CN107748348A - 可整体溯源的高压电能表检定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可整体溯源的高压电能表检定装置，主要包括检定装置控制模块、三相标准功率源；所述检定装置控制模块主要包括工控机、与工控机相连的用户界面、数字量信号转换板、脉冲输入输出板；所述三相标准功率源包括三个结构相同且相互独立的单相标准功率源，所述单相标准功率源主要包括标准表、低压信号源、功率放大器、升流器、升压器、电流互感器、电压互感器，升流器的输出端与电流互感器的一次侧组成电流输出回路，电流互感器的二次侧与标准表相连，升压器的输出端作为电压输出端、通过电压互感器与标准表相连；每个单相标准功率表的标准表均与数字量信号转换板相互连接。本发明能够对高压电能表整体检定且检定装置精度可以整体溯源。

Description

可整体溯源的高压电能表检定装置

技术领域

本发明涉及高压电测领域，涉及一种电力设备检定与校验技术，特别是涉及一种可整体溯源的高压电能表检定装置。

背景技术

随着经济的飞速发展，用电需求越来越大，数字化、信息化、网络化是电能计量与电网测控技术发展的方向。电费的收入作为电力企业的主营业务收入，而对其进行核算的主要依据是通过电能计费装置来实现的，而高压电能表装置就是重要的电能计费仪器，由于高压电能表计量单元处于高压侧，常规低压窃电手段难以实施，因此该装置具有卓越的防窃电性能。高压电能表作为计量器具，必须要经过专业客观准确的计量检定装置检定合格后，才能投入使用。

对于传统的高压电能计量装置，主要是分别检定内部的电压互感器、电流互感器和电能表，当它们达到一定的准确度要求时，再使用误差综合的方法来评估高压电能计量装置整体的准确度。这种方法一是不符合国标关于电能表和电能表检验装置规定的基本原则：“所有仪表和测量装置的误差都必须进行实际的测量，未经测量，仅是以其他测量中计算出来的和引用电压、电流和功率因数组合的误差，不能作为评价装置基本误差的依据”；二是不适用于新型一体化高压电能表的整体检定。

目前已有的一些高压电能表整体检定装置多是采用标准表、低压信号源加高压互感器方案，各组成部分间相互独立，之间采用导线相连。此方案虽然可以实现对高压电能表的整体检定，但是检定装置无法实现精度的整体溯源，标准量值溯源是经过各级标准逐级溯源到国家电能基准(3×10^-5)。在大电流状态下，导线内阻损耗无法忽略，每次连接导线时的接触电阻也不尽相同，这些都会改变检定装置自身精度，从而直接影响检定高压电能表精度结果的准确性及合法性。同时《JJG 597-2005交流电能表检定装置》中要求装置首次检定后1年进行第一次后续检定，此后后续检定的检定周期为2年。所以检定装置本身也应设计小巧，移动方便，便于后期经常性到检测机构检定。

因此亟需提供一种新型的高压电能表检定装置来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够对高压电能表整体检定且检定装置精度可以整体溯源的高压电能表检定装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种可整体溯源的高压电能表检定装置，主要包括检定装置控制模块、三相标准功率源；

所述检定装置控制模块主要包括工控机、与工控机相连的用户界面、数字量信号转换板、脉冲输入输出板；

所述三相标准功率源包括三个结构相同且相互独立的单相标准功率源，为被检高压电能表提供单相或三相电压及可调电流；

每个单相标准功率源均与检定装置控制模块相连。

在本发明一个较佳实施例中，所述三相标准功率源包括三个结构相同且相互独立的单相标准功率源，所述单相标准功率源主要包括标准表、低压信号源、功率放大器、升流器、升压器、电流互感器、电压互感器，标准表、低压信号源、功率放大器依次相连，升流器的输入端、升压器的输入端均与功率放大器相连，升流器的输出端与电流互感器的一次侧组成电流输出回路，电流互感器的二次侧与标准表相连，升压器的输出端作为电压输出端、通过电压互感器与标准表相连；每个单相标准功率表的标准表均与数字量信号转换板相互连接。

