CN110174568A - 一种电能质量监测装置多业务的校准系统及其校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电能质量监测装置校准技术领域,具体涉及电能质量监测装置多业务的校准系统及其校准方法,系统包括电能质量多功能检测系统、电能质量功率标准源、高精度时间同步源和校准主机,该系统结构简单,可实现电能质量监测装置的规约测试、监测分析、现场比对多业务全自动校准,减少了人力和物力的投入。且本发明提供的方法可实现从电能质量多功能检测系统自动读取规约模型、测试数据、时间码及IRIG‑B信号并计算误差、自动输出校准结果到校准报告中,大大提高了校准效率。
Description
技术领域
本发明涉及电能质量监测装置校准技术领域,具体涉及一种电能质量监测装置多业务的校准系统及其校准方法。
背景技术
目前每年新入网的电能质量监测装置比较多,对电能质量监测装置的精度检测有比较成熟方案,采用直接法,即使用标准源发出相应的信号可实现对电能质量监测装置的精度检测。电能质量监测装置现场比对可对安装在变电站的电能质量监测装置进行在线校准,现场比对要求标准电能质量监测装置的精度高于被检电能质量监测装置,同时要求其结果具有一定的准确性及可朔源性,有助于有效开展电能质量监测装置的定期检测工作,将现场比对装置或系统送实验室进行定期溯源是非常有必要的。为了兼容电能质量规约测试、监测分析、现场比对等多业务,整个装置或系统除了电能质量指标测量、现场比对功能之外,还应具有IEEE1588精密时钟同步协议和IEC61850通信协议数据传输等功能。目前无相应测试手段能对电能质量监测装置的规约测试、监测分析、现场比对等多业务在实验室对上述功能通过人工一一进行检测的装置或系统,费时费力且效率低下,检测误差无法控制,因此急需针对电能质量监测装置的规约测试、监测分析、现场比对等多业务研制校准系统,提高工作效率,实现规约、精度、校时多项全自动校准。
发明内容
为了解决上述问题,本发明提供了一种电能质量监测装置多业务的校准系统及其校准方法,具体技术方案如下:
一种电能质量监测装置多业务的校准系统,包括电能质量多功能检测系统、电能质量功率标准源、高精度时间同步源和校准主机,所述电能质量多功能检测系统与电能质量功率标准源通过三相电压电流信号线直接连接,所述电能质量多功能检测系统分别与高精度时间同步源、校准主机通过网线进行连接;所述校准主机与电能质量功率标准源通过USB-GPIB线连接,所述校准主机与高精度时间同步源通过光纤进行连接;所述电能质量多功能检测系统用于实现规约测试业务、监测分析业务、现场比对业务;所述电能质量功率标准源用于输出电能质量标准信号至电能质量多功能检测系统;所述高精度时间同步源用于提供时间源;所述校准主机用于对电能质量多功能检测系统实现的规约测试、监测分析、现场比对多项电能质量业务的精确度进行校准。
优选地,所述电能质量多功能检测系统包括便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块、网络交换机、检测主机;所述网络交换机支持NTP/SNTP/IEEE1588三种对时方案,其时钟为电能质量多功能检测系统的时钟源;所述检测主机用于实现规约测试业务、监测分析业务、现场比对业务;所述规约测试具体是针对电能质量在线监测装置的精度准确性和规约一致性开展测试,采用NTP/SNTP对时方案;所述监测分析具体是针对电能质量普测测试、电能质量事故及异常的专项监测,采用NTP/SNTP对时方案;所述现场比对具体是针对用于检测安装于变电站运行若干时间后的电能质量在线监测装置的精度准确性及运行可靠性,采用IEEE1588对时方案;所述便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块、检测主机分别与网络交换机连接。
优选地,所述电能质量功率标准源包括1台主机和2台辅机,1台主机和2台辅机构成三相四线制同步发出信号,因此电能质量功率标准源输出的电能质量标准信号为三相电压信号或三相电流信号;偶数主机用于参数设置、状态显示,并与多台辅机进行通信;所述电能质量功率标准源的精度至少为到100ppm。
