CN207440269U - 一种标准数字电能表 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例公开了一种标准数字电能表。本实用新型中的标准数字电能表能通过以太网输出接口和多光路交换机将以太网输入接口接收到的一路带有电压和电流信号的IEC61850数据帧转发成多路IEC61850数据帧，并分别发送给多个被检数字电能表，多个被检数字电能表将各自测得的电能量通过多个电能脉冲输入模块传输到标准数字电能表中，并在数字信号处理器中与标准数字电能表测得的电能量进行比较，完成校验，所以本实用新型中的标准数字电能表能同时对多台被检数字电能表进行校验，提高了工作效率，解决了当前的标准数字电能表工作效率低下的技术问题。

Description

一种标准数字电能表

技术领域

本实用新型涉及电力仪器领域，尤其涉及一种标准数字电能表。

背景技术

IEC61850是一个用于变电站网络和系统的全球通用标准。它对变电站中的设备进行建模，并定义了公共数据格式、标识符、行为和控制等。该标准提供了一种公共的通信标准，通过对设备的规范化实现不同系统的无缝连接。

随着基于IEC61850标准的数字变电站在全国范围内的推广，数字电能表在变电站中的应用日益广泛。按照我国计量法的规定，用于贸易结算的关口电能计量装置必须接受强制检定。目前数字电能表的检定和校验主要通过标准数字电能表实现。基于标准数字电能表的数字电能表校验方案为：将数字功率源输出的电压、电流信号按IEC61850标准组帧发送给被检数字电能表和标准数字电能表；误差计算器同时接收被检数字电能表和标准数字电能表输出的电能脉冲，并对电能脉冲进行比较，从而计算被检数字电能表的误差。

然而使用目前的标准数字电能表进行被检数字电能表校验时，一次只能校验一台被检数字电能表，工作效率较低，如果使用电能表校验台可以同时对多台被检数字电能表进行校验，但是电能表校验台体积大，运输困难且成本高。因此，导致了当前的标准数字电能表工作效率低下的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种标准数字电能表，解决了当前的标准数字电能表工作效率低下的技术问题。

本实用新型提供了一种标准数字电能表，包括：数字信号处理模块、多光路交换机、电能脉冲输入模块、电能脉冲输出模块、以太网输入接口和以太网输出接口；

所述数字信号处理模块具体包括：电源子模块和数字信号处理器；

所述电源子模块的输出端与所述数字信号处理器的受电端电连接；

所述以太网输入接口与所述数字信号处理器的第一输入端通信连接；

所述以太网输出接口与所述以太网输入接口通信连接；

所述多光路交换机与所述以太网输出接口通信连接；

所述电能脉冲输入模块与所述数字信号处理器的第二输入端通信连接，所述电能脉冲输入模块的数量为两个或两个以上；

所述电能脉冲输出模块与所述数字信号处理器的第一输出端通信连接。

优选地，还包括：工控机和触摸屏；

所述数字信号处理器第二输出端与所述工控机通信连接；

所述工控机和所述触摸屏通信连接。

优选地，所述数字信号处理模块还包括：存储子模块；

所述存储子模块与所述数字信号处理器的第三输出端通信连接。

优选地，所述存储子模块具体包括：SDRAM存储器和/或闪存芯片。

优选地，所述数字信号处理器具体为ADSP BF531信号处理器。

优选地，所述电源子模块具体包括：电源管理芯片TLV1117-33和电源管理芯片TLV1117A。

优选地，所述第一以太网接口具体包括：ST通信接口和/或SC通信接口和/或LC通信接口和/或RJ45通信接口。

优选地，所述第二以太网接口具体包括：ST通信接口和/或SC通信接口和/或LC通信接口和/或RJ45通信接口。

优选地，所述数字信号处理器第二输出端通过串行接口与所述工控机通信连接。

优选地，所述串行接口为RS232通信接口。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种标准数字电能表，包括：数字信号处理模块、多光路交换机、电能脉冲输入模块、电能脉冲输出模块、以太网输入接口和以太网输出接口；所述数字信号处理模块具体包括：电源子模块和数字信号处理器；所述电源子模块的输出端与所述数字信号处理器的受电端电连接；所述以太网输入接口与所述数字信号处理器的第一输入端通信连接；所述以太网输出接口与所述以太网输入接口通信连接；所述多光路交换机与所述以太网输出接口通信连接；所述电能脉冲输入模块与所述数字信号处理器的第二输入端通信连接，所述电能脉冲输入模块的数量为两个或两个以上；所述电能脉冲输出模块与所述数字信号处理器的第一输出端通信连接。