在本发明一个较佳实施例中，所述低压信号源包括电流源、电压源，所述电流源可输出小电流，所述电压源可输出低压信号。

进一步的，所述单相标准功率源为独立机箱，底部设置有万向轮，移动方便。

在本发明一个较佳实施例中，所述脉冲输入输出板设置有无线通信模块，实现无线接收被检高压电能表输出的高频或低频脉冲，并可发送标准表输出的标准高频和低频脉冲。

在本发明一个较佳实施例中，所述数字量信号转换板、脉冲输入输出板插接在所述工控机的PCI卡槽中。

本发明的有益效果是：

(1)本发明将信号源与互感器、标准表设计为一个整体，安装在同一机壳内，避免了各部分进行导线连接的繁琐及在大电流状态下，因导线及导线连接影响检定装置自身检测精度，不仅能够对高压电能表进行整体检定，而且使所述检定装置的精度可以整体溯源，提高了检定高压电能表精度结果的准确性及合法性；

(2)本发明可以对直接接入式高压电能表的整体误差进行直接检验，解决了对直接接入式高压电能表实施整体校准和计量检定的难题，同时其电流输出与10kV高压等电位，模拟了高压电能表在高压电网条件下的工作状态，使检定得到的高压电能表误差数值更符合现场实际情况；

(3)本发明作为检定装置，其精度可以整体溯源，解决了现有技术中标准量值溯源时需经过各级标准逐级溯源到国家电能基准的繁琐，整体结构小巧，移动方便，便于后期经常性到检测机构进行精度检定；

(4)本发明每相标准功率源为一个单元，结构相同且相互独立，可工作在单相、三相三线和三相四线等接线方式下，通过工控机锁定各相标准功率源的相位，并可动态调节电流输出，控制单相标准功率源输出精度，实现宽量程检定。

附图说明

图1是本发明可整体溯源的高压电能表检定装置一较佳实施例的结构框图；

图2是所述可整体溯源的高压电能表检定装置进行高压电能表检测的原理框图；

附图中各部件的标记如下：1、检定装置控制模块，2、用户界面，3、工控机，4、脉冲输入输出板，5、数字量信号转换板，6、单相标准功率表，7、标准表，8、低压信号源，9、电流互感器，10、功率放大器，11、升流器，12、升压器，13、电压互感器，14、三相标准功率源，15、被检高压电能表。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1和图2，本发明实施例包括：

一种可整体溯源的高压电能表检定装置，主要包括检定装置控制模块1、三相标准功率源14。

所述检定装置控制模块1主要包括工控机3、与工控机3相连的用户界面2、数字量信号转换板5、脉冲输入输出板4。所述三相标准功率源14包括三个结构相同且相互独立的单相标准功率源6，能够为被检高压电能表15提供单相或三相电压及可调电流。所述单相标准功率源6主要包括标准表7、低压信号源8、功率放大器10、升流器11、升压器12、电流互感器9、电压互感器13，所述低压信号源8包括电流源、电压源，标准表7、电流源、功率放大器10与升流器11的输入端依次相连，升流器11的输出端与被检高压电能表15、电流互感器9的一次侧组成电流输出回路，电流互感器9的二次侧与标准表7相连；标准表7、电流源、功率放大器10与升压器12的输入端依次相连，升压器12的输出端作为电压输出端、通过电压互感器13与标准表7相连；每个单相标准功率表6的标准表均与数字量信号转换板5相互连接。

所述工控机3为所述检定装置的控制核心，实现控制单相标准功率源输出、误差数据处理及报表生成等功能。所述用户界面2能够直观显示各种测量数据及波形，提供人性化交互控制窗口，操作人员可在用户界面2上实现参数设置、单相标准功率源控制启停、检定流程启停等操作。所述脉冲输入输出板4及数字量信号转换板5插接在工控机3的PCI(Peripheral Component Interconnection，周边元件扩展接口)卡槽中。所述脉冲输入输出板4设置有无线通信模块(图中未示出)，实现无线接收被检高压电能表15输出的高频或低频脉冲，并可发送标准表7输出的标准高频和低频脉冲。所述数字量信号转换板5将工控机3发出的设置命令封包发给单相标准功率源6，控制单相标准功率源启停，同时将单相标准功率源传来数据解析成数字量信号送入工控机3。

所述三相标准功率源14为分体设计，包含三个单相标准功率源6，每相标准功率源为一个机箱，结构相同且独立工作，在机箱的底部设置有万向轮，移动方便。通过将信号源与互感器、标准表合成一个整体组成单相标准功率源6，可工作在单相、三相三线和三相四线等接线方式下，通过工控机3锁定各相标准功率源的相位，从而构成三相标准功率源14。

