CN203069775U

CN203069775U - 数字式电能表的误差检定装置与系统

Info

Publication number: CN203069775U
Application number: CN 201220666814
Authority: CN
Inventors: 杨秋生; 刘忠琛; 刘玲; 赵海森; 任爱仙
Original assignee: Shanxi Electric Power Co Jinzhong Power Supply Co
Current assignee: Shanxi Electric Power Co Jinzhong Power Supply Co
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2022-12-07

Abstract

本实用新型公开的数字式电能表的误差量值检定装置、检定系统，属于数字电能表误差计量领域，检定装置由三相交流电检定电源、电能脉冲误差比较器、标准电能表组成；标准电能表由微机或微电脑及其软件系统管理控制的信号采集模块、A/D转换模块、接口电路组成；检定系统由检定装置与被检定数字式电能表组成；本实用新型的数字式电能表的误差检定装置、检定系统的技术方案，设计理念完臻、设计理论严谨、设备结构合理、操作方便、简单实用，是数字化电能计量领域的自主创新成果，为提升我国电能计量的准确程度、现代化水平、建立数字化电能计量的新体系作了开拓和贡献，值得采用和推广。

Description

数字式电能表的误差检定装置与系统

一.技术领域

本实用新型公开的数字式电能表的误差检定装置与系统，属于电能表误差计量技术领域，具体涉及数字式电能表的误差检定装置与数字式电能表的误差检定系统两方面的技术内容。

二.背景技术

为适应电力系统数字化发展的需要，基于IEC61850等通信协议的数字化电力系统得到了越来越多的应用。与此相应的全数字化电能计量系统也应运而生。全数字化电能计量系统的核心是全数字化的电能表。这种电能表与传统机械式或电子式电能表的最大不同点是其测量输入信号不再是传统的模拟电压和模拟电流，而是全数字化的数据流。由于这种新型数字化电能表内部没有模数转换误差，因而提高了电能计量精度。但是，我国目前尚无成熟的全数字化的电能表检定标准和误差传递体系。而由于电能计量的准确与否，直接关系到发、供、用电三方的经济利益和社会公平、公正。因此，发明一种新的数字式电能表的误差检定装置与系统是极为迫切和必要的。

三.发明内容

本实用新型发明的目的在于：向社会提供可纳入国家现行电能计量误差传递体系中的数字式电能表的误差检定装置与系统。这对于提升我国电能计量的准确程度与现代化水平，对于我国的数字化电能计量的创新研究和普及化推进，对发、供、用电三方的电能供求带来的经济利益和社会公平、公正，都具有重要意义。

本实用新型的技术方案包括新型数字式电能表的误差检定装置、数字式电能表的误差检定系统两方面的技术方案。

本实用新型的数字式电能表的误差检定装置的技术方案如下：这种数字式电能表的误差检定装置，由传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源、传统的电能脉冲误差比较器、既带传统三相交流电压和三相交流电流输入接口又带有符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流输出接口的标准电能表三部分组成。技术特点在于：所述的标准电能表由微机或微电脑及其软件系统管理控制的信号采集模块、A/D转换模块、接口电路等组成，其中信号采集模块带有三相交流电压Ua、Ub、Uc和三相交流电流Ia、Ib、Ic的输入接口电路，信号采集模块输出与A/D转换模块的输入联接，A/D转换模块的输出与微机或微电脑联接，采集的三相交流电压和三相交流电流信号经过信号采集模块采集、A/D转换模块转换并经过微机或微电脑计算、处理完成对电能信息的计量，微机或微电脑带有接口电路并从该接口电路输出与输入功率严格成正比的电能脉冲，还输出符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流。可见，由于通过接口电路输出的数据流是在模数转换后端完成的，因而数据流中所包含的三相电压和电流等信息与标准电能表用于脉冲输出计算所用的三相电压和电流信息是完全相同的。通常，脉冲输出部分误差非常小，可忽略不计，则标准电能表的电能脉冲输出精度与其数字流中所包含的三相电压和电流的精度是相等的。所述传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源，其输出三相交流电压和三相交流电流的信号是模拟量的，三相交流电源如是：1.传统的可输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源；2.可输出三相交流电压和三相交流电流的功率较小的三相交流电源，只要该电源的输出功率可带动标准电能表即可。所述的传统的电能脉冲比较器，该电能脉冲比较器的信号是数字脉冲的。所述的特定通信标准规约包括但不限于如下：1.IEC61850-9-1；2.IEC61850-9-2；3.SERCOSIII；4.MODBUS/TCP；5.MODBUS；等等。所述的包含电压和电流信息的数字流是指：符合特定通信标准规约的、又包含电压和电流的数字信息流。所述的信号采集模块如是：1.电阻分压器、电流分流器；2.仪用电压互感器、仪用电流互感器；3.电阻分压器、仪用电流互感器等。所述的A/D转换模块型号如是：1.AD1674；2.ADS7813；3.AD7663等。所述的微机或微电脑如是：1.单片机：型号如80C51、LPC2458等；2.DSP：型号如TMS320C32、TMS320C6712等；3.FPGA：型号如XC3S250E、AGL250FGG144I等；所述的数字式电能表结构如前已叙述的，所述的符合特定通信标准规约的、包含电压和电流信息的数字流的含义如前已指出的，都不再重述。

