CN204945360U - 电能计量系统的精度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电能计量系统的精度检测装置。其中，该电能计量系统的精度检测装置包括：第一信号输入接口，用于接收电能计量系统的输入信号；信号处理模块，与信号输入接口相连接，用于对输入信号进行处理，得到校验信号；第二信号输入接口，与主控模块相连接，用于接收电能计量系统的输出信号；以及主控模块，分别与信号处理模块、第二信号输入接口相连接，用于通过比对校验信号与输出信号检测电能计量系统的精度。本实用新型解决了现有技术无法对电能计量系统在现场带负荷情形下的精度进行检测的技术问题。

Description

电能计量系统的精度检测装置

技术领域

本实用新型涉及电力测试设备领域，具体而言，涉及一种电能计量系统的精度检测装置。

背景技术

智能变电站数字化电能计量系统包括数字化电能表和模拟量输入式合并单元，随着使用时间的延长，电能计量系统的精度会出现偏差，而现有的电能计量系统的精度检测只能在实验室条件或者停电情形下进行，即通过数字化电能表校验仪输出标准数字量施加给数字化电能表对其精度进行校验，通过合并单元测试仪输出标准模拟量施加给模拟量输入式合并单元对其精度进行校验。智能变电站在运行一定周期或者运行过程中电能计量系统的精度出现误差需要进行校验时，如果将智能变电站进行停电，对电能计量系统的精度进行检测，将会带来诸多方面的损失和问题，同时也会让检测前后的整个工作流程变得非常复杂。因此，对智能变电站数字化电能计量系统(包括数字化电能表和模拟量输入式合并单元)在现场带负荷情形下的精度检测的研究具有非常重要的意义。

针对现有技术无法对电能计量系统在现场带负荷情形下的精度进行检测的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种电能计量系统的精度检测装置，以至少解决现有技术无法对电能计量系统在现场带负荷情形下的精度进行检测的技术问题。

根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电能计量系统的精度检测装置，包括：第一信号输入接口，用于接收电能计量系统的输入信号；信号处理模块，与第一信号输入接口相连接，用于对输入信号进行处理，得到校验信号；第二信号输入接口，与主控模块相连接，用于接收电能计量系统的输出信号；以及主控模块，分别与信号处理模块、第二信号输入接口相连接，用于通过比对校验信号与输出信号检测电能计量系统的精度。

进一步地，电能计量系统包括模拟量输入式合并单元，第一信号输入接口包括：电流输入接口和电压输入接口，其中，电流输入接口与钳形电流表的输出端相连接，钳形电流表的输入端与模拟量输入式合并单元的电流输入端相连接，电压输入接口与模拟量输入式合并单元的电压输入端并联连接。

进一步地，电能计量系统还包括数字化电能表，其中，电流输入接口与钳形电流表的输出端相连接，钳形电流表的输入端与数字化电能表的电流输入端相连接。

进一步地，信号处理模块包括：电流电压转换模块，与电流输入接口相连接，用于将钳形电流表输出的电流信号转换为电压采样信号；电压电压转换模块，与电压输入接口相连接，用于将模拟量输入式合并单元的输入电压信号转换为电压采样信号。

进一步地，钳形电流表为0.1级精度的钳形电流表。

进一步地，电能计量系统的精度检测装置还包括：A/D转换模块，分别与电流电压转换模块、电压电压转换模块相连接，用于对电压采样信号进行模数转换得到校验信号。

进一步地，电能计量系统的精度检测装置还包括：时钟同步模块，与主控模块相连接，用于与A/D转换模块配合获取校验信号。

进一步地，电能计量系统的精度检测装置还包括：人机交互模块，与主控模块相连接，用于接收用户输入的对电能计量系统的精度检测装置的控制指令。

进一步地，电能计量系统的精度检测装置还包括：显示模块，与主控模块相连接，用于显示电能计量系统的精度。

进一步地，电能计量系统的精度检测装置还包括：通信模块，与主控模块相连接，用于扩展或者升级电能计量系统的精度检测装置。

在本实用新型实施例中，电能计量系统的精度检测装置同时接收电能计量系统的输入信号和输出信号，通过对输入信号和输出信号进行比对，达到了在现场带电荷情形下检测电能计量系统的精度的目的，从而实现了带电检测电能计量系统精度，避免停电检测电能计量系统造成损失的技术效果，进而解决了现有技术无法对电能计量系统在现场带负荷情形下的精度进行检测的技术问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型实施例的电能计量系统的精度检测装置的结构示意图；

图2是根据本实用新型可选实施例的电能计量系统的精度检测装置的结构示意图；以及

图3是根据本实用新型实施例的钳形电流表和电流电压转换模块的原理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

根据本实用新型实施例，提供了一种电能计量系统的精度检测装置实施例。图1是根据本实用新型实施例的电能计量系统的精度检测装置的结构示意图，如图1所示，该装置包括：第一信号输入接口11，用于接收电能计量系统的输入信号；信号处理模块12，与第一信号输入接口11相连接，用于对输入信号进行处理，得到校验信号；第二信号输入接口13，与主控模块14相连接，用于接收电能计量系统的输出信号；以及主控模块14，分别与信号处理模块12、第二信号输入接口13相连接，用于通过比对校验信号与输出信号检测电能计量系统的精度。

该实施例中的电能计量系统为智能变电站中的数字化电能计量系统，其二次部分包括：数字化电能表和模拟量输入式合并单元。通过第一信号输入接口11可以将数字化电能表和模拟量输入式合并单元的输入信号输送至该实施例的电能计量系统的精度检测装置。

可选地，第一信号输入接口11可以包括：电流输入接口和电压输入接口。当电能计量系统的精度检测装置通过第一信号输入接口11接收模拟量输入式合并单元的输入信号时，电流输入接口与钳形电流表的输出端相连接，钳形电流表的输入端与模拟量输入式合并单元的电流输入端相连接，电压输入接口与模拟量输入式合并单元的电压输入端并联连接。其中，为了保证该实施例的电能计量系统的精度检测装置具有较高的检测准确度，该实施例中的钳形电流表为0.1级精度的钳形电流表。

当电能计量系统的精度检测装置通过第一信号输入接口11接收数字化电能表的输入信号时，电流输入接口与钳形电流表的输出端相连接，钳形电流表的输入端与数字化电能表的电流输入端相连接。

该实施例的电能计量系统的精度检测装置通过电流输入接口和电压输入接口可以准确地获取电能计量系统输入信号，以实现根据输入信号校验电能计量系统的精度。

信号处理模块12，与第一信号输入接口11相连接，用于对输入信号进行处理，得到校验信号。可选地，信号处理模块12包括：电流电压转换模块和电压电压转换模块，即I/V转换模块和V/V转换模块。I/V转换模块与电流输入接口相连接，用于将钳形电流表输出的电流信号转换为电压采样信号，其中，钳形电流表输出的电流信号为模拟量输入式合并单元的输入电流信号；V/V转换模块与电压输入接口相连接，用于将模拟量输入式合并单元的输入电压信号转换为电压采样信号。

可选地，该实施例的电能计量系统的精度检测装置还包括：A/D转换模块和时钟同步模块。A/D转换模块分别与电流电压转换模块、电压电压转换模块相连接，用于对电压采样信号进行模数转换得到校验信号，校验信号为数字信号，满足了主控模块14的数据处理格式要求。时钟同步模块与主控模块14相连接，用于与A/D转换模块配合获取校验信号。A/D转换模块在额定输入范围内采样精度可以可达0.01％，通过高精度和钳形电流表和高精度的A/D转换模块达到了提高电能计量系统在现场带电荷情形下精度检测的准确度的技术效果。

第二信号输入接口13，与主控模块14相连接，用于接收电能计量系统的输出信号。电能计量系统的精度会随着使用时间的延长出现偏差，使得电能计量系统的输出信号与校验信号存在差异。该实施例的电能计量系统的精度检测装置通过第二信号输入接口13接收电能计量系统的输出信号，是为了供主控模块14将输出信号与校验信号进行比对，以实现检测电能计量系统的精度。

主控模块14，分别与信号处理模块12、第二信号输入接口12相连接，用于通过比对校验信号与输出信号检测电能计量系统的精度。主控模块14在接收到信号处理模块12发送的校验信号，以及第二信号输入接口12发送的输出信号之后，会将校验信号与输出信号进行比对，根据比对结果检测电能计量系统的精度。如果校验信号与输出信号偏差小，则说明电能计量系统的精度较高；如果校验信号与输出信号偏差较大，则说明电能计量系统的精度较低。

可选地，该实施例的电能计量系统的精度检测装置还包括：人机交互模块，与主控模块14相连接，用于接收用户输入的对电能计量系统的精度检测装置的控制指令。人机交互模块通过人机交互接口提供有配置有各项参数、请求查看精度检测结果、或者对电能计量系统的精度检测装置进行程控操作等功能。该实施例的电能计量系统的精度检测装置通过人机交互模块达到了人机交互，提高用户使用体验的效果。

可选地，该实施例的电能计量系统的精度检测装置还包括：显示模块，与主控模块14相连接，用于显示电能计量系统的精度。显示模块可以是LED显示管，也可以是液晶显示屏。当用户通过人机交互模块输入的请求查看精度检测结果的命令时，电能计量系统的精度检测装置可以通过显示模块显示电能计量系统的精度。通过显示模块便于直观地查看电能计量系统的精度，增强了用户的使用体验。

可选地，该实施例的电能计量系统的精度检测装置还包括：通信模块，与主控模块14相连接，用于扩展或者升级电能计量系统的精度检测装置。通信模块可以通过网络通信接口和协议库的协调配合，实现对电能计量系统的精度检测装置的功能扩展、版本升级或者调用等。

该实施例的电能计量系统的精度检测装置通过第一信号输入接口11接收电能计量系统的输入信号，并通过信号处理模块12对输入信号进行处理，得到校验信号，通过第二信号输入接口13接收电能计量系统的输出信号，最后通过主控模块14将校验信号和输出信号进行比对，以检测电能计量系统的精度。该电能计量系统的精度检测装置可以在电能计量系统带电的情形下对其精度进行检测，解决了现有技术无法对电能计量系统在现场带负荷情形下的精度进行检测的技术问题。同时，通过高精度的钳形电流表和高精度的A/D转换模块提高了电能计量系统的精度检测装置的精度检测准确度。

根据本实用新型实施例，还提供了一种电能计量系统的精度检测装置可选实施例。图2是根据本实用新型可选实施例的电能计量系统的精度检测装置的结构示意图，如图2所示，该装置包括：

电源模块20，用于为电能计量系统的精度检测装置供电。电源模块20分别与信号处理模块22以及A/D转换模块23相连接，单独给信号处理模块22、A/D转换模块23供电，提供其高精度要求的电源环境，并采用地线隔离的方法为其采样过程提供一个稳定的电源环境。

信号输入接口21包括钳表输入接口、电压输入接口，信号输入接口21通过高精度的钳形电流表将电流互感器连接模拟量输入式合并单元的二次电流模拟量转换为弱电流信号，然后通过带屏蔽的线缆和航空插头与信号处理模块22相连接。其中，钳形电流表精度为0.1级，钳形电流表的输出端可输出0-10mA弱电流。

信号处理模块22包括电流电压转换模块、电压电压转换模块，即I/V转换模块V/V转换模块。I/V转换模块使用高精度高稳定度的铂电阻将电流信号转换成电压信号，其稳定度达0.1ppm。图3是根据本实用新型实施例的钳形电流表和电流电压转换模块的原理图，如图3所示，I为电流输入，R为0.1ppm高精度、高稳定度采样铂电阻，该采样铂电阻温度敏感性低且热噪声小。I/V转换模块采用OPA2277高精度运算放大器，从而实现高质量的I/V变换，并为后端A/D转换模块23提供合理范围的高精度电压采样信号。

A/D转换模块23与信号处理模块22相连接，由ADS1278模数转换器组成，该模数转换器是delta-sigma(Δ∑)型的24bit的模数转换，完全满足采集精度要求。同时，为了进一步提高其采样精度，该实施例采用A/D过采样的技术。高精度A/D转换模块配合时钟同步模块27实现电能计量系统的精度检测装置的采样功能。A/D转换模块23在额定输入范围内采样精度可达0.01％左右，高精度的钳形电流表和高精度的A/D转换模块23可满足数字化电能表和模拟量输入式合并单元的现场带负荷精度测试要求。

主控模块14分别与A/D转换模块23、人机交互模块25、显示模块26、协议库模块211、时钟同步模块27相连接。主控模块14内核使用的是ADI公司的ADSP-BF531型号的DSP处理器，并扩展128M的DDR同步内存和32M的异步存取Flash，其最高频率可达600MHz，为电能计量系统的精度检测装置提供强大的信号处理能力。上述时钟同步模块27可以通过对时接口28接收或者提供同步对时信号。协议库模块211与通信模块210相连接，通信模块210与光以太网口29相连接，光以太网口29和协议库模块211兼容IEC61850-9-1/-9-2/-9-2LE协议,方便扩展、升级和调用。人机交互模块25通过人机交互接口为用户提供有配置各项参数、请求查看精度检测结果、对电能计量系统的精度检测装置进行程控操作等功能。显示模块26可以用于显示电能计量系统的精度。该实施例中的时钟同步模块27、通讯模块210、电源模块20、电压电压转换模块和电流电压转换模块分别通过装置接口的对时接口28、光以太网口29、电源接口和连接钳形电流表的钳表输入接口与外界连接、主控模块24通过人机交互接口接收来用户输入的操作指令。

该实施例的电能计量系统的精度检测装置基于高精度的钳形电流表和内部高精度的A/D转换模块，实现了对现场带电荷的电能计量系统的精度进行检测，解决了现有技术无法对电能计量系统在现场带负荷情形下的精度进行检测的技术问题，同时保证了电能计量系统的精度检测装置的精度检测准确度。

本实用新型实施例的电能计量系统的精度检测装置采用高精度钳形电流表跟数字化电能表校验仪有效相结合的方案，让数字化电能表和模拟量输入式合并单元不再局限于离线加量检测。在单独进行数字化电能表的带负荷精度检测时，从现场备用测试光纤(光口)或者交换机备用光口引入一路与接入数字化电能表相同的数字量到该精度检测装置，然后使用光电脉冲采集器将挂网运行的被检数字化电能表输出的电能脉冲采集并接入到该精度检测装置即可。在单独进行模拟量输入式合并单元的带负荷精度检测时，将三相钳形电流表夹到模拟量输入式合并单元的三相电流输入导线上，同时将接入模拟量输入式合并单元的三相电压并联接入到该精度检测装置的三相电压输入端，然后从运行中的模拟量输入式合并单元的备用测试接口或者对应交换机的备用测试接口引来一路被检光数字信号即可，即电压电压转换模块输入端通过测试导线并联到模拟量输入式合并单元模拟量输入前端，并将输入的电压信号转换成范围合适的电压采样信号，电流电压转换模块通过连接钳形电流表将连接模拟量输入式合并单元前端的电流模拟量信号转换成范围合适的电圧采样信号。在对挂网运行的数字化电能表和模拟量输入式合并单元进行整体带负荷精度检测时，将三相钳形电流表夹到模拟量输入式合并单元的三相电流输入导线上，同时将接入模拟量输入式合并单元的三相电压并联接入到精度检测装置的三相电压输入端，然后使用光电脉冲采集器将被检数字化电能表输出的电能脉冲采集并接入到本精度检测装置即可。

本实用新型的电能计量系统的精度检测装置中的电压输入接口可直接并联模拟量输入式合并单元电压模拟量输入端，钳表输入接口需要连接钳形电流表的输出来采集标准模拟量，光以太网口可接入模拟量输入式合并单元输出的被检数字信号，对时接口可接收变电站GPS时钟同步对时信号或者输出同步对时信号，电源接口为本装置的总电源入口。本实用新型的电能计量系统的精度检测装置解决了现有技术无法对电能计量系统在现场带负荷情形下的精度进行检测的技术问题，同时保证了电能计量系统的精度检测装置的精度检测准确度。

上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本实用新型的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，包括：

第一信号输入接口，用于接收电能计量系统的输入信号；

信号处理模块，与所述第一信号输入接口相连接，用于对所述输入信号进行处理，得到校验信号；

第二信号输入接口，与主控模块相连接，用于接收所述电能计量系统的输出信号；以及

所述主控模块，分别与所述信号处理模块、所述第二信号输入接口相连接，用于通过比对所述校验信号与所述输出信号检测所述电能计量系统的精度。

2.根据权利要求1所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述电能计量系统包括模拟量输入式合并单元，所述第一信号输入接口包括：

电流输入接口和电压输入接口，

其中，所述电流输入接口与钳形电流表的输出端相连接，所述钳形电流表的输入端与所述模拟量输入式合并单元的电流输入端相连接，

所述电压输入接口与所述模拟量输入式合并单元的电压输入端并联连接。

3.根据权利要求2所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述电能计量系统还包括数字化电能表，其中，

所述电流输入接口与所述钳形电流表的输出端相连接，所述钳形电流表的输入端与所述数字化电能表的电流输入端相连接。

4.根据权利要求2或3所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：

电流电压转换模块，与所述电流输入接口相连接，用于将所述钳形电流表输出的电流信号转换为电压采样信号；

电压电压转换模块，与所述电压输入接口相连接，用于将所述模拟量输入式合并单元的输入电压信号转换为所述电压采样信号。

5.根据权利要求4所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述钳形电流表为0.1级精度的钳形电流表。

6.根据权利要求4所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

A/D转换模块，分别与所述电流电压转换模块、所述电压电压转换模块相连接，用于对所述电压采样信号进行模数转换得到所述校验信号。

7.根据权利要求6所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

时钟同步模块，与所述主控模块相连接，用于与所述A/D转换模块配合获取所述校验信号。

8.根据权利要求1所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

人机交互模块，与所述主控模块相连接，用于接收用户输入的对所述电能计量系统的精度检测装置的控制指令。

9.根据权利要求1所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

显示模块，与所述主控模块相连接，用于显示所述电能计量系统的精度。

10.根据权利要求1所述的电能计量系统的精度检测装置，其特征在于，所述装置还包括：

通信模块，与所述主控模块相连接，用于扩展或者升级所述电能计量系统的精度检测装置。