CN111766558A - 一种电能表特殊电源工况模拟测试系统及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能表特殊电源工况模拟测试系统及测试方法，其中系统包括机箱，机箱内设置有：特殊电源，包括信号发生器，所述信号发生器用于产生测试所需的特殊波形，所述信号发生器的输出端连接功率放大器，所述功率放大器用于实现信号功率放大，放大信号使其满足测试电源波形和系统电路负载能力；电流发生器，通过环形变压器的二次绕组产生电压，接入到电流表的电流回路中，产生模拟三相电流，所述电流发生器的输入端连接所述特殊电源的输出端；录波仪，用于录制现场特殊波形并存储，所述录波仪的输出端连接所述特殊电源的输入端。本发明所述系统能够真实模拟现场各种特殊工况，投资小、见效快，可提升测试效率，减少现场异常问题发生。
Description
技术领域
本发明涉及电能表计量领域，特别涉及一种电能表特殊电源工况模拟测试系统及测试方法。
背景技术
在电力系统中，电能表是电能计量的重要组成部分，电能计量的准确性事关用户和供电公司的利益。电能表计计量的准确性与电能表本身的技术水平相关，同时也与电能表的运行工况场景密切相关。由于现场运行工况的特殊性和复杂性，致使电能表计的计量产生异常，导致波形异常。国内电能表现场运行数量较大，达5亿只左右，出现质量问题给电能表生产企业、电力公司带来难以估计的损失。如何在厂内对其现场工况的场景进行模拟，确保电能表特殊工况下的运行稳定性，对提升电能表质量至关重要。
现有电能表的计量异常测试主要采用的技术方案有以下两种：其一，搭建一定数量的电能表真实运行场景，并施加一定负载，负载为真实负载，该方案特点是表计数量多、投资大、运行周期较长，电能消耗多，成本高，效率低，方案最大测试缺陷是由于挂试场景的特定性，并不能实现一些特殊工况测试。其二，采用继电器控制方式，实现电能表的快速上下电测试，模拟电源上下电对电能表的计量影响，该方案的特点是表计数量少、投资小、运行周期长、消耗电能少，成本低，效率低。
上述两种技术方案均不具备谐波影响、短时中断和电压跌落、快速上下电、电压波动、频率变化、以及特殊波形回放等测试功能，且存在周期长、效率低问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电能表特殊电源工况模拟测试系统及测试方法，用于解决上述至少一个技术问题，其能够真实模拟现场各种特殊工况，具备谐波影响、短时中断和电压跌落、快速上下电、电压波动、频率变化、以及特殊波形回放等多种测试功能，投资小、见效快，可及时发现电能表的设计缺陷，提升测试效率，减少现场异常问题发生。
本发明的实施例是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供了一种电能表特殊电源工况模拟测试系统，包括机箱，其中机箱内设置有：
特殊电源，包括信号发生器，所述信号发生器用于产生测试所需的特殊波形，所述信号发生器的输出端连接功率放大器，所述功率放大器用于实现信号功率放大，放大信号使其满足测试电源波形和系统电路负载能力。
电流发生器，通过环形变压器的二次绕组产生电压，接入到电流表的电流回路中，产生模拟三相电流，所述电流发生器的输入端连接所述特殊电源的输出端。
录波仪，用于录制现场特殊波形并存储，所述录波仪的输出端连接所述特殊电源的输入端。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还设置有工控机，用于设置输出的特殊波形的参数，所述参数包括电压跌落水平、跌落时间、间隔时间等，所述工控机连接所述录波仪的输出端。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述信号发生器采用DDS信号发生器，所述DDS信号发生器通过改变频率控制字而改变波形频率，连接幅度调节电路进行幅值调节，再通过功率放大器实现信号功率放大，从而直接合成所需波形。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述DDS信号发生器包括：
数控振荡器，所述数控振荡器用于从相位出发输出波形，读出相应的波形幅值，传递至数模转化器。
数模转化器，所述数模转化器用于将波形幅值转换为阶梯模拟波形。
低通滤波器，所述低通滤波器用于滤除高次谐波，将阶梯模拟波形平滑为连续的正弦波形输出。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述数控振荡器包括：
相位累加器，所述相位累加器用于累加相位数据，将累加后的数据反馈到波形存储器。
波形存储器，所述波形存储器用于查询读取相应的波形幅值，传递至数模转化器。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中还设置有表计端子座，用于夹具测试的电能表，所述表计端子座连接到系统的电路中。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中还设置有控制开关，用于控制电源的接通和断开，所述控制开关连接到系统的电路中。
第二方面，本发明实施例还提供了一种使用如前所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统产生特殊电源波形模拟电能表特殊工况的测试方法，包括：