所述单相标准功率源6可输出标准电压源和标准电流源，通过工控机3测量和锁定二者之间的相位。其中，标准电压源输出过程为：所述电压源输出低电压信号经功率放大器10和升压器12输出高压信号，该高压信号通过电压互感器13转换成小信号反馈回标准表7，因而在标准表中产生电压输出信号及电压反馈信号，然后工控机3根据接收到的标准表7的数据，采用PID算法比较电压输出信号及电压反馈信号得到一电压差异信号，实时更新标准表7的输出电压，实现动态调节电压源输出。标准电流源输出过程为：所述电流源输出小电流信号经功率放大器10和升流器11输出大电流，该大电流通过电流互感器9转换成小信号反馈回标准表7，因而在标准表中产生电流输出信号及电流反馈信号，然后工控机3根据接收到的标准表7的数据，采用PID算法比较电流输出信号及电流反馈信号得到一电流差异信号，实时更新标准表7的输出电流，实现动态调节电流源输出，从而实现控制功率源输出精度及宽量程检定。

如图2所示，利用本发明对一种高压电能表进行检定的过程，具体包括：

检定装置控制模块1根据用户既定检表方案控制三相标准功率源14逐点输出标准电流，并直接输出10kV高电压。被检高压电能表15在三相标准功率源14设定输出激励下，输出高频脉冲。脉冲输入输出板4通过所述无线通信模块采集到被检高压电能表输出的高频脉冲，并送入工控机3中，工控机3将此脉冲与标准功率源自身输出的标准脉冲比较，计算得到高压电能表整体误差精度。按公式(1)计算：

当需要对所述检定装置自身精度进行检定时，所述脉冲输入输出板可输出标准功率源的标准脉冲，与更高一级标准进行精度检定。

本发明将信号源与互感器、标准表设计为一个整体，安装在同一机壳内，避免了各部分进行导线连接的繁琐及在大电流状态下，因导线及导线连接影响检定装置自身检测精度，不仅能够对高压电能表进行整体检定，而且使所述检定装置的精度可以整体溯源，提高了检定高压电能表精度结果的准确性及合法性。首先，本发明可以对直接接入式高压电能表的整体误差进行直接检验，解决了对直接接入式高压电能表实施整体校准和计量检定的难题，同时其电流输出与10kV高压等电位，模拟了高压电能表在高压电网条件下的工作状态，使检定得到的高压电能表误差数值更符合现场实际情况；其次，本发明作为检定装置，其精度可以整体溯源，解决了现有技术中标准量值溯源时需经过各级标准逐级溯源到国家电能基准的繁琐，整体结构小巧，移动方便，便于后期经常性到检测机构进行精度检定。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种可整体溯源的高压电能表检定装置，其特征在于，主要包括检定装置控制模块、三相标准功率源；

所述检定装置控制模块主要包括工控机、与工控机相连的用户界面、数字量信号转换板、脉冲输入输出板；

所述三相标准功率源包括三个结构相同且相互独立的单相标准功率源，为被检高压电能表提供单相或三相电压及可调电流；

每个单相标准功率源均与检定装置控制模块相连。

2.根据权利要求1所述的可整体溯源的高压电能表检定装置，其特征在于，所述单相标准功率源主要包括标准表、低压信号源、功率放大器、升流器、升压器、电流互感器、电压互感器，标准表、低压信号源、功率放大器依次相连，升流器的输入端、升压器的输入端均与功率放大器相连，升流器的输出端与电流互感器的一次侧组成电流输出回路，电流互感器的二次侧与标准表相连，升压器的输出端作为电压输出端、通过电压互感器与标准表相连；每个单相标准功率表的标准表均与数字量信号转换板相互连接。

3.根据权利要求2所述的可整体溯源的高压电能表检定装置，其特征在于，所述低压信号源包括电流源、电压源。

4.根据权利要求1至3任一项所述的可整体溯源的高压电能表检定装置，其特征在于，所述单相标准功率源为独立机箱，底部设置有万向轮。

5.根据权利要求1所述的可整体溯源的高压电能表检定装置，其特征在于，所述脉冲输入输出板设置有无线通信模块。

6.根据权利要求1所述的可整体溯源的高压电能表检定装置，其特征在于，所述数字量信号转换板、脉冲输入输出板插接在所述工控机的PCI卡槽中。