理结果上传到远程监控中心，实现现场检验结果的远程监控。

[0053]考虑到所述电能表现场检验装置的便携性，所述电能表现场检验装置均采用一体化成型结构进行设计，即将所述电能表现场检验装置中的各个组成模块均装设于一块电路板上。

[0054]综上所述，当以数字量输入电能表作为被测电表时，本发明仅需将通信接口接入合并单元的输出端、同时将脉冲采集器接入被测电表的脉冲信号输出端，即可分别获取得到所述合并单元在单位时间内输出的数字电气量，以及所述被测电表在单位时间内的输出脉冲;数字信号处理系统根据获得的所述数字电气量，利用电能计算公式即可计算得到实际的电能值，同时根据所述输出脉冲的统计个数，利用所述统计个数与被测电表所计电能值之间的对应关系，计算得到所述所计电能值;此时通过比较所述实际的电能值与所述所计电能值的差异，即可确定所述被测电表的误差等级，从而达到了对数字量输入电能表的误差情况进行现场检验的目的，有利于所述数字量输入电能表的进一步推广应用。

[0055]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

[0056]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种电能表现场检验装置，其特征在于，包括: 通信接口，用于采集合并单元在单位时间内输出的数字电气量；交流采样模块，用于采集电压互感器和电流互感器在单位时间内输出的模拟电气量；与所述交流采样模块相连的模数转换器，用于将所述模拟电气量转换为数字电气量；脉冲采集器，用于采集数字量输入电能表在所述单位时间内的输出脉冲，以及采集交流电能表在单位时间内的输出脉冲；与所述脉冲采集器相连的脉冲计数器，用于统计所述数字量输入电能表输出的脉冲个数，以及统计所述交流电能表输出的脉冲个数；以及分别与所述通信接口、所述模数转换器和所述脉冲计数器相连的数字信号处理系统；当以所述数字量输入电能表作为待测电表时，所述数字信号处理系统用于根据所述合并单元输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值;并根据所述脉冲计数器统计的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述数字量输入电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值;最后，计算得到所述数字量输入电能表所计量的电能值与所述实际消耗的电能值之间的差值；当以所述交流电能表作为待测电表时，所述数字信号处理系统用于根据所述模数转换器输出的数字电气量，利用电能计算公式，计算得到实际消耗的电能值;并根据所述交流电能表输出的脉冲个数，利用所述脉冲个数与所述交流电能表所计量的电能值之间的对应关系，计算得到所述交流电能表所计量的电能值;最后，计算得到所述交流电能表所计量的电能值与所述实际消耗的电能值之间的差值。

2.根据权利要求1所述的电能表现场检验装置，其特征在于，所述通信接口包括光纤接□ O

3.根据权利要求1所述的电能表现场检验装置，其特征在于，所述交流采样模块包括: 第一交流采样模块，用于采集所述电压互感器输出的模拟电压信号；和第二交流采样模块，用于采集所述电流互感器输出的模拟电流信号。

4.根据权利要求1所述的电能表现场检验装置，其特征在于，所述数字信号处理系统包括数字信号处理器DSP和现场可编程门阵列FPGA。

5.根据权利要求1所述的电能表现场检验装置，其特征在于，所述电能表现场检验装置还包括:与所述数字信号处理系统相连接的无线通信模块。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电能表现场检验装置，其特征在于，所述电能表现场检验装置还包括:与所述数字信号处理系统相连接的显示器。

7.根据权利要求6所述的电能表现场检验装置，其特征在于，所述电能表现场检验装置为一体化成型结构。