CN107340494B - 一种智能型电能计量装置在线校验系统 - Google Patents
一种智能型电能计量装置在线校验系统 Download PDFInfo
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Abstract
一种智能型电能计量装置在线校验系统，包括基站侧模块、网侧模块、总部侧模块。所述基站侧模块包括多个基站前端校验设备，各个基站前端校验设备将在线校验数据储存在基站侧模块中的信息存储装置中，各个基站的在线校验数据再传递到网侧模块中的数据中心，最后将各个网侧模块中的跨区数据传输到总部侧模块中的数据集中显示云平台集中显示处理。数据集中显示云平台对各基站的在线校验状态进行远程调用和在线遥控。本发明具有信息化程度高、功能多样的特点，并与手机APP连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
Description
技术领域
本发明一种智能型电能计量装置在线校验系统，涉及电力系统测量领域。
背景技术
电能计量装置的准确性、可靠性和稳定性是电力系统安全稳定运行的保障。电能计量装置主要包括互感器、电能表等。随着电网智能化、信息化水平的不断提升，客户对电能质量要求的不断提高，电能计量装置运行的科学可靠准确，越来越成为电网保障安全生产、维护用户合法权益、提高优质服务水平的重要工作内容。
目前无论是针对传统电能计量装置，还是新一代电能计量装置，虽然有不少科研院所研制了互感器和电能表现场校验仪，但是大部分为停电状态下的校验。停电校验有许多缺点，一是操作复杂，二是不利于设备的最优化利用。
发明内容
针对目前电能计量装置在线校验所出现的功能单一、操作复杂、信息化程度不够等问题，本发明提出一种智能型电能计量装置在线校验系统，以互联网为平台，将电能计量装置在线校验的测量数据和运行状态数据通过互联网进行发送并实现全网的数据共享。通过数据集中显示云平台对各基站的在线校验状态进行远程调用和在线遥控。同时由于智能手机的普及和便携性，将本发明系统与手机APP连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时监测，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
本发明采取的技术方案为：
一种智能型电能计量装置在线校验系统，包括基站侧模块、网侧模块、总部侧模块。
所述基站侧模块包括多个基站前端校验设备，各个基站前端校验设备将在线校验数据储存在基站侧模块中的信息存储装置中，各个基站的在线校验数据再传递到网侧模块中的数据中心，最后将各个网侧模块中的跨区数据传输到总部侧模块中的数据集中显示云平台集中显示处理。数据集中显示云平台对各基站的在线校验状态进行远程调用和在线遥控。
该系统与手机APP连接，接入互联网的手机通过APP接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
所述基站侧模块包括站1~站n，每个基站包括信息存储装置，信息存储装置存储气象数据、在线校验数据、历史状态数据，信息存储装置中的在线校验数据由校验平台获取。
所述网侧模块由数据应用模块、网侧高级应用模块、其他应用系统、数据中心构成。
所述总部侧模块由总部侧高级应用模块、系统服务平台、其他应用系统组成；
总部侧高级应用模块中的数据集中显示云平台，对各基站的在线校验状态集中显示分析处理，对各基站的电能计量装置在线校验进行远程调用和在线遥控；
总部侧高级应用模块中的智能手机与该校验系统连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控；
总部侧高级应用模块中的状态估计，根据基站侧的在线校验数据，对未来一段时间内电能计量装置的运行状态进行估计，及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
所述基站前端校验设备包括信号传感单元、信号采集单元、校验平台、被校电能表、被校互感器组成。
信号传感单元包括电压传感器、电流传感器，均为开口式结构；