本实用新型的数字式电能表的误差检定系统的技术方案如下：根据以上所述的数字式电能表的误差检定装置构成的数字式电能表误差检定系统，技术特点在于：所述的该数字式电能表误差检定系统由数字式电能表的误差检定装置与被检定数字式电能表组成，上述两者构成一个最简单的数字式电能表的误差检定系统。所述的数字式电能表的误差检定装置由传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源、传统的电能脉冲误差比较器、既带传统三相交流电压和三相交流电流输入接口又带有符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流输出接口的标准电能表三部分组成，数字式电能表的误差检定装置的标准电能表由微机或微电脑及其软件系统管理控制的信号采集模块、A/D转换模块、接口电路组成，通过其信号采集模块的接口电路输入电能表检定电源输出的三相交流电压和三相交流电流的信号经过自身计算、处理、输出所计量电能的标准电能脉冲给传统的电能脉冲误差比较器，被检定数字式电能表通过其接口电路输入标准电能表输出的特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流，经过自身计算、处理、输出所计量的电能脉冲给传统的电能脉冲误差比较器，经过电能脉冲误差比较器对两电能脉冲比较，得出数字式电能表的误差检定装置的标准电能表所计量的电能和被检定数字式电能表所计量的电能之差值，实现对被检定数字式电能表误差的检定。照此操作便实现了数字式电能表的误差等级或精度等级的检定。所述的数字式电能表的误差检定装置及其组成各部分具体结构、所述的关于特定通信标准规约内容、所述的关于数字信息流内容，都如以上所述的，不再重述。所述的被检定的数字式电能表具体结构如是：1.满足IEC61850-9-1通信规约的数字电能表、2.满足IEC61850-9-2通信规约的数字电能表、3.满足SERCOSIII通信规约的数字电能表、4.满足MODBUS/TCP通信规约的数字电能表等。

本实用新型的技术方案优点有：1.本实用新型的技术方案包括数字式电能表的误差检定装置、数字式电能表的误差检定系统两方面，比较完整地提供可纳入国家现行电能计量误差传递体系中的数字式电能表的误差检定装置和检定系统。这对于我国尽快实现或普及电能计量数字化作了铺垫、准备和贡献；2.本实用新型的数字式电能表的误差检定装置、数字式电能表的误差检定系统两方面的技术方案，在我国尽快实现或普及电能计量数字化的需求下全数字化电能计量系统应运而生，该全数字化电能计量系统是我国电能计量数字化领域的自主创新成果，为提升我国电能计量的准确程度与现代化水平，对于我国的数字化电能计量的创新研究和普及化推进，对发、供、用电三方的电能供求带来的经济利益和社会公平、公正，都具有重要意义；3.本实用新型的技术方案包括数字式电能表的误差检定装置、数字式电能表的误差量值检定系统两方面的技术内容设计理念完臻、设计理论严谨、设备结构合理、操作方便、简单实用。本实用新型的数字式电能表的误差检定装置、数字式电能表的误差检定系统值得采用和推广。