优选地,所述高精度时钟同步源采用同步于北斗/GPS参考标准的多功能高精度时间频率同步装置。
优选地,所述校准主机包括人机交互模块、数据获取模块、规约一致性分析模块、对时精度计算模块、测量准确度计算模块、校准报告输出模块;所述人机交互模块用于设置参数、通信测试和图表显示;所述数据获取模块获取高精度时钟同步源的输出信号,同时通过USB转GPIB接口与电能质量功率标准源连接,并通过IEEE488标准协议对电能质量功率标准源进行控制发出相应的信号,根据不同业务获取不同数据;具体为:针对规约测试业务获取的电能质量多功能检测系统的IEC61850规约模型和NTP/SNTP时间码,对于监测分析业务获取电能质量多功能检测系统的便携式电能质量监测模块的测量数据和NTP/SNTP时间码;对于现场比对业务获取电能质量多功能检测系统的高精度现场比对模块的测量数据和IEEE1588时间码;
所述规约一致性分析模块主要针对规约测试业务,通过数据获取模块得到的IEC61850规约模型进行逐项检测分析,得到电能质量通讯规约的一致性情况;所述测量准确度计算模块主要针对监测分析和现场比对业务,通过数据获取模块得到的测量数据进行逐项检测分析,得到各项电能质量指标的测量精度或比对精度,从而判断监测分析业务和现场比对业务所需测量精度或比对精度是否合格;所述对时精度计算模块通过数据获取模块得到高精度时钟同步源的输出信号和电能质量多功能检测系统的时间码进行计算时间差值,得到各业务下NTP/SNTP/IEEE1588各自的时间精度,从而判断各业务所需对时准确度是否合格;所述校准报告输出模块用于检测报告的生成、查看、编辑。
一种电能质量监测装置多业务的校准系统的校准方法,包括以下步骤:
(1)检测准备:通过信号线将电能质量功率标准源与电能质量多功能检测系统进行电气连接,通过网线将高精度时间同步源与电能质量多功能检测系统进行网络连接,将校准主机与电能质量功率标准源连接,将高精度时间同步源与校准主机通过光纤进行连接;
(2)检测环境完整性测试:测试电能质量功率标准源、电能质量多功能检测系统、高精度时间同步源、校准主机的通电是否正常;测试电能质量多功能检测系统与校准主机、高精度时间同步源的通信是否正常;测试校准主机的各个功能模块是否工作正常;
(3)规约一致性分析:通过数据获取模块完成电能质量多功能检测系统研制期间和规约版本更新后的测试,得到电能质量多功能检测系统的IEC61850规约模型并进行逐项检测分析,得到电能质量多功能检测系统通讯规约一致性情况;
(4)对时精度计算:通过校准主机的数据获取模块得到高精度时钟同步源的输出信号及规约测试/监测分析/现场比对业务对应的NTP/SNTP/IEEE1588的时间码,计算它们的时间差值,得到各业务各自的时间精度,从而判断各业务所需对时准确度是否合格;
(5)测量准确度计算:通过校准主机的数据获取模块得到的测量数据进行逐项检测分析,得到各项电能质量指标的测量精度或比对精度,从而判断监测分析业务和现场比对业务所需测量准确度是否合格;
(6)生成校准报告:校准报告模块生成并输出对应的检测报告。
本发明的有益效果为:本发明提供了一种电能质量监测装置多业务的校准系统及方法,该系统可实现电能质量监测装置的规约测试、监测分析、现场比对多电能质量业务的全自动校准,减少了人力和物力的投入。且本发明提供的校准方法可实现从电能质量多功能检测系统自动读取规约模型、测试数据、时间码及IRIG-B信号并计算误差、自动输出校准结果到校准报告中,大大提高了校准效率。采用本发明能完成电能质量监测装置的规约测试、监测分析、现场比对等多业务的实验室校准,使得电能质量监测装置的规约测试、监测分析、现场比对等多业务工作能够有效开展。
附图说明
图1为一种电能质量监测装置多业务的校准系统的结构示意图;
图2为便携式电能质量监测模块的结构示意图;
图3为信号调理单元的原理示意图;
图4为过零检测单元、锁相环单元的原理示意图;
图5为高精度现场比对模块的结构示意图;
图6为一种电能质量监测装置多业务的校准系统的校准方法的流程示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明:
如图1所示,一种电能质量监测装置多业务的校准系统,包括电能质量多功能检测系统、电能质量功率标准源、高精度时间同步源和校准主机,电能质量多功能检测系统与电能质量功率标准源通过三相电压电流信号线直接连接,电能质量多功能检测系统分别与高精度时间同步源、校准主机通过网线进行连接;校准主机与电能质量功率标准源通过USB-GPIB线连接,校准主机与高精度时间同步源通过光纤进行连接;电能质量多功能检测系统用于实现规约测试业务、监测分析业务、现场比对业务;电能质量功率标准源用于输出电能质量标准信号至电能质量多功能检测系统;高精度时间同步源用于提供时间源;校准主机用于对电能质量多功能检测系统实现的规约测试、监测分析、现场比对多项电能质量业务的精确度进行校准。
电能质量多功能检测系统包括便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块、网络交换机、检测主机;网络交换机支持NTP/SNTP/IEEE1588三种对时方案,其时钟为电能质量多功能检测系统的时钟源;检测主机用于实现规约测试业务、监测分析业务、现场比对业务;规约测试具体是针对电能质量在线监测装置的精度准确性和规约一致性开展测试,采用NTP/SNTP对时方案;监测分析具体是针对电能质量普测测试、电能质量事故及异常的专项监测,采用NTP/SNTP对时方案;现场比对具体是针对用于检测安装于变电站运行若干时间后的电能质量在线监测装置的精度准确性及运行可靠性,采用IEEE1588对时方案;便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块、检测主机分别与网络交换机连接。便携式电能质量监测模块满足《电能质量监测设备通用要求》(GB/T19862-2016)的精度要求;高精度现场比对模块高于《电能质量监测设备通用要求》(GB/T19862-2016)精度规定两级要求。
如图2所示,便携式电能质量监测模块满足括同步采样模块、微控制器模块、外部存储模块、接口模块、输入输出模块、辅助模块、电源模块;同步采集模块用于对三相电压、电流进行调理、锁相、采样并将采样数据传输至微控制器模块;微控制器模块用于与电能质量多功能主机进行同步对时,并计算电能质量指标;外部存储模块用于扩展数据存储;接口模块用于提供串口、以太网接口、USB接口;输入输出模块用于数据输入与数据输出;辅助模块用于提供时钟、系统配置及内部电源检测;电源模块用于提供电源;同步采样模块、外部存储模块、接口模块、输入输出模块、辅助模块、电源模块分别与微控制器模块连接。
同步采样模块包括信号调理单元、A/D采样单元、过零检测单元、锁相环单元;信号调理单元分别与A/D采样单元、过零检测单元连接,过零检测单元与锁相环单元连接,锁相环单元、A/D采样单元分别与微控制器模块连接。便携式电能质量监测模块的信号调理单元的原理示意图如图3所示,信号调理单元包括电压回路和电流回路,电压回路采用精密电阻分压将电压互感器二次侧57.74V电压信号变成5V电压信号,电流回路采用高精度钳式电流传感器HIOKI 9694将PT二次侧输出电流信号5A变成50mV电压信号,再将上述的50mV电压信号送入运算放大器OP07芯片,建立跟随以提高输入阻抗,降低输出阻抗提高带负载能力,限流电阻Ri和取样电阻Rs均为2.5kΩ,为防止高频信号在A/D采样过程中造成频谱混叠,设计抗混叠滤波器所使用运算放大器采用AD706芯片;A/D采样单元采用高精度16位A/D转换芯片AD7606,满足三相电压、电流的采样。便携式电能质量监测模块的过零检测单元、锁相环单元的原理示意图如图4所示,过零检测单元采用双电压比较芯片LM393,锁相环单元采用芯片CD4046。
微控制器模块包括美国德州仪器(TI)的DSP+ARM工业处理器OMAPL138,双核主频为456MHz,内部集成了强大的多媒体处理单元,数字信号处理DSP可以实现电能质量谐波、不平衡、闪变、电压偏差和频率偏差等指标的计算和分析,ARM用于实现IEEE1588精密时钟同步协议、智能变电站IEC61850规约的运行,本实施例优选地采用Linux操作系统。