信号采集单元包括FPGA、第一A/D转换器、第二A/D转换器、电平转换模块、PCI接口，电压传感器、电流传感器分别与第一A/D转换器和第二A/D转换器电连接，然后与FPGA电连接，被校电能表或者被校互感器输出的脉冲信号，通过电平转换模块后传递给FPGA，FPGA与校验平台之间采用PCI接口进行通讯，电平转换模块由OPA2227运算放大器构成，对被校电能表或者被校互感器的输出电能脉冲电平进行转换。
所述校验平台由工控机构成，其上安装Labview软件，基于Labview编写相应的校验软件，校验平台用于计算标准计量装置和被校验计量装置的电能量，分析并记录被校验计量装置的误差。
所述校验平台中的信号接收与发送模块，与互联网连接，将电能计量装置在线校验的测量数据和运行状态数据，通过互联网进行发送并实现全网的数据共享。
本发明一种智能型电能计量装置在线校验系统，技术效果如下：
1：电压传感器设计为开口式结构，由两个半环状的电容分压器构成，测量时直接夹在被测导线上即可，校验时不会干扰线路或者电网的正常运行，提高了现场操作的方便性。
2：电流传感器包含测量线匝和补偿线匝等部分，补偿线匝的存在可以降低开口气隙引起的误差，提高了电流传感器的准确度。
3：所建立的云平台，能够实现电能计量装置在线校验的测量数据和运行状态数据全网的数据共享。
4：本发明系统与手机APP连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
5：本发明一种智能型电能计量装置在线校验系统，具有信息化程度高、功能多样的特点，并与手机APP连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
附图说明
图1为本发明的系统结构图；
图2为本发明的基站前端校验设备的结构框图。
具体实施方式
如图1、图2所示，一种智能型电能计量装置在线校验系统，包括基站侧模块1、网侧模块2、总部侧模块3。
所述基站侧模块1包括多个基站前端校验设备，各个基站前端校验设备将在线校验数据储存在基站侧模块1中的信息存储装置4中，各个基站的在线校验数据再传递到网侧模块2中的数据中心8，最后将各个网侧模块2中的跨区数据传输到总部侧模块3中的数据集中显示云平台9集中显示处理；
数据集中显示云平台9对各基站的在线校验状态进行远程调用和在线遥控；
同时由于智能手机的普及和便携性，该系统与手机APP连接，接入互联网的手机通过APP接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
所述基站侧模块1包括站1~站n，每个基站包括信息存储装置4，信息存储装置4存储气象数据、在线校验数据、历史状态数据，信息存储装置4中的在线校验数据由校验平台403获取。
所述网侧模块2由数据应用5模块、网侧高级应用6模块、其他应用系统7、数据中心8构成。
数据应用5模块具体包括数据加工单元、数据服务单元、数据库单元。该模块主要对各个基站侧的在线校验数据进行加工、整合、存储，作为网侧的数据基础。
网侧高级应用模块6具体包括在线校验单元、高级展示单元、辅助决策单元。该模块主要对数据应用5加工处理的数据进行网侧的可视化，并通过辅助决策对网侧的在线校验情况进行初步评估，从而较全面的反映基站侧的数据情况。
其他应用系统模块7具体包括公共资讯应用系统单元、系统安全评估单元。
公共资讯应用系统单元，主要提供网侧的公共资讯，实时反映该地区的电能计量装置的运行状态和校验情况。
系统安全评估单元，反映网侧系统的安全情况并进行实时评估，当出现亚安全状态时可对系统发出报警信号。
数据中心8作为网侧的数据集中地，主要对网侧的在线校验数据进行集中处理显示，并将整合的跨区数据传输到总部侧。
所述总部侧模块3由总部侧高级应用模块10、系统服务平台11、其他应用系统12组成。
总部侧高级应用模块10具体包括状态估计单元、高级展示单元、智能手机单元、远程调用单元。
状态估计单元，根据基站侧的在线校验数据，对未来一段时间内电能计量装置的运行状态进行估计，及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
高级展示单元，对各基站的在线校验状态集中可视化展示。
远程调用单元，根据各基站上传的在线校验数据进行远程调用和在线遥控；