四.附图说明

本实用新型的说明书附图共有3幅：

图1为数字式电能表的误差检定装置结构示意图；

图2为标准电能表结构方框图；

图3为数字式电能表的误差检定系统结构示意图。

在各图中采用了统一标号，即同一物件在各图中用同一标号。在各图中：1.数字式电能表的误差检定装置；2.三相的电能表检定电源；3.模数式标准电能表；4.电能脉冲误差比较器；5.信号采集模块；6.A/D转换模块；7.微机或微电脑；8.被检定数字式电能表。

五.具体实施方式

本实用新型的具体实施方式包括数字式电能表的误差检定装置、数字式电能表的误差检定系统两方面的实施例。

第一部分.本实用新型的数字式电能表的误差检定装置非限定实施例如下：

实施例一.新型数字式电能表的误差检定装置

该例的数字式电能表的误差检定装置具体结构由图1～图2联合示出，图1所示的是数字式电能表的误差检定装置结构示意图，如图1所示，该例的数字式电能表的误差检定装置1由传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源2、传统的电能脉冲误差比较器4、既带传统三相交流电压和三相交流电流输入接口又带有符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流输出接口的新型标准电能表3三部分及系统软件，或还有壳体组成。该例传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源2，其输出三相交流电压和三相交流电流的信号是模拟量的，该三相交流电源2如是传统的可输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源。该例传统的电能脉冲比较器4的信号是数字脉冲的。该例的特定通信标准规约包括但不限于如下：1.IEC61850-9-1；2.IEC61850-9-2；3.SERCOSIII；4.MODBUS/TCP；5.MODBUS；等等。该例的包含电压和电流信息的数字流是指：符合特定通信标准规约的、又包含电压和电流信息的数字信息流。图2所示的是标准电能表结构方框图，该例的标准电能表3由微机或微电脑7及其软件系统管理控制的信号采集模块5、A/D转换模块6、接口电路、仪器壳体与面板等组成。其中信号采集模块5带有三相交流电压Ua、Ub、Uc和三相交流电流Ia、Ib、Ic的输入接口电路，信号采集模块5输出与A/D转换模块6的输入联接，A/D转换模块6的输出与微机或微电脑7联接，采集的三相交流电压和三相交流电流信号经过信号采集模块5调理、A/D转换模块6转换、微机或微电脑7计算、处理完成对电能信息的计量，即完成电压、电流、功率和电能等量的计量，并按特定通信标准规约输出与输入功率严格成正比的电能脉冲，还输出符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流。可见，由于通过数字接口输出的数据流是在模数转换后端完成的，因而数字流中所包含的三相电压和电流等信息与标准电能表3用于脉冲输出计算用的三相电压和电流信息是完全相同的。通常，脉冲输出部分误差非常小，可忽略不计，则标准电能表3的脉冲输出精度与其标准数字流中所包含的三相电压和电流的精度是相等的。该例的信号采集模块5如是电阻分压器或电流分流器等。该例的A/D转换模块6型号如是AD1674等。该例的微机或微电脑7如是单片机：型号如80C51、LPC2458等。

实施例二.数字式电能表的误差检定装置

该例的数字式电能表的误差检定装置具体结构可用图1～图2等联合示出，该例的数字式电能表的误差检定装置与实施例一的数字式电能表的误差检定装置不同点有：1.该例的电能表检定电源2如是功率较小的三相交流电源，只要该电源的输出功率可带动标准电能表即可。2.该例的信号采集模块5如是仪用电压互感器、或仪用电流互感器等。3.该例的A/D转换模块6型号如是ADS7813等。5.该例的微机或微电脑7如是DSP：型号如TMS320C32、TMS320C6712等。该例的符合特定通信标准规约的内容以及包含电压和电流信息的数字流的含义如前已指出的，不再重述。该例的数字式电能表的误差检定装置其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。