外部存储模块包括FLASH和SDRAM存储器,通过处理器OMAPL138的接口EMIFA与微控制器模块连接。外部存储模块扩展出5路片选信号,5路片选信号分别为CS1、CS2、CS3、CS4、CS5,外部存储模块分别使用片选信号CS1和片选信号CS3扩展外部FLASH和标准SD接口,所使用地址宽度为A0~A23,数据宽度为D0~D15,外部FLASH采用三星512Mbyte工业级NAND FLASH芯片K9F1G08U0D。同时通过OMAPL138的接口DDR2接口实现OMAPL138与不同SDRAM存储器设备的连接,外部SDRAM存储器采用镁光128Mbyte工业级DDR2芯片MT47H64M16HR-25EIT:H,所使用地址宽度为A0~A13,数据宽度为D0~D15。
接口模块包括串口、以太网接口、USB接口;串口包括RS233串口、RS485串口。串口主要用于设备调试,属于内部开发调试使用,通过MAX3232串口电平转换芯片得到RS233串口,通过ISO3082DW串口转换芯片得到RS485串口;以太网主要用于设备通信、数据传输,采用SMSC的LAN8710网卡芯片,可以自适应10/100M网络,内部已经包含了耦合线圈,因此不必另接网络变压器,使用普通的直连或交叉网线至路由器或者交换机;USB接口主要应用于各种不同设备或移动设备间的连接,进行数据交换,实现USB Host1.1接口,与普通PC的USB接口一致,可以接键盘、鼠标、U盘等常见USB外设。
输入输出模块包括按键、指示灯和LCD模块;按键、指示灯用于实现数据输入,LCD模块用于实现数据输出。按键设计有13路按键,指示灯设计有3路指示灯,可满足数字、字母、确定/取消等功能数据输入。LCD模块采用群创7寸TFT液晶屏模块AT070TN83,可实现与处理器OMAPL138的连接。
辅助模块包括时钟单元、系统配置单元、电源电量检测单元;时钟单元用于提供时钟数据;系统配置单元用于配置系统参数;电源电量检测单元用于检测电源的电量剩余情况。时钟单元包括OMAPL138芯片内部自带RTC时钟控制器和实时时钟芯片DS1307,OMAPL138芯片内部自带RTC时钟控制器可以在底板装上电池即可使用,实时时钟芯片DS1307可以记录年、月、日、时、分、秒等信息。系统配置单元采用配置有I2C总线接口和EEPROM的AT24C02C芯片,容量为256Bytes,地址是0xA0。电源电量检测单元采用电池电量测量芯片LTC2943,可直接测量5V电池,实现1%以内的电荷、电压、电流和温度测量准确度。上述芯片功能均采用I2C总线实现通信。
电源模块提供装置所需的电源,采用5V和3.3V供电,包括3个DC-DC电压转换单元,DC-DC电压转换单元包括转换率高的DC-DC核心电压转换电源芯片,可实现本模块低功耗的功能。
如图5所示,高精度现场比对模块包括同步采样模块、微控制器模块、外部存储模块、接口模块、输入输出模块、辅助模块、电源模块;同步采样模块用于对三相电压、电流进行调理、锁相、采样并将采样数据传输至微控制器模块;微控制器模块用于与电能质量在线监测装置进行同步对时并计算电能质量指标;外部存储模块用于扩展数据存储;接口模块用于提供串口、以太网接口、USB接口;输入输出模块用于数据输入与数据输出;辅助模块用于提供时钟、系统配置及内部电源检测;电源模块用于提供电源;同步采样模块、外部存储模块、接口模块、输入输出模块、辅助模块、电源模块分别与微控制器模块连接。
高精度现场比对模块的同步采样模块包括信号调理单元、A/D采样单元、过零检测单元、锁相环单元;信号调理单元分别与A/D采样单元、过零检测单元连接,过零检测单元与锁相环单元连接,锁相环单元、A/D采样单元分别与微控制器模块连接;信号调理单元包括电压回路和电流回路。电流回路采用高精度电流传感器HIOKI有源探头CT6700将电流互感器二次侧5A电流信号变成5V电压信号;A/D采样单元采用高精度18位A/D转换芯片AD7608;其它详述的设计方案与便携式电能质量监测模块的同步采样模块一样。
高精度现场比对模块的微控制器模块、外部存储模块、输入输出模块、辅助模块、电源模块的设计方案与便携式电能质量监测模块对应的微控制器模块、外部存储模块、输入输出模块、辅助模块、电源模块一样。