本实用新型中的标准数字电能表能通过以太网输出接口和多光路交换机将以太网输入接口接收到的一路带有电压和电流信号的IEC61850数据帧转发成多路IEC61850数据帧，并分别发送给多个被检数字电能表，多个被检数字电能表将各自测得的电能量通过多个电能脉冲输入模块传输到标准数字电能表中，并在数字信号处理器中与标准数字电能表测得的电能量进行比较，完成校验，所以本实用新型中的标准数字电能表能同时对多台被检数字电能表进行校验，提高了工作效率，解决了当前的标准数字电能表工作效率低下的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种标准数字电能表的一个实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种数字信号处理模块的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种标准数字电能表工作时数字电能表校验系统的连接关系示意图；

其中，附图标记如下：

1、数字信号处理模块；2、多光路交换机；3、电能脉冲输入模块；4、电能脉冲输出模块；5、以太网输入接口；6、以太网输出接口；7、标准数字功率源；8、被检数字电能表1号；9、被检数字电能表2号；10、被检数字电能表3号；11、数字信号处理器；12、电源子模块；13、存储子模块；14、工控机；15、触摸屏。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种标准数字电能表，解决了当前的标准数字电能表工作效率低下的技术问题。

为使得本实用新型的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供了一种标准数字电能表的一个实施例，包括：数字信号处理模块1、多光路交换机2、电能脉冲输入模块3、电能脉冲输出模块4、以太网输入接口5和以太网输出接口6；

数字信号处理模块1具体包括：电源子模块12和数字信号处理器11；

电源子模块12的输出端与数字信号处理器11的受电端电连接；

以太网输入接口5与数字信号处理器11的第一输入端通信连接；

以太网输出接口6与以太网输入接口5通信连接；

多光路交换机2与以太网输出接口6通信连接；

电能脉冲输入模块3与数字信号处理器11的第二输入端通信连接，电能脉冲输入模块3的数量为两个或两个以上；

电能脉冲输出模块4与数字信号处理器11的第一输出端通信连接。

需要说明的是，IEC61850是一个用于变电站网络和系统的全球通用标准，它对变电站中的设备进行建模，并定义了公共数据格式、标识符、行为和控制等，该标准提供了一种公共的通信标准，通过对设备的规范化实现不同系统的无缝连接；

IEC61850数据帧是满足IEC61850协议的数据单元，在IEC61850标准中，电子式互感器将采集到的电压、电流信号传送给合并单元，合并单元将电压、电流信号打包，通过IEC61850数据帧传送至数字电能表；

上述数字信号处理器的第一输入端、第二输入端和第一输出端等并非是数字信号处理器上对应的引脚，只是对与对应模块或者器件连接的一个或一类输入端的指代，后续的第三和第四等跟此处一样只是指代，并非指与数字相同的引脚；

本实施例中的标准数字电能表可以作为常规的标准数字电能表使用，也可以作为可同时校验多台被检数字电能表的标准数字电能表使用；

当作为常规的标准数字电能表时，无需使用以太网输出接口6和多光路交换机2，跟常规的标准数字电能表使用方法一致，通过以太网输入接口5输入IEC61850数据帧，将本标准数字电能表测得的电能数据通过电能脉冲输出模块4输出；

当作为可同时校验多台被检数字电能表的标准数字电能表时，通过以太网输入接口5输入IEC61850数据帧，并通过以太网输出接口6和多光路交换机2转发，且本标准数字电能表具有至少两个电能脉冲输入模块3，可以输入多台被检数字电能表的电能脉冲，在数字信号处理器11中进行误差计算，对被检数字电能表进行校验；