实施例三.数字式电能表的误差检定装置

该例的数字式电能表的误差量值检定装置具体结构可用图1～图2等联合示出，该例的数字式电能表的误差检定装置与实施例一、实施例二的数字式电能表的误差检定装置不同点有：1.该例的信号采集模块5如是电阻分压器、或仪用电流互感器等。2.该例的A/D转换模块6型号如是AD7663等。3.该例的微机或微电脑7如是FPGA：型号如XC3S250E、AGL250FGG144I等。该例的数字式电能表的误差检定装置其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。

第二部分.本实用新型的数字式电能表的误差检定系统非限定实施例如下：

实施例一.数字式电能表的误差检定系统

该例的数字式电能表的误差检定系统具体结构由图1～图3联合示出，图3所示的是该例数字式电能表的误差检定系统结构示意图，如图3所示，该例的该数字式电能表误差检定系统由数字式电能表的误差检定装置1与被检定数字式电能表8组成，上述两者构成一个数字式电能表的误差检定系统。该例的数字式电能表的误差检定装置1的结构由图1示出，该检定装置1由传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源2、传统的电能脉冲误差比较器4、既带传统三相交流电压和三相交流电流输入接口又带有符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流输出接口的新型标准电能表3三部分及系统软件，或还有壳体等组成。该例传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源2，其输出三相交流电压和三相交流电流的信号是模拟量的，该电能表检定电源2如是传统的可输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源。该例传统的电能脉冲比较器4的信号是数字脉冲的。该例的特定通信标准规约包括但不限于如下：1.IEC61850-9-1；2.IEC61850-9-2；3.SERCOSIII；4.MODBUS/TCP；5.MODBUS；等等。该例的包含电压和电流信息的数字流是指：符合特定通信标准规约的、又包含电压和电流信息的数字信息流。该例的被检定数字式电能表8如是满足IEC61850-9-1通信规约的数字电能表等。该例的数字式电能表的误差检定装置1的标准电能表3通过其接口电路输入电能表检定电源2输出的三相交流电压和三相交流电流的信号经过自身计算、处理、输出所计量的电能脉冲给传统的电能脉冲误差比较器4，被检定数字式电能表8通过其接口电路输入标准电能表3输出的符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流，经过自身计算、处理、输出所计量的电能脉冲给传统的电能脉冲误差比较器4，经过电能脉冲误差比较器4对两电能脉冲比较，得出数字式电能表的误差检定装置1的标准电能表3所计量的电能和被检定数字式电能表8所计量的电能之差值，实现对被检定数字式电能表8的误差检定。照此操作便实现了数字式电能表的误差等级或精度等级的检定。图2所示的是标准电能表3的结构方框图，该例的标准电能表3由微机或微电脑7及其软件系统管理控制的信号采集模块5、A/D转换模块6、接口电路、仪器壳体与面板等组成。其中信号采集模块5带有三相交流电压Ua、Ub、Uc和三相交流电流Ia、Ib、Ic的输入接口电路，信号采集模块5输出与A/D转换模块6的输入联接，A/D转换模块6的输出与微机或微电脑7联接，采集的三相交流电压和三相交流电流信号经过信号采集模块5调理、A/D转换模块6转换、微机或微电脑7计算、处理完成对电能信息的计量，即完成电压、电流、功率和电能等量的计量，微机或微电脑7的接口电路输出与输入功率严格成正比的电能脉冲，还输出符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流。可见，由于通过接口电路输出的数字流是在模数转换后端完成的，因而数字流中所包含的三相电压和电流等信息与标准电能表3用于脉冲输出计算用的三相电压和电流信息是完全相同的。通常，脉冲输出部分误差非常小，可忽略不计，则标准电能表3的脉冲输出精度与其数字流中所包含的三相电压和电流的精度是相等的。该例的信号采集模块5如是电阻分压器或电流分流器等。该例的A/D转换模块6型号如是AD1674等。该例的微机或微电脑7如是单片机：型号如80C51、LPC2458等。

