CN109444783A - 一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法 - Google Patents

一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法 Download PDF

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陈幸
唐海国
龚汉阳
张帝
郭文明
朱吉然
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    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R35/00Testing or calibrating of apparatus covered by the other groups of this subclass

Abstract

本发明涉及配电测试领域,公开了一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法,以精准且快速地实现对配电一二次融合设备的检测;本发明的方法包括:对待测配电一二次融合设备的电子式电流传感器进行通流;对待测配电一二次融合设备的电子式电压传感器的一次侧施加电压;对待测配电一二次融合设备的终端或线损采集模块施加设定的第一电压信号和第二电压信号;对待测配电一二次融合设备的终端或线损采集模块施加设定的第三电压信号;若待测配电一二次融合设备同时通过电流采样精度测试、电压采样精度测试、功率采样精度测试、以及电能量采样精度测试,则认为待测配电一二次融合设备通过采样精度测试。

Description

一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法
技术领域
本发明涉及配电测试领域,尤其涉及一种一二次融合设备采样精度测试检测方法。
背景技术
配电网一二次融合设备采取从一次和二次设备进行整体设计、整体招标的方式来应用于现场,和传统的环网柜与终端结合方式相比,解决了一二次设备之间的配合问题以及减少了现场调试人员的协调工作量。一二次融合设备采用传感器技术来同时实现测量、保护、计量功能,有体积小、消除了铁磁谐振、采样线性度好、采样范围大、节省资源等优点。此外,一二次融合设备还具备电量记录功能,能满足线损管理的技术要求。配电设备的一二次融合已经成为技术发展趋势。然而目前,对配电网一二次融合设备的采样精度测试仍然没有一种可以借鉴的方案。
因此,如何实现对配电网一二次融合设备的测试已经成为一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明目的在于提供一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法,以精准且快速地实现对配电一二次融合设备的采样精度测试。
为实现上述目的,本发明提供了一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法,包括:
对待测配电一二次融合设备的电子式电流传感器进行通流,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电流采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的电子式电压传感器的一次侧施加电压,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电压采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的终端或线损采集模块施加设定的第一电压信号和第二电压信号,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过功率采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的终端或线损采集模块施加设定的第三电压信号,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电能量采样精度测试;
若待测配电一二次融合设备同时通过所述电流采样精度测试、所述电压采样精度测试、所述功率采样精度测试、以及所述电能量采样精度测试,则认为所述待测配电一二次融合设备通过采样精度测试。
优选地,所述判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电流采样精度测试具体包括:
在电子式电流传感器的一次侧进行通流,终端采集电子式电流传感器的二次侧的电流值,并将采集到的电流值发送给主机,然后停止通流;
主机将所述采集到的电流值与电流的实际输入值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电流采样精度测试。
优选地,所述判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电压采样精度测试具体包括:
在电子式电压传感器的一次侧施加电压,终端采集所述电子式电压传感器的二次侧的电压值,并将采集到的电压值发送给主机,然后停止施加电压;