使用特殊电源产生特殊工况波形，或通过录波仪和工控机产生特殊工况波形。
输出电源波形。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述使用特殊电源产生特殊工况波形，包括：
使用特殊电源自身带有的特殊波形及控制产生的特殊工况波形，输出常规或者标准的异常电源波形。
对输出的电源波形的运行参数进行调整，实现所需的电源波形的输出。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述通过录波仪和工控机产生特殊工况波形，包括：
通过录波仪，录制现场不同情况下特殊的电源波形。
将录制的电源波形转换成可存储的数据保留在工控机中。
将存储的数据转化为电源波形，通过录波仪回放输出，送入特殊电源的输入端，实现所需的电源波形的输出。
本发明实施例的有益效果是：
本发明通过模拟各种不同的特殊工况，输出异常电源波形，实现电能表在各种特殊工况下的计量测试。具备谐波影响、短时中断和电压跌落、快速上下电、电压波动、频率变化、以及特殊波形回放等多种测试功能，投资小、见效快，可及时发现电能表的设计缺陷，提升测试效率，减少现场异常问题发生。避免了继电器的使用，提高了测试装置的寿命周期，波形输出控制灵活。系统内组建各种特殊波形，信息直接调用，特殊波形测试覆盖面广，测试简单、操作方便。内嵌录波仪，支持信号存储、回放，实验室真实再现现场电源工况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明的电能表特殊电源工况模拟测试系统及测试方法作进一步的详细描述。
图1为本发明电能表特殊电源工况模拟测试系统组织框图；
图2为本发明电能表特殊电源工况模拟测试系统结构示意图；
图3为本发明产生特殊电源波形模拟电能表特殊工况的方法逻辑示意图。
图中：1-机箱；2-特殊电源；3-工控机；4-录波仪；5-表计端子座；6-电流发生器；7-控制开关。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件能够以各种不同的配置来布置和设计。
下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1至图2，第一方面，本发明实施例提供了一种电能表特殊电源工况模拟测试系统，包括机箱1，所述机箱1下方安装有万向轮，其中机箱1内设置有：
特殊电源2，包括信号发生器，所述信号发生器用于产生测试所需的特殊波形，所述信号发生器的输出端连接功率放大器，所述功率放大器用于实现信号功率放大，放大信号使其满足测试电源波形和系统电路负载能力。
电流发生器6，通过环形变压器的二次绕组产生电压，接入到电流表的电流回路中，产生模拟三相电流，所述电流发生器6的输入端连接所述特殊电源2的输出端。
录波仪4，用于录制现场特殊波形并存储，所述录波仪4的输出端连接所述特殊电源2的输入端。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，还设置有工控机3，用于设置输出的特殊波形的参数，所述参数包括电压跌落水平、跌落时间、间隔时间等，所述工控机3连接所述录波仪4的输出端。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述信号发生器采用DDS信号发生器，所述DDS信号发生器通过改变频率控制字而改变波形频率，连接幅度调节电路进行幅值调节，再通过功率放大器实现信号功率放大，从而直接合成所需波形。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述DDS信号发生器包括：
数控振荡器(NCO)，所述数控振荡器(NCO)用于从相位出发输出波形，读出相应的波形幅值，传递至数模转化器(DAC)。
数模转化器(DAC)，所述数模转化器(DAC)用于将波形幅值转换为阶梯模拟波形。
低通滤波器(LPF)，所述低通滤波器(LPF)用于滤除高次谐波，将阶梯模拟波形平滑为连续的正弦波形输出。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述数控振荡器(NCO)包括：
相位累加器，所述相位累加器用于累加相位数据，将累加后的数据反馈到波形存储器(ROM查询表)。
波形存储器(ROM查询表)，所述波形存储器(ROM查询表)用于查询读取相应的波形幅值，传递至数模转化器(DAC)。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中还设置有表计端子座5，用于夹具测试的电能表，所述表计端子座5连接到系统的电路中。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中还设置有控制开关7，用于控制电源的接通和断开，所述控制开关7连接到系统的电路中。
请参照图1至图3，第二方面，本发明实施例还提供了一种使用如前所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统产生特殊电源波形模拟电能表特殊工况的测试方法，包括：
使用特殊电源2产生特殊工况波形，或通过录波仪4和工控机3产生特殊工况波形。