本实施例中的标准数字电能表能通过以太网输出接口6和多光路交换机2将以太网输入接口5接收到的一路带有电压和电流信号的IEC61850数据帧转发成多路IEC61850数据帧，并分别发送给多个电能表，多个电能表将各自测得的电能量通过多个电能脉冲输入模块3传输到标准数字电能表中，并在数字信号处理器11中与标准数字电能表测得的电能量进行比较，完成校验，所以本实用新型中的标准数字电能表能同时对多台电能表进行校验，提高了工作效率，解决了当前的标准数字电能表工作效率低下的技术问题。

以上为本实用新型提供的一种标准数字电能表的一个实施例，以下为本实用新型提供的一种标准数字电能表的另一个实施例。

请参阅图1、图2和图3，本实用新型提供了一种标准数字电能表的另一个实施例，包括：数字信号处理模块1、多光路交换机2、电能脉冲输入模块3、电能脉冲输出模块4、以太网输入接口5和以太网输出接口6；

数字信号处理模块1具体包括：电源子模块12和数字信号处理器11；

电源子模块12的输出端与数字信号处理器11的受电端电连接；

以太网输入接口5与数字信号处理器11的第一输入端通信连接；

以太网输出接口6与以太网输入接口5通信连接；

多光路交换机2与以太网输出接口6通信连接；

电能脉冲输入模块3与数字信号处理器11的第二输入端通信连接，电能脉冲输入模块3的数量为两个或两个以上；

电能脉冲输出模块4与数字信号处理器11的第一输出端通信连接。

需要说明的是，数据处理模块以数字信号处理器11为核心，完成系统控制、工控机14的通信控制、电能累积计算、IEC61850标准通信协议转换和误差计算等功能；

多光路交换机2可将一路带有电压、电流信号的IEC61850数据帧转发成多路IEC61850数据帧，并发送给多个被检数字电能表。

进一步地，还包括：工控机14和触摸屏15；

数字信号处理器11第二输出端与工控机14通信连接；

工控机14和触摸屏15通信连接。

需要说明的是，增加了工控机14和触摸屏15后有利于人机交互，被检数字电能表的校验结果可以通过触摸屏15进行显示；

同时操作者也可以通过触摸屏15和工控机14实现命令下达和数据通信等功能，工控机14可采用Labview软件进行软件开发。

进一步地，数字信号处理模块1还包括：存储子模块13；

存储子模块13与数字信号处理器11的第三输出端通信连接。

需要说明的是，通过存储子模块13可存储数字运算过程中的数据和代码。

进一步地，存储子模块13具体包括：SDRAM存储器和/或闪存芯片。

需要说明的是，通过SDRAM存储器和闪存芯片可存储数字运算过程中的数据和代码，并且断电过后数据不会丢失；

其中SDRAM存储器可为64MB存储容量的SDRAM存储器(型号MT48LC4M16A2TG)，闪存芯片可为32MB存储容量的闪存芯片(型号SST39VF6401)。

进一步地，数字信号处理器11具体为ADSP BF531信号处理器。

需要说明的是，ADSP BF531信号处理器的运算速度可达400MHz。

进一步地，电源子模块12具体包括：电源管理芯片TLV1117-33和电源管理芯片TLV1117A。

需要说明的是，本电源子模块12的输入电压为5V，输入电压取自线性电源模块，线性电源的特点是纹波小，对数字信号的干扰小；

通过电源管理芯片TLV1117-33和电源管理芯片TLV1117A可以转换为3.3V、1.25V和1.8V的直流电压为数字信号处理模块1供电。

进一步地，第一以太网接口具体包括：ST通信接口和/或SC通信接口和/或LC通信接口和/或RJ45通信接口。

需要说明的是，ST通信接口为数字电能表的常用通信接口，为了提高系统的兼容性和可扩展性，可以根据需要增设或保留SC通信接口、LC通信接口和RJ45通信接口等通信接口。

进一步地，第二以太网接口具体包括：ST通信接口和/或SC通信接口和/或LC通信接口和/或RJ45通信接口。

进一步地，数字信号处理器11第二输出端通过串行接口与工控机14通信连接。

进一步地，串行接口为RS232通信接口。

需要说明的是，数字信号处理器11通过16位通用I/O口和16位总线接口与其他模块和部件通信，其中16位总线接口采用了复用机制；

数字信号处理器11通过串行接口与工控机14进行通信，串行接口可选为RS232通信接口。

本实施例中的标准数字电能表既能接收IEC61850数据帧，也能发送IEC61850数据帧；既能发送电能脉冲，也能接收电能脉冲，使用灵活，功能强大；

本实用新型中的标准数字电能表能通过以太网输出接口6和多光路交换机2将以太网输入接口5接收到的一路带有电压和电流信号的IEC61850数据帧转发成多路IEC61850数据帧，并分别发送给多个电能表，多个电能表将各自测得的电能量通过多个电能脉冲输入模块3传输到标准数字电能表中，并在数字信号处理器11中与标准数字电能表测得的电能量进行比较，完成校验，所以本实用新型中的标准数字电能表能同时对多台电能表进行校验，提高了工作效率，解决了当前的标准数字电能表工作效率低下的技术问题，并且新增了计算被检数字电能表电能脉冲误差的功能，能够直接在本实施例中的标准数字电能表的数字信号处理器11中进行处理，无需额外的误差计算器。

以上为本实用新型提供的一种标准数字电能表的另一个实施例，以下为本实用新型提供的一种标准数字电能表的应用例。

请参阅图3，本实用新型提供了一种标准数字电能表的一个应用例。

标准数字功率源7将IEC61850数据帧通过以太网输入接口5输入到标准数字电能表中，标准数字电能表通过以太网输出接口6和多光路交换机2将一路IEC61850数据帧转化为三路IEC61850数据帧并转发至被检数字电能表1号8、被检数字电能表2号9和被检数字电能表3号10；

被检数字电能表1号8、被检数字电能表2号9和被检数字电能表3号10将各自测得的电能数据通过标准数字电能表的电能脉冲传输到电能脉冲输入模块3；

电能脉冲输入模块3将电能脉冲信号传输到数字信号处理器11中，将各个被检数字电能表的电能脉冲与标准数字电能表测得的电能数据进行误差计算，并将各个被检数字电能表的校验结果在触摸屏15中进行显示。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本实用新型各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种标准数字电能表，其特征在于，包括：数字信号处理模块、多光路交换机、电能脉冲输入模块、电能脉冲输出模块、以太网输入接口和以太网输出接口；

所述数字信号处理模块具体包括：电源子模块和数字信号处理器；

所述电源子模块的输出端与所述数字信号处理器的受电端电连接；

所述以太网输入接口与所述数字信号处理器的第一输入端通信连接；

所述以太网输出接口与所述以太网输入接口通信连接；

所述多光路交换机与所述以太网输出接口通信连接；

所述电能脉冲输入模块与所述数字信号处理器的第二输入端通信连接，所述电能脉冲输入模块的数量为两个或两个以上；

所述电能脉冲输出模块与所述数字信号处理器的第一输出端通信连接。

2.根据权利要求1所述的一种标准数字电能表，其特征在于，还包括：工控机和触摸屏；

所述数字信号处理器第二输出端与所述工控机通信连接；

所述工控机和所述触摸屏通信连接。

3.根据权利要求1所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述数字信号处理模块还包括：存储子模块；

所述存储子模块与所述数字信号处理器的第三输出端通信连接。

4.根据权利要求3所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述存储子模块具体包括：SDRAM存储器和/或闪存芯片。

5.根据权利要求1所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述数字信号处理器具体为ADSP BF531信号处理器。

6.根据权利要求1所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述电源子模块具体包括：电源管理芯片TLV1117-33和电源管理芯片TLV1117A。

7.根据权利要求1所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述以太网输入接口具体包括：ST通信接口、SC通信接口、LC通信接口和RJ45通信接口中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述以太网输出接口具体包括：ST通信接口、SC通信接口、LC通信接口和RJ45通信接口中的一种或多种。

9.根据权利要求2所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述数字信号处理器第二输出端通过串行接口与所述工控机通信连接。

10.根据权利要求9所述的一种标准数字电能表，其特征在于，所述串行接口为RS232通信接口。