主机将所述采集到的电压值与电压的实际输入值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电压采样精度测试。
优选地,所述判断所述待测配电一二次融合设备是否通过功率采样精度测试具体包括:
给终端或线损采集模块施加设定的第一电压信号和第二电压信号,终端或线损采集模块将所述第一电压信号和所述第二电压信号转换为用于计算功率的电压值U和电流值I,并计算得到功率值以实现对终端或线损采集模块的功率采样,并将功率值发送给主机,然后停止施加第一电压信号和第二电压信号;
主机将所述功率值与功率的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过功率采样精度测试。
优选地,所述判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电能量采样精度测试具体包括:
给终端或线损采集模块施加设定的第三电压信号,并持续设定时间,终端或线损采集模块将所述第三电压信号转换为用于计算功率的电压值和电流值,在设定时间内积累成相应电能量数据以实现对终端或线损采集模块的电能量采样,并将电能量值发送给主机,然后停止施加第三电压信号;
主机将所述电能量值与电能量的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电能量采样精度测试。
优选地,所述设定时间为15分钟或者15分钟的倍数。
优选地,所述功率采样精度测试包括有功功率采样精度测试和无功功率采样精度测试。
优选地,计算有功功率采用公式为:
P=3·U·I·cosα;
式中,α表示电压与电流之间的夹角;
计算无功功率采用公式为:
Q=3·U·I·sinα。
本发明具有以下有益效果:
本发明提供一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法,对待测配电一二次融合设备的电子式电流传感器进行通流,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过电流采样精度测试;并对待测配电一二次融合设备的电子式电压传感器的一次侧施加电压,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过电压采样精度测试;对待测配电一二次融合设备的终端或线损采集模块施加设定的第一电压信号和第二电压信号,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过功率采样精度测试;对待测配电一二次融合设备的终端或线损采集模块施加设定的第三电压信号,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过电能量采样精度测试;若待测配电一二次融合设备同时通过电流采样精度测试、电压采样精度测试、功率采样精度测试、以及电能量采样精度测试,则认为待测配电一二次融合设备通过采样精度测试;通过该方法能精准且快速地实现对配电一二次融合设备的采样精度测试。
下面将参照附图,对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明优选实施例的配电一二次融合设备电流采样精度测试原理图;
图2是本发明优选实施例的配电一二次融合设备第二种电流采样精度测试原理图;
图3是本发明优选实施例的配电一二次融合设备电压采样精度测试原理图;
图4是本发明优选实施例的配电一二次融合设备功率和电能量采样精度测试原理图;
图5是本发明优选实施例的配电一二次融合设备中划分有功功率和无功功率情况示意图。
附图标记:
1、电子式电流传感器;2、终端;3、主机;4、端子排;5、信号源;6、电子式电压传感器;7、高压发生器;8、线损采集模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明,但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
除非另有定义,下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样,“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制,而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
需要说明的是,本发明中的一二次融合设备检测方法应用于现有市面上已经有的配电网一二次成套融合设备,其主要包括配电一二次融合成套环网柜和一二次融合成套柱上开关;其中,一二次融合成套环网柜主要包括进出线单元、电子式电压传感器6、电子式电流传感器1、站所终端2(DTU)、线损采集模块8、通信单元、外箱体等;一二次融合成套柱上开关主要包括开关本体(含电子式电压传感器6和电子式电流传感器1)、馈线终端2(FTU)、电源PT、线损采集模块8、连接电缆等。
本实施例提供一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法,包括:
对待测配电一二次融合设备的电子式电流传感器1进行通流,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过电流采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的电子式电压传感器6的一次侧施加电压,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过电压采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的终端2或线损采集模块8施加设定的第一电压信号和第二电压信号,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过功率采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的终端2或线损采集模块8施加设定的第三电压信号,根据采样结果判断待测配电一二次融合设备是否通过电能量采样精度测试;
若待测配电一二次融合设备同时通过电流采样精度测试、电压采样精度测试、功率采样精度测试、以及电能量采样精度测试,则认为待测配电一二次融合设备通过采样精度测试。
上述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,能精准且快速地实现对配电一二次融合设备的采样精度测试。
具体地,本实施例中,判断待测配电网一二次融合设备是否通过电流采样精度测试具体包括:如图1所示,在电子式电流传感器1的一次侧进行通流,通过终端2采集电子式电流传感器1的二次侧的电流值,并将采集到的电流值发送给主机3,然后停止通流;
主机3将采集到的电流值与电流的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电流精度采样测试。
该电流精度采样测试能准确地检测配电一二次融合设备的整个电流采样回路是否正常以及电流采样的整体误差,以更精准且快速地实现对配电一二次融合设备采样精度的测试。
具体地,在实际操作中,将电流源连接电子式电流传感器1的一次侧,控制电流源输出一次相电流,本实施例中,电子式电流传感器1根据600A/1V的变化,将采集到的一次电流转换为二次侧电压信号,本实施例中,如图1所示,电子式电流传感器1通过端子排4连接到站所终端2,电子式电流传感器1的二次电压信号输出至配电终端2中,配电终端2根据1V/600A的变比将采集到的电压信号再转换为电流信号,并得到电子式电流传感器1二次侧的电流值,然后将电流值的采样结果通过以太网通讯发送给主机3,由主机3将采集到的电流值与电流的实际输入值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电流采样精度测试。
作为可变换的实施方式,在对配电一二次融合设备进行电流采样精度测试时,如图2所示,还可以采用方式为:采用信号源5在二次侧端子排4施加设定电压信号,通过端子排4连线将电压信号传输至站终端2,终端2将采集到的电压信号根据1V/600A的变比再转换为电流信号,得到电流值,然后将采集到的电流值通过以太网通讯发送给主机3,由主机3将采集到的电流值与电流的实际输入值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电流采样精度测试。
优选地,判断待测配电一二次融合设备是否通过电压采样精度测试具体包括:
如图3所示,在电子式电压传感器6的一次侧施加电压,终端2采集电压传感器的二次侧的电压值,并将采集到的电压值发送给主机3,然后停止施加电压;
主机3将采集到的电压值与电压的实际输入算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电压采样精度测试。
其中,本实施例中,功率理论计算值以及电能量理论计算值根据终端2或者线损采集模块8的转换比计算得出。具体地,本实施例中,电子式电压传感器6经一个阻值为60MΩ的绝缘电阻和一个阻值为19.5kΩ的采样电阻后接地,但本发明并不对电子式电压传感器6连接的电阻的具体阻值做具体限定,其具体阻值由不同厂家生产的设备而定,本发明提供的测试方法采用的测试原理能适用于不通过厂家生产的不通设备。其具体原理为,将高压发生器7接至电子式电压传感器6一次侧,控制高压发生器7产生一个高压信号施加至电子式电压传感器6的一次侧,其中该电子式电压传感器6的二次侧通过端子排4接线与配电终端2连接,电子式电压传感器6根据10kV/3.25V的变比将采样电阻的端电压作为二次信号传输至配电终端2。
进一步地,配电终端2将采集到的电压信号根据3.25V/10kV的变比转换为电压信号,并得到电压值,然后通过以太网通讯将采集到的电压值传输至主机3。
优选地,如图4所示,判断待测配电一二次融合设备是否通过功率采样精度测试具体包括:
给终端2或线损采集模块8施加设定的第一电压信号和第二电压信号,终端2或线损采集模块8将设定的第一电压信号和第二电压信号转换为用于计算功率的电压值和电流值,并计算得到功率值以实现对终端2或线损采集模块8的功率采样,并将功率采样结果发送给主机3,然后停止施加第一电压信号和第二电压信号;
主机3将功率采样结果与功率的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过功率采样精度测试。