高精度现场比对模块的接口模块包括串口、USB接口、以太网接口、秒脉冲PPS和GPS授时模块;串口包括RS233串口、RS485串口;高精度现场比对模块的串口和USB接口的设计方案与便携式电能质量监测模块对应的串口和USB接口的设计方案一样。
高精度现场比对模块的以太网接口用于设备通信、数据传输、IEEE1588高精度对时,包括PHYTER、网络变压器和RJ45接口;PHYTER、网络变压器和RJ45接口依次连接;PHYTER与控制器模块连接。
PHYTER用于IEEE1588时间戳的接收和转发,对安装于变电站的电能质量在线监测装置长期运行后进行高精度现场比对检测;选用美国国家半导体公司的DP83640。GPS授时模块采用西安航天华迅科技有限公司的 HX6517T GPS/BD 双模授时模块。
电能质量功率标准源包括1台主机和2台辅机,1台主机和2台辅机构成三相四线制同步发出信号,因此电能质量功率标准源输出的电能质量标准信号为三相电压信号或三相电流信号;偶数主机用于参数设置、状态显示,并与多台辅机进行通信;电能质量功率标准源的精度至少为到100ppm。其中主机采用采用FLUKE公司6100A,辅机不具备参数设置、状态显示功能,采用FLUKE公司6101A。电能质量功率标准源分别与电能质量多功能检测系统的便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块连接。
高精度时钟同步源采用上海锐呈电气有限公司研制同步于北斗/GPS参考标准的多功能高精度时间频率同步装置,该装置采用全模块化和高可靠性的冗余设计,为用户提供了多种可选择的功能模块,通过灵活多样的配置解决各种用户需求,溯源同步到GPS、北斗卫星铯原子钟上,输出频率几乎没有漂移,不需送上级计量部门进行周期校准,性能接近铯钟,但却远远低于铯钟的价格,而且不存在铯钟那样铯束管寿命短需要高成本更换的问题,产品非常适合应用于雷达同步、地震观测、移动通信、电力系统等领域,能为系统提供超高精度的时间和频率基准,广泛应用于国防科研、通讯、电力、交通、广电和计算机网络时间同步等领域。该装置具有智能状态切换功能,能够智能判别GPS、北斗接收系统的稳定性,并提供多种时间基准配置方法,可以设置GPS、北斗任一参考源为高中低级别参考源,当主用参考源不稳定或不可用时,能够自动循环切换到下一级别备用系统上;如果二系统都被干扰不可用时,能够自动切换到守时单元模式,根据历史工作性能参数驯服振荡器,继续提供高可靠性的时间和频率基准信息输出。如果参考源恢复正常,系统会按级别自动切换到正常的参考源系统,无缝切换。其功能主要包括:(1)接收GPS、北斗、IRIG-B时间码授时信号;(2)可以产生2/5/10MHz、E1、1PPS/M/H、IRIG-B、TOD、NTP、PTP、DCF77等时间频率信号;(3)支持单GPS、单北斗、双GPS、双北斗、 GPS/北斗双系统卫星接收机配置。该装置部分功能技术参数:(1)IRIG-B时间码,符合GJB2242-94标准,输出电平为RS-422/TTL,同步精度为优于0.2us;(2)NTP/SNTP网络对时接口为RJ45,10/100M自适应网络接口,对时精度为1-10ms;(3)IEEE1588网络信号输出为RJ45,对时精度为100nS,(4)ASCII时间码为年月日时分秒,9600,n,8,1。高精度时钟同步源具有IEEE1588输出、IRIG-B输出两路信号输出。
校准主机包括人机交互模块、数据获取模块、规约一致性分析模块、对时精度计算模块、测量准确度计算模块、校准报告输出模块;人机交互模块用于设置参数、通信测试和图表显示;数据获取模块获取高精度时钟同步源的IRIG-B输出信号,同时通过USB转GPIB接口与电能质量功率标准源连接,并通过IEEE488标准协议对电能质量功率标准源进行控制发出相应的信号,根据不同业务获取不同数据;具体为:针对规约测试业务获取的电能质量多功能检测系统的IEC61850规约模型和NTP/SNTP时间码,对于监测分析业务获取电能质量多功能检测系统的便携式电能质量监测模块的测量数据和NTP/SNTP时间码;对于现场比对业务获取电能质量多功能检测系统的高精度现场比对模块的测量数据和IEEE1588时间码;