实施例二.数字式电能表的误差检定系统

该例的数字式电能表的误差检定系统具体结构由图1～图3联合示出，该例的数字式电能表的误差检定系统与实施例一的数字式电能表的误差检定系统不同点有：1.该例的电能表检定电源2如是功率较小的三相交流电源，只要该电源的输出功率可带动标准电能表即可。2.该例的被检定数字式电能表8如是满足IEC61850-9-2通信规约的数字电能表等。3.该例的信号采集模块5如是仪用电压互感器、或仪用电流互感器等。4.该例的A/D转换模块6型号如是ADS7813等。6.该例的微机或微电脑7如是DSP：型号如TMS320C32、TMS320C6712等。4该例的符合特定通信标准规约的内容以及包含电压和电流信息的数字流的含义如前已指出的，不再重述。该例的数字式电能表的误差检定系统其余未述的，全同于实施例一中所述的，不再重述。

实施例三.数字式电能表的误差检定系统

该例的数字式电能表的误差检定系统具体结构由图1～图3联合示出，该例的数字式电能表的误差检定系统与实施例一、实施例二的数字式电能表的误差检定系统不同点有：1.该例的被检定数字式电能表8如是满足SERCOSIII通信规约的数字电能表等。2.该例的信号采集模块5如是电阻分压器、或仪用电流互感器等。3.该例的A/D转换模块6型号如是AD7663等。4.该例的微机或微电脑7如是FPGA：型号如XC3S250E、AGL250FGG144I等。该例的数字式电能表的误差量值检定系统其余未述的，全同于实施例一、实施例二中所述的，不再重述。

实施例四.数字式电能表的误差检定系统

该例的新型数字式电能表的误差检定系统具体结构由图1～图3联合示出，该例的数字式电能表的误差检定系统与实施例一～实施例三的数字式电能表的误差检定系统不同点有：该例的被检定数字式电能表8如是满足MODBUS/TCP通信规约的数字电能表等。该例的数字式电能表的误差检定系统其余未述的，全同于实施例一～实施例三中所述的，不再重述。

Claims

1.一种数字式电能表的误差检定装置，由传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源、传统的电能脉冲误差比较器、标准电能表三部分组成，特征在于：所述的标准电能表由微机或微电脑管理控制的信号采集模块、A/D转换模块、接口电路组成，其中信号采集模块带有三相交流电压Ua、Ub、Uc和三相交流电流Ia、Ib、Ic的输入接口电路，信号采集模块输出与A/D转换模块的输入联接，A/D转换模块的输出与微机或微电脑联接，采集的三相交流电压和三相交流电流信号经过信号采集模块采集、A/D转换模块转换并经过微机或微电脑计算、处理完成对电能信息的计量，微机或微电脑带有接口电路并从接口电路输出与输入功率严格成正比的电能脉冲，还输出符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流。

2.根据权利要求1所述的数字式电能表的误差检定装置构成的数字式电能表误差检定系统，特征在于：所述的该数字式电能表误差检定系统由数字式电能表的误差检定装置与被检定数字式电能表组成；所述的数字式电能表的误差检定装置由传统的输出三相交流电压和三相交流电流的电能表检定电源、传统的电能脉冲误差比较器、既带传统三相交流电压和三相交流电流输入接口又带有符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流输出接口的标准电能表三部分组成，数字式电能表的误差检定装置的标准电能表通过其接口电路输入电能表检定电源输出的三相交流电压和三相交流电流的信号经过自身计算、处理、输出所计量电能的电能脉冲给传统的电能脉冲误差比较器，被检定数字式电能表通过其接口电路输入标准电能表输出的符合特定通信标准规约的包含电压和电流信息的数字流，经过自身计算、处理、输出所计量的电能脉冲给传统的电能脉冲误差比较器，经过电能脉冲误差比较器对两电能脉冲比较，得出数字式电能表的误差检定装置的标准电能表所计量的电能和被检定数字式电能表所计量的电能之差值，实现对被检定数字式电能表误差的检定。