需要说明的是,测试功率时,可将终端2或者线损采集模块8作为被测对象,本实施例中,以测试终端2为例进行说明。具体地,采用信号源5输出预先设定的第一电压信号和第二电压信号给终端2,终端2将第一电压信号和第二电压信号转换为用于计算功率的电压值和电流值,并计算得到功率值以实现对终端2的功率采样,并将功率采样结果发送给主机3,然后停止施加第一电压信号和第二电压信号;
本实施例中,配电终端2将采集到的两个电压信号,分别根据3.25V/10kV、1V/600A的变比将两个电压信号转换为用于功率计算的电压信号和电流信号,再根据有功功率、无功功率计算公式:P=3·U·I·cosα,Q=3·U·I·sinα计算得到有功功率和无功功率,最终配电终端2通过以太网通讯将有功功率和无功功率数据传输至主机3。
优选地,判断待测配电一二次融合设备是否通过电能量采样精度测试具体包括:
给终端2或线损采集模块8施加设定的电压信号,维持设定时间,终端2或线损采集模块8将电压信号转换为用于计算功率的电压值和电流值,在设定时间内积累成相应电能量数据以实现对终端2或线损采集模块8的电能量采样,并将采集到的电能量值发送给主机3,然后停止施加电压信号;
主机3将采集到的电能量值与电能量的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电能量采样精度测试。
需要说明的是,本实施例中,功率采样精度测试包括有功功率采样精度测试和无功功率采样精度测试。具体地,根据《多功能电能表通信协议》DL/T645-2007的规定,如图5所示,将一个平面坐标系的横轴定义为有功功率,纵轴定义为无功功率,二个轴将一个平面划分为四个区域,右上角的为Ⅰ象限,逆时针依次为Ⅱ象限、Ⅲ象限和Ⅳ象限,正向电能和反向电能定义为:正向有功功率:即输入有功功率,是电网向用户送电,是用户用电功率;反向有功功率:即输出有功功率,是用户向电网送电,是用户发电功率;正向无功功率:即输入无功功率,是电网向用户送无功,是用户用无功功率;反向无功功率:即输出无功功率,是用户向电网送无功,是用户发无功功率;Ⅰ象限无功:输入有功功率,输入无功功率,用户为阻感性负载;Ⅱ象限无功:输出有功功率,输入无功功率,用户负荷相当于一台欠励磁发电机;Ⅲ象限无功:输出有功功率,输出无功功率,用户负荷相当于一台过励磁发电机;Ⅳ象限无功:输入有功功率,输出无功功率,用户为阻容性负载。
需要说明的是,在做电能量采样精度测试时,可将终端2或者线损采集模块8作为被测对象,本实施例中,以测试线损采集模块8为例进行说明。在进行电能量采集测试时,采用信号源5输出两个大小、相角不同的电压信号通过端子排4接线传输至线损采集模块8,线损采集模块8将采集到的两个小电压信号根据3.25V/10kV、1V/600A的变比分别转换为用于电量计算的电压信号和电流信号,根据公式WP=3·U·I·cosα·t,WQ=3·U·I·sinα·t计算电能量,式中,α表示功角(电压与电流的夹角),t表示时间。其中,电能量记录测试可通过改变信号源5输出的两个电压信号的相角差,进而得到一、二、三、四不同象限的电能值,以及对应的正向和反向电能值。线损采集模块8将电能量数据以485串口的通信方式传给配电终端2,配电终端2通过以太网通讯将电能量数据传输至主机3。主机3将采集的电能量值与电能量的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电能量测试。
具体地,在实际操作中,基于上述关键项功能测试方法,对某一二次融合融合设备电流、电压、有功功率、无功功率、电能量进行了采样精度测试。
其中,电流采样精度测试结果如下表1所示,选用测试的电子式电流传感器1变比为600A/1V,设备满量程为500A。
表1基于一次侧施加电流信号的电流采样测试结果
一次通流(相别) 输入值(A) 测量值(A) 引用误差(%)
A 20 19.9 -0.02
B 20 19.9 -0.02
C 20 19.9 -0.02
作为本实施例可变换的实施方式,基于二次侧施加电压信号电流采样测试结果如下表2所示,其中,选用测试的电子式电流传感器1变比为600A/1V,设备满量程为500A。
表2基于二次侧施加电压信号的电流采样测试结果
其中,电流采样测试结果如下表1所示,选用测试的电子式电流传感器1变比为600A/1V,设备满量程为500A。
进一步地,电子式电压传感器6二次侧负载共包括4台配电终端2(DTU),设备满量程为500A,以一个间隔为例,测得电压采样测试结果如表3。
表3电压采样测试(4台DTU均带电运行)
然后,采用高压发生器7在A相电子式电压传感器6一次侧施加5.774kV的电压(折算到二次为1.876V),在电子式电流互感器一次侧依次施加下表所示电流值,并计算折算到二次侧的电压值,电流传感器变比为600A/1V,以一个间隔为例得到功率测试结果如表4。
表4有功功率、无功功率采样测试结果
此外,为了满足线损统计要求,装置在每个小时的0分、15分、30分、45分产生15分钟冻结值,在0点0分产生日冻结值。
将测试量设置为五种状态:第一状态设置三相功角均为60°(第一象限)持续3分钟;第二状态设置三相功角均为240°(第三象限),持续3分钟;第三状态设置三相功角均为300°(第四象限),持续三分钟;第四状态设置三相功角均为120°(第二象限),持续3分钟;第五状态设置三相功角均为60°(第一象限),持续3分钟。测试量施加完成后,修改装置时标,读取15分钟冻结值与日冻结值。