智能手机单元与该校验系统连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控；
系统服务平台11主要包括自助服务终端单元、可视化服务单元、web服务单元。
自助服务终端单元，提供全省网侧的在线校验数据情况，操作人员可在该系统自助查找所需数据。
可视化服务单元，对全省网侧的在线校验数据情况进行可视化展示。
web服务单元，远程客户端可通过此系统访问网侧的在线校验数据库，便于操作人员实时、准确、全面的了解该区域的在线校验情况。
其他应用系统12具体包括公共资讯应用系统单元、系统安全评估单元。
公共资讯应用系统单元，主要提供全网侧的公共资讯，实时反映该地区的电能计量装置的运行状态和校验情况。
系统安全评估单元，反映全网侧系统的安全情况并进行实时评估，当出现亚安全状态时可对系统发出报警信号。
总部侧模块3中的数据集中显示云平台9，对各基站的在线校验状态集中显示分析处理，对各基站的电能计量装置在线校验进行远程调用和在线遥控；
总部侧高级应用模块10中的智能手机与该校验系统连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控；
总部侧高级应用模块10中的状态估计，根据基站侧的在线校验数据，对未来一段时间内电能计量装置的运行状态进行估计，及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。
所述基站前端校验设备包括信号传感单元401、信号采集单元402、校验平台403、被校电能表404、被校互感器405组成；
信号传感单元401包括电压传感器、电流传感器，均为开口式结构。
电压传感器为开口式结构，能在不干扰电力设备正常运行的情况下，直接获取一次电压信号，提高了现场操作的方便性。
电流传感器为开口式结构，测量时直接夹在被测一次导线上即可，能在不干扰电力设备正常运行的情况下，直接获取一次电流信号，提高了现场操作的方便性。
信号采集单元402包括FPGA、第一A/D转换器、第二A/D转换器、电平转换模块、PCI接口，电压传感器、电流传感器分别与第一A/D转换器和第二A/D转换器电连接，然后与FPGA电连接，被校电能表404或者被校互感器405输出的脉冲信号，通过电平转换模块后传递给FPGA，FPGA与校验平台403之间采用PCI接口进行通讯，电平转换模块由OPA2227运算放大器构成，对被校电能表404或者被校互感器405的输出电能脉冲电平进行转换，换成适合FPGA的I/0端口接收的电平值。信号采集单元为一个PCI接口的板卡，可直接插入工控机的PCI插槽上。
所述校验平台403由工控机构成，其上安装Labview软件，基于Labview编写相应的校验软件，校验平台403用于计算标准计量装置和被校验计量装置的电能量，分析并记录被校验计量装置的误差。
所述校验平台403中的信号接收与发送模块，与互联网连接，将电能计量装置在线校验的测量数据和运行状态数据，通过互联网进行发送并实现全网的数据共享。
本发明一种智能型电能计量装置在线校验系统，将各个基站前端的在线校验数据通过互联网云平台连接起来，实现全网的数据共享，并将该系统与智能手机APP连接，实现对全网范围内的电能计量装置在线校验的实时遥控，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理。该系统能够极大的提高电能计量装置在线校验的智能化水平，能够实现电能计量装置全方位校验和状态监测。此外，该系统还具备全网内的远程通讯功能，在现场具有很大的实用价值。
Claims (1)
1.一种智能型电能计量装置在线校验系统，包括基站侧模块（1）、网侧模块（2）、总部侧模块（3），其特征在于：所述基站侧模块（1）包括多个基站前端校验设备，各个基站前端校验设备将在线校验数据储存在基站侧模块（1）中的信息存储装置（4）中，各个基站的在线校验数据再传递到网侧模块（2）中的数据中心（8），最后将各个网侧模块（2）中的跨区数据传输到总部侧模块（3）中的数据集中显示云平台（9）集中显示处理；
数据集中显示云平台（9）对各基站的在线校验状态进行远程调用和在线遥控；
该系统与手机APP连接，接入互联网的手机通过APP接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控，并能及时对超差电能计量装置进行报警检修处理；
