CN202033470U - 数字式电能表校验系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数字式电能表校验系统，包括数字式标准电能表、数字信号源、调节单元、控制单元、指示/显示单元、测试输入输出单元、被检数字式电能表和控制计算机，所述控制计算机与数字信号源相连，数字信号源与数字标准电能表和被检数字表相连，被检数字表与测试输入输出单元相连。本实用新型在整个数据交换过程中是透明的，通过标准时钟溯源国家基准，通信数据溯源到源码方式达到电能量值溯源。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种数字式电能表准确度试验系统，属于电气自动化测量、电能计量等领域。
背景技术
智能变电站是智能电网重要组成部分之一，而电能计量装置承担电网贸易结算和内部经济指标考核。电能计量装置由电子式电压、电流互感器，互感器合并单元，数字式电能表及基于IEC61850-9-1或IEC61850-9-2通信协议网络构成。与传统机电式、电子式电能表的本质区别在于：数字式电能表信号输入是通过电子式互感器合并单元输出全数字信号，是采用标准规定的通信协议进行传输的；而机电式、电子式电能表信号输入是传统模拟量。两者在输入信号、测量原理和建模理论上存在较大差异。
智能变电站中采用的数字式电能表通过光纤接收电子式互感器发送的电流电压数字量信号，因此数字式电能表误差主要由算法误差、通信协议标准误码率和数据传输时间延时等引起。对于数字式电能表准确度试验，传统的电能表检定装置不再有效，目前国内还没有相应的检定规程和方法，因此迫切需要寻求新的数字化的电能表校验方法。
中国专利200910242640.2公开了一种数字量输入式电能表的校准系统，该系统是模拟采样式校准系统，其依旧采用了传统的模拟功率源及A/D采样等模块，而这些模块恰恰是传统电能表校准系统误差产生的根源，因此针对数字式电能表准确度试验的精度受到相应的限制；此外，数字式电能表其数据源头为数字量，该专利依旧采取传统的溯源方法即模拟量溯源，仅是一种等效溯源，不能起到真正有效的溯源。。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提出一种数字式电能表校验系统，可以对智能变电站中采用IEC61850-9-1或IEC61850-9-2通信协议的数字式电能表进行准确度试验。
本实用新型的技术方案是这样解决的：
包括数字式标准电能表、数字信号源、调节单元、控制单元、指示/显示单元、测试输入输出单元、被检数字式电能表和控制计算机，所述控制计算机与数字信号源相连，数字信号源与数字标准电能表和被检数字表相连，被检数字表与测试输入输出单元相连。
控制计算机与数字信号源之间采用串口连接。
数字信号源通过光纤以太网与被检数字式电能表和数字式标准表相连接。
被检电能表通过屏蔽电缆与测试输入输出单元连接。
调节单元通过串口或双绞线与数字信号源和控制单元相连接。
本实用新型可以对符合IEC61850-9-1或IEC61850-9-2协议的智能变电站数字式电能表进行准确度校验。本实用新型涉及的数字标准式源由于采用内置标准协议，标准时序控制、通信源码复现原理，在整个数据交换过程中是透明的，通过标准时钟溯源国家基准，通信数据溯源到源码方式达到电能量值溯源。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
其中，1-控制计算机，2-数字信号源，3-调节单元，4-控制单元，5-数字式标准表，6-测试输入输出单元，7-被检数字表。
具体实施方式
参照附图所示，包括数字式标准电能表5、数字信号源2、调节单元3、控制单元4、指示/显示单元、测试输入输出单元、被检数字式电能表和控制计算机1，所述控制计算机1与数字信号源2相连，数字信号源2与数字标准电能表5和被检数字表7相连，被检数字表7与测试输入输出单元6相连。控制计算机与数字信号源之间采用串口连接。数字信号源通过光纤以太网与被检数字式电能表和数字式标准表相连接。被检电能表通过屏蔽电缆与测试输入输出单元连接。节单元通过串口或双绞线与数字信号源和控制单元相连接。
本实用新型中，使用计算机控制数字信号源，使其产生符合IEC61850-9-1或IEC61850-9-2通信协议的标准数字电压、电流数据，将测量数据按照IEC61850-9-1或IEC61850-9-2标准定义的帧格式生成相应的数据帧并发送给被检数字式电能表，电能表按照相应的功率积分算法进行运算后输出校验脉冲，同时数字式标准源中测试输入输出模块接收被检表所发出的电能量脉冲，数字标准源将被检表脉冲采集后与数字式标准电能表计算出的标准电量进行比较，从而得出被检表的误差。
计算机与数字信号源之间采用串口连接，数字信号源通过光纤以太网将标准数据帧发送给被检数字式电能表，被检电能表通过屏蔽电缆将电量脉冲发送给测试输入输出模块。
本实用新型涉及的数字标准式源通过标准时钟溯源国家基准，通信数据溯源到源码方式达到电能量值溯源，因此本质上是对传输误码率和数字式电能表软件算法设计的检验，作为全数字设备，受环境温度或长期工作导致精度漂移的可能性也不复存在，其试验结果具有很高的准确度。
本实用新型提供的校验方法中摒弃了传统的模拟功率源及A/D采样模块，引入数字式标准源，直接提供数字信号，功能与电能表检定装置相同。其特征在于试验系统包括数字式标准电能表、数字信号源、调节单元、控制单元、指示/显示单元、测试输入输出模块、数字式被测电能表和控制计算机。
其中，所述数字式标准电能表与传统标准电能表不同，它采用数字接口标准。具有通信数据记录存贮，通信时序脉冲测量、电能数据处理、误差计算、被检脉冲控制、标准时间和通信源码输出等功能。
其中，所述数字信号源与传统模拟信号不同，其等效电子互感器合并单元部分功能，产生符合标准协议的数据变量。
所述调节单元与传统调节装置功能相同，调节输出标准协议中电压、电流、相位、频率、谐波分量等数字变量。
所述控制单元进行标准源通信时序及计量接线方式相关输入、输出控制。
所述指示/显示单元与传统电能表检定装置基本相同，显示输出电压、电流、相位及协议相关数据。
所述测试输入输出模块，输出部分为适应于数字电能表的通信协议物理层接口，输入有时钟同步、被检电能表脉冲等。
所述数字式被测电能表脉冲输出端子通过双绞线连接至测试输入模块，数字式被测电能表数字接口通过光纤与测试输出模块连接。
Claims (5)
1.数字式电能表校验系统，其特征在于，包括数字式标准电能表(5)、数字信号源(2)、调节单元(3)、控制单元(4)、指示/显示单元、测试输入输出单元、被检数字式电能表和控制计算机(1)，所述控制计算机(1)与数字信号源(2)相连，数字信号源(2)与数字标准电能表(5)和被检数字表(7)相连，被检数字表(7)与测试输入输出单元(6)相连。
2.根据权利要求1所述的数字式电能表校验系统，其特征在于，控制计算机与数字信号源之间采用串口连接。
3.根据权利要求1所述的数字式电能表校验系统，其特征在于，数字信号源通过光纤以太网与被检数字式电能表和数字式标准表相连接。
4.根据权利要求1所述的数字式电能表校验系统，其特征在于，被检电能表通过屏蔽电缆与测试输入输出单元连接。
5.根据权利要求1所述的数字式电能表校验系统，其特征在于，调节单元通过串口或双绞线与数字信号源和控制单元相连接。
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