按上述电能量测试方法,以一个间隔为例得到电能量测试结果如下表5。
表5电能量测试结果
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,包括:
对待测配电一二次融合设备的电子式电流传感器(1)进行通流,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电流采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的电子式电压传感器(6)的一次侧施加电压,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电压采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的终端(2)或线损采集模块(8)施加设定的第一电压信号和第二电压信号,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过功率采样精度测试;
对待测配电一二次融合设备的终端(2)或线损采集模块(8)施加设定的第三电压信号,根据采样结果判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电能量采样精度测试;
若待测配电一二次融合设备同时通过所述电流采样精度测试、所述电压采样精度测试、所述功率采样精度测试、以及所述电能量采样精度测试,则认为所述待测配电一二次融合设备通过采样精度测试。
2.根据权利要求1所述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,所述判断所述待测配电网一二次融合设备是否通过电流采样精度测试具体包括:
在电子式电流传感器(1)的一次侧进行通流,终端(2)采集电子式电流传感器(1)的二次侧的电流值,并将采集到的电流值发送给主机(3),然后停止通流;
主机(3)将所述采集到的电流值与电流的实际输入值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电流采样精度测试。
3.根据权利要求1所述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,所述判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电压采样精度测试具体包括:
在电子式电压传感器(6)的一次侧施加电压,终端(2)采集所述电子式电压传感器(6)的二次侧的电压值,并将采集到的电压值发送给主机(3),然后停止施加电压;
主机(3)将所述采集到的电压值与电压的实际输入值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电压采样精度测试。
4.根据权利要求1所述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,所述判断所述待测配电一二次融合设备是否通过功率采样精度测试具体包括:
给终端(2)或线损采集模块(8)施加设定的第一电压信号和第二电压信号,终端(2)或线损采集模块(8)将所述第一电压信号和所述第二电压信号转换为用于计算功率的电压值U和电流值I,并计算得到功率值以实现对终端(2)或线损采集模块(8)的功率采样,并将功率值发送给主机(3),然后停止施加第一电压信号和第二电压信号;
主机(3)将所述功率值与功率的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过功率采样精度测试。
5.根据权利要求1所述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,所述判断所述待测配电一二次融合设备是否通过电能量采样精度测试具体包括:
给终端(2)或线损采集模块(8)施加设定的第三电压信号,并持续设定时间,终端(2)或线损采集模块(8)将所述第三电压信号转换为用于计算功率的电压值和电流值,在设定时间内积累成相应电能量数据以实现对终端(2)或线损采集模块(8)的电能量采样,并将电能量值发送给主机(3),然后停止施加第三电压信号;
主机(3)将所述电能量值与电能量的理论计算值进行比对,若相符,则认为待测配电一二次融合设备通过电能量采样精度测试。
6.根据权利要求4所述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,所述设定时间为15分钟或者15分钟的倍数。
7.根据权利要求4所述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,所述功率采样精度测试包括有功功率采样精度测试和无功功率采样精度测试。
8.根据权利要求7所述的配电网一二次融合设备采样精度测试方法,其特征在于,计算有功功率采用公式为:
P=3·U·I·cosα;
式中,α表示电压与电流之间的夹角;
计算无功功率采用公式为:
Q=3·U·I·sinα。
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