规约一致性分析模块主要针对规约测试业务,通过数据获取模块得到的IEC61850规约模型进行逐项检测分析,得到电能质量通讯规约的一致性情况;测量准确度计算模块主要针对监测分析和现场比对业务,通过数据获取模块得到的测量数据进行逐项检测分析,得到各项电能质量指标的测量精度或比对精度,从而判断监测分析业务和现场比对业务所需测量精度或比对精度是否合格;对时精度计算模块通过数据获取模块得到高精度时钟同步源的IRIG-B输出信号和电能质量多功能检测系统的时间码进行计算时间差值,得到各业务下NTP/SNTP/IEEE1588各自的时间精度,从而判断各业务所需对时准确度是否合格;校准报告输出模块用于检测报告的生成、查看、编辑。
如图6所示,一种电能质量监测装置多业务的校准系统的校准方法包括以下步骤:
(1)检测准备:通过信号线将电能质量功率标准源与电能质量多功能检测系统进行电气连接,通过网线将高精度时间同步源与电能质量多功能检测系统进行网络连接,将校准主机与电能质量功率标准源连接,将高精度时间同步源与校准主机通过光纤进行连接;
(2)检测环境完整性测试:测试电能质量功率标准源、电能质量多功能检测系统、高精度时间同步源、校准主机的通电是否正常;测试电能质量多功能检测系统与校准主机、高精度时间同步源的通信是否正常;测试校准主机的各个功能模块是否工作正常;
(3)规约一致性分析:通过数据获取模块完成电能质量多功能检测系统研制期间和规约版本更新后的测试,得到电能质量多功能检测系统的IEC61850规约模型并进行逐项检测分析,得到电能质量多功能检测系统通讯规约一致性情况;
(4)对时精度计算:通过校准主机的数据获取模块得到高精度时钟同步源的IRIG-B输出信号及规约测试/监测分析/现场比对业务对应的NTP/SNTP/IEEE1588的时间码,计算它们的时间差值,得到各业务各自的时间精度,从而判断各业务所需对时准确度是否合格;
(5)测量准确度计算:通过校准主机的数据获取模块得到的便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块的测量数据进行逐项检测分析,得到各项电能质量指标的测量精度或比对精度,从而判断监测分析业务和现场比对业务所需测量准确度是否合格;
(6)生成校准报告:校准报告模块生成并输出对应的检测报告。
本发明不局限于以上的具体实施方式,以上仅为本发明的较佳实施案例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种电能质量监测装置多业务的校准系统,其特征在于:包括电能质量多功能检测系统、电能质量功率标准源、高精度时间同步源和校准主机,所述电能质量多功能检测系统与电能质量功率标准源通过三相电压电流信号线直接连接,所述电能质量多功能检测系统分别与高精度时间同步源、校准主机通过网线进行连接;所述校准主机与电能质量功率标准源通过USB-GPIB线连接,所述校准主机与高精度时间同步源通过光纤进行连接;所述电能质量多功能检测系统用于实现规约测试业务、监测分析业务、现场比对业务;所述电能质量功率标准源用于输出电能质量标准信号至电能质量多功能检测系统;所述高精度时间同步源用于提供时间源;所述校准主机用于对电能质量多功能检测系统实现的规约测试、监测分析、现场比对多项电能质量业务的精确度进行校准。
2.根据权利要求1所述的一种电能质量监测装置多业务的校准系统,其特征在于:所述电能质量多功能检测系统包括便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块、网络交换机、检测主机;所述网络交换机支持NTP/SNTP/IEEE1588三种对时方案,其时钟为电能质量多功能检测系统的时钟源;所述检测主机用于实现规约测试业务、监测分析业务、现场比对业务;所述规约测试具体是针对电能质量在线监测装置的精度准确性和规约一致性开展测试,采用NTP/SNTP对时方案;所述监测分析具体是针对电能质量普测测试、电能质量事故及异常的专项监测,采用NTP/SNTP对时方案;所述现场比对具体是针对用于检测安装于变电站运行若干时间后的电能质量在线监测装置的精度准确性及运行可靠性,采用IEEE1588对时方案;所述便携式电能质量监测模块、高精度现场比对模块、检测主机分别与网络交换机连接。
3.根据权利要求1所述的一种电能质量监测装置多业务的校准系统,其特征在于:所述电能质量功率标准源包括1台主机和2台辅机,1台主机和2台辅机构成三相四线制同步发出信号,因此电能质量功率标准源输出的电能质量标准信号为三相电压信号或三相电流信号;偶数主机用于参数设置、状态显示,并与多台辅机进行通信;所述电能质量功率标准源的精度至少为到100ppm。
4.根据权利要求1所述的一种电能质量监测装置多业务的校准系统,其特征在于:所述高精度时钟同步源采用同步于北斗/GPS参考标准的多功能高精度时间频率同步装置。
5.根据权利要求2所述的一种电能质量监测装置多业务的校准系统,其特征在于:所述校准主机包括人机交互模块、数据获取模块、规约一致性分析模块、对时精度计算模块、测量准确度计算模块、校准报告输出模块;所述人机交互模块用于设置参数、通信测试和图表显示;所述数据获取模块获取高精度时钟同步源的输出信号,同时通过USB转GPIB接口与电能质量功率标准源连接,并通过IEEE488标准协议对电能质量功率标准源进行控制发出相应的信号,根据不同业务获取不同数据;具体为:针对规约测试业务获取的电能质量多功能检测系统的IEC61850规约模型和NTP/SNTP时间码,对于监测分析业务获取电能质量多功能检测系统的便携式电能质量监测模块的测量数据和NTP/SNTP时间码;对于现场比对业务获取电能质量多功能检测系统的高精度现场比对模块的测量数据和IEEE1588时间码;
所述规约一致性分析模块主要针对规约测试业务,通过数据获取模块得到的IEC61850规约模型进行逐项检测分析,得到电能质量通讯规约的一致性情况;所述测量准确度计算模块主要针对监测分析和现场比对业务,通过数据获取模块得到的测量数据进行逐项检测分析,得到各项电能质量指标的测量精度或比对精度,从而判断监测分析业务和现场比对业务所需测量精度或比对精度是否合格;所述对时精度计算模块通过数据获取模块得到高精度时钟同步源的输出信号和电能质量多功能检测系统的时间码进行计算时间差值,得到各业务下NTP/SNTP/IEEE1588各自的时间精度,从而判断各业务所需对时准确度是否合格;所述校准报告输出模块用于检测报告的生成、查看、编辑。
6.一种电能质量监测装置多业务的校准系统的校准方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)检测准备:通过信号线将电能质量功率标准源与电能质量多功能检测系统进行电气连接,通过网线将高精度时间同步源与电能质量多功能检测系统进行网络连接,将校准主机与电能质量功率标准源连接,将高精度时间同步源与校准主机通过光纤进行连接;
(2)检测环境完整性测试:测试电能质量功率标准源、电能质量多功能检测系统、高精度时间同步源、校准主机的通电是否正常;测试电能质量多功能检测系统与校准主机、高精度时间同步源的通信是否正常;测试校准主机的各个功能模块是否工作正常;
(3)规约一致性分析:通过数据获取模块完成电能质量多功能检测系统研制期间和规约版本更新后的测试,得到电能质量多功能检测系统的IEC61850规约模型并进行逐项检测分析,得到电能质量多功能检测系统通讯规约一致性情况;
(4)对时精度计算:通过校准主机的数据获取模块得到高精度时钟同步源的输出信号及规约测试/监测分析/现场比对业务对应的NTP/SNTP/IEEE1588的时间码,计算它们的时间差值,得到各业务各自的时间精度,从而判断各业务所需对时准确度是否合格;
(5)测量准确度计算:通过校准主机的数据获取模块得到的测量数据进行逐项检测分析,得到各项电能质量指标的测量精度或比对精度,从而判断监测分析业务和现场比对业务所需测量准确度是否合格;
(6)生成校准报告:校准报告模块生成并输出对应的检测报告。
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