所述基站侧模块（1）包括站1~站n，每个基站包括信息存储装置（4），信息存储装置（4）存储气象数据、在线校验数据、历史状态数据，信息存储装置（4）中的在线校验数据由校验平台（403）获取；
所述网侧模块（2）由数据应用模块（5）、网侧高级应用模块（6）、第一其他应用系统（7）、数据中心（8）构成；
数据应用模块（5）包括数据加工单元、数据服务单元、数据库单元，该模块主要对各个基站侧模块（1）的在线校验数据进行加工、整合、存储，作为网侧的数据基础；
网侧高级应用模块（6）包括在线校验单元、高级展示单元、辅助决策单元；该模块主要对数据应用模块（5）加工处理的数据进行网侧的可视化，并通过辅助决策对网侧的在线校验情况进行初步评估，从而较全面的反映基站侧的数据情况；
第一其他应用系统（7）包括第一公共资讯应用系统单元、第一系统安全评估单元；
第一公共资讯应用系统单元，用于提供网侧的公共资讯，实时反映区域的电能计量装置的运行状态和校验情况；
第一系统安全评估单元，用于反映网侧系统的安全情况并进行实时评估，当出现亚安全状态时可对系统发出报警信号；
数据中心（8）作为网侧的数据集中地，主要对网侧模块（2）的在线校验数据进行集中处理显示，并将整合的跨区数据传输到总部侧模块（3）；
所述总部侧模块（3）由总部侧高级应用模块（10）、系统服务平台模块（11）、第二其他应用系统（12）组成；
总部侧高级应用模块（10）包括状态估计单元、高级展示单元、智能手机单元、远程调用单元；
状态估计单元，根据基站侧的在线校验数据，对未来一段时间内电能计量装置的运行状态进行估计，及时对超差电能计量装置进行报警检修处理；
高级展示单元，对各基站的在线校验状态集中可视化展示；
远程调用单元，根据各基站上传的在线校验数据进行远程调用和在线遥控；
智能手机单元与该校验系统连接，接入互联网的手机通过APP来接收在线校验的测量数据，实现对电能计量装置在线校验的实时遥控；
系统服务平台模块（11）包括自助服务终端单元、可视化服务单元、web服务单元；
自助服务终端单元，提供全省网侧的在线校验数据情况，操作人员可在该系统自助查找所需数据；
可视化服务单元，对全省网侧的在线校验数据情况进行可视化展示；
web服务单元，远程客户端可通过此系统访问网侧的在线校验数据库，便于操作人员实时、准确、全面的了解区域的在线校验情况；
第二其他应用系统（12）具体包括第二公共资讯应用系统单元、第二系统安全评估单元；
第二公共资讯应用系统单元，主要提供全网侧的公共资讯，实时反映该区域的电能计量装置的运行状态和校验情况；
第二系统安全评估单元，反映全网侧系统的安全情况并进行实时评估，当出现亚安全状态时可对系统发出报警信号；
总部侧高级应用模块（10）中的数据集中显示云平台（9），对各基站的在线校验状态集中显示分析处理，对各基站的电能计量装置在线校验进行远程调用和在线遥控；
所述基站前端校验设备包括信号传感单元（401）、信号采集单元（402）、校验平台（403）、被校电能表（404）、被校互感器（405）组成；
信号传感单元（401）包括电压传感器、电流传感器，均为开口式结构；
信号采集单元（402）包括FPGA、第一A/D转换器、第二A/D转换器、电平转换模块、PCI接口，电压传感器、电流传感器分别与第一A/D转换器和第二A/D转换器电连接，然后与FPGA电连接，被校电能表（404）或者被校互感器（405）输出的脉冲信号，通过电平转换模块后传递给FPGA，FPGA与校验平台（403）之间采用PCI接口进行通讯，电平转换模块由OPA2227运算放大器构成，对被校电能表（404）或者被校互感器（405）的输出电能脉冲电平进行转换；
所述校验平台（403）由工控机构成，其上安装Labview软件，基于Labview编写相应的校验软件，校验平台（403）用于计算标准计量装置和被校验计量装置的电能量，分析并记录被校验计量装置的误差；
所述校验平台（403）中的信号接收与发送模块，与互联网连接，将电能计量装置在线校验的测量数据和运行状态数据，通过互联网进行发送并实现全网的数据共享。
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