输出电源波形。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述使用特殊电源产生特殊工况波形，包括：
使用特殊电源自身带有的特殊波形及控制产生的特殊工况波形，输出常规或者标准的异常电源波形。
对输出的电源波形的运行参数进行调整，实现所需的电源波形的输出。
其中，特殊电源可支持电压跌落和中断、电压波动、频率扰动、谐波、间谐波输出。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述通过录波仪4和工控机3产生特殊工况波形，包括：
通过录波仪4，录制现场不同情况下特殊的电源波形。
将录制的电源波形转换成可存储的数据保留在工控机3中。
将存储的数据转化为电源波形，通过录波仪4回放输出，送入特殊电源2的输入端，实现所需的电源波形的输出。
其中，所述录波仪4录制的电源波形按照commrade格式进行数据存储，保留在工控机3中。
其中，工控机3可设置电压跌落水平、跌落时间、间隔时间等输出波形的参数。
本发明实施例的有益效果是：
通过模拟各种不同的特殊工况，实现电能表的计量测试。具备谐波影响、短时中断和电压跌落、快速上下电、电压波动、频率变化、以及特殊波形回放等多种测试功能，投资小、见效快，可及时发现电能表的设计缺陷，提升测试效率，减少现场异常问题发生。避免了继电器的使用，提高了测试装置的寿命周期，波形输出控制灵活。系统内组建各种特殊波形，信息直接调用，特殊波形测试覆盖面广，测试简单、操作方便。内嵌录波仪，支持信号存储、回放，实验室真实再现现场电源工况。
应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (10)
1.一种电能表特殊电源工况模拟测试系统，其特征在于，包括机箱，所述机箱内设置有：
特殊电源，包括信号发生器，所述信号发生器用于产生测试所需的特殊波形，所述信号发生器的输出端连接功率放大器，所述功率放大器用于实现信号功率放大，放大信号使其满足测试电源波形和系统电路负载能力；
电流发生器，通过环形变压器的二次绕组产生电压，接入到电流表的电流回路中，产生模拟三相电流，所述电流发生器的输入端连接所述特殊电源的输出端；
录波仪，用于录制现场特殊波形并存储，所述录波仪的输出端连接所述特殊电源的输入端。
2.根据权利要求1所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统，其特征在于，还设置有工控机，用于设置输出的特殊波形的参数，所述工控机连接所述录波仪的输出端。
3.根据权利要求1所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统，其特征在于，所述信号发生器采用DDS信号发生器，所述DDS信号发生器通过改变频率控制字而改变波形频率，连接幅度调节电路进行幅值调节，再通过功率放大器实现信号功率放大，从而直接合成所需波形。
4.根据权利要求3所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统，其特征在于，所述DDS信号发生器包括：
数控振荡器，所述数控振荡器用于从相位出发输出波形，读出相应的波形幅值，传递至数模转化器；
数模转化器，所述数模转化器用于将波形幅值转换为阶梯模拟波形；
低通滤波器，所述低通滤波器用于滤除高次谐波，将阶梯模拟波形平滑为连续的正弦波形输出。
5.根据权利要求4所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统，其特征在于，所述数控振荡器包括：
相位累加器，所述相位累加器用于累加相位数据，将累加后的数据反馈到波形存储器；
波形存储器，所述波形存储器用于查询读取相应的波形幅值，传递至数模转化器。
6.根据权利要求1所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统，其特征在于，还设置有表计端子座，用于夹具测试的电能表，所述表计端子座连接到系统的电路中。
7.根据权利要求1所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统，其特征在于，还设置有控制开关，用于控制电源的接通和断开，所述控制开关连接到系统的电路中。
8.一种使用如权利要求1-7任一项所述的电能表特殊电源工况模拟测试系统产生特殊电源波形模拟电能表特殊工况的测试方法，其特征在于，包括
使用特殊电源产生特殊工况波形，或通过录波仪和工控机产生特殊工况波形；
输出电源波形。
9.根据权利要求7所述的产生特殊电源波形模拟电能表特殊工况的测试方法，其特征在于，所述使用特殊电源产生特殊工况波形，包括：
使用特殊电源自身带有的特殊波形及控制产生的特殊工况波形，输出常规或者标准的异常电源波形；
对输出的电源波形的运行参数进行调整，实现所需的电源波形的输出。
10.根据权利要求7所述的产生特殊电源波形模拟电能表特殊工况的测试方法，其特征在于，所述通过录波仪和工控机产生特殊工况波形，包括：
通过录波仪，录制现场不同情况下特殊的电源波形；
将录制的电源波形转换成可存储的数据保留在工控机中；
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201013 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |