数字化电能表检测装置

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数字化电能表检测装置\n[0001] 技术领域 \n[0002] 本实用新型涉及数字化电能表协议符合性检测，属电力计量技术领域。\n[0003] 背景技术 \n[0004] 国家正在进行建设智能电网, 数字化电能表的应用必将越来越广泛。因为数字化电能表接收的是纯数字信号，所以没有传输引起的误差，电能表的数字值计算也不会带来附加误差，电能表也不会受温度和长期漂移影响，因此数字化电能表在理想状态下运行误差很小，不需检测。但实际上由于以下原因，还是会给数字化电能表带来一定的误差。\n[0005] （1）不同采样点数对计量的影响：因为数字化变电站对周波采样点数不同，需考虑检测电能表计量受采样点数的影响。\n[0006] （2：电能计量谐波处理通过FFT分析实现，不同的采样点数也影响FFT分析结果，因此，需考虑检测数字化电能表计量受谐波的影响。\n[0007] （3）：各种电压、电流规格对应的计量量化系数不同，抽象出量化系统的数学模型，根据电压、电流额定值，计算出量化系数，不需要根据不同的用户规格修改程序。而需考虑检测数字化电能表计量受额定电压的影响。\n[0008] （4）：数字化电能表在未收到合并单元数据包，或收到的数据信息不合理，如何作相应的容错处理，因此需考虑检测数字化电能表计量受的容错能力。\n[0009] 由上可知，数字化电能表是需要检测的，但由于目前没有相应的检定装置，没有相应的试验设备、测试方法和检验装置，所以这些数字式电能表未经过完整的测试就投入运行，准确度和性能不能得到保证。为提高数字化电能表的性能、技术指标及其检测技术，提高产品质量，实现变电站的全智能，提高电网运行管理控制水平，必须解决数字化电能表的检测问题。\n[0010] 发明内容 \n[0011] 本实用新型的目的是：公开一种能对低压模拟量接口的数字式电能表进行实验室及现场检测的检定装置，可对低压模拟接口数字式电能表进行检测；能对数字式接口的数字式电能表进行实验室及现场检测的检定装置，建立实验室及现场的数字式电能表检测平台。该装置周波采样点数从80－200可任意设置，采样频率从4－10k可调，可以检测谐波对电能表计量的影响，能模拟各种丢包、通道拥堵等各种现场实际情况的仿真合并单元，用于对数字式接口的数字式电能表的各种性能进行测试。\n[0012] 本实用新型数字化电能表检测装置由数字信号功率源、标准表、交换机、误差处理设备以及控制计算机组成。所述检测装置的控制计算机通过RS485总线与数字信号功率源以及误差处理设备相连，由控制计算机来统一控制数字信号功率源和误差处理设备；检验装置正常工作时由主控计算机的主台软件通过RS485总线控制数字信号源、数字标准表、误差处理器以及其他的相关设备工作。主台软件通过RS485总线采用标准的645协议与被测表通信，用于读取被测表的计量数据及其他参数；控制计算机设置了功率源的参数以后，并实时显示当前设置的参数值，检测被检表显示视值与设定参数是否一致。控制计算机保存检测出的误差数据，并可生成报表导出，便于进行数据分析。\n[0013] 所述装置可对数字化电能表进行多种通信协议符合性测试。\n[0014] 所述装置可模拟多种现场工况输出数据帧，可进行数据帧丢失、数据通道状态异常等协议符合性试验。\n[0015] 所述装置可检测谐波对数字化电能表计量的影响。\n[0016] 本实用新型与现有技术比较的有益效果是，在传统电能表校验装置中，涉及模拟部分的信号源、功放因衰减、零漂、电磁兼容及线性度等影响，输出的信号需进行补偿，电路设计复杂，精度受到限制，装置精度易受环境的影响。而本实用新型应用于数字电能计量系统的电能表检测装置，除保留了标准表模块、误差比较回路外，传统电能表校验装置所需的数字合成D/A模拟转换模块、功放模块都不再需要，误差比较回路中也不再需要有量限切换功能。这些去掉的模块，恰恰是传统电能表校验装置误差产生的根源。\n[0017] 此外，数字化计量系统的电能表检测装置，计量系统完全是数值运算，算法和有效位导致的误差在整个计量系统中可忽略不计。作为全数字的设备，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。检测装置对数字电能表进行的校验，本质上是对传输误码率和电能表软件设计的检验。\n[0018] 本实用新型适用于数字化电能表测试、校验使用。\n[0019] 附图说明 \n[0020] 附图为本实用新型数字化电能表检测装置结构框图。\n具体实施方式\n[0021] 本实用新型具体实施方式如附图数字化电能表检测装置结构框图所示。\n[0022] 本实施例电能表检测装置由数字信号功率源、标准表、交换机、误差处理设备以及控制计算机组成。校验台控制计算机通过RS485总线与功率源以及误差处理设备相连，由控制计算机来统一控制功率源和误差处理设备。检验装置正常工作时由主控计算机的主台软件通过RS485总线控制数字信号源、数字标准表、误差处理器以及其他的相关设备工作。\n主台软件通过设置信号源参数使信号源工作在参数控制工作的模式下，输出符合参数要求的IEC60044-7/8标准电压信号。在测试过程中通过调节运行参数，模拟各种测试条件，对被测表做各项测试。主台软件控制数字表标准表输出测试要求的高频脉冲，传送到误差处理器做后续的误差计算。主台软件可以通过RS485总线接口，读取数字标准表上某段时间内计量的电量值，用于和被测表计量的电能量做比对。主台软件通过RS485总线采用标准的645协议与被测表通信，用于读取被测表的计量数据及其他参数。控制计算机设置了功率源的参数以后，并实时显示当前设置的参数值，检测被检表显示视值与设定参数是否一致。控制计算机保存检测出的误差数据，并可生成报表导出，便于进行数据分析。\n[0023] （1）可对数字化电能表进行多种通信协议符合性测试\n[0024] 本数字化电能表检测装置支持IEC61850-9-1/IEC61850-9-2、IEC60044-7/8标准，可同时测试与非传统互感器（电子式互感器ECT/VT、低功率互感器LPVCT）接口的数字式电能表。\n[0025] 本数字化电能表检测装置可灵活配置IEC61850-9-1、IEC61850-9-2标准的各种参数，包括ASDU个数、采样点数、额定延时时间、数据帧的格式等，适应不同的测试需求。周波采样点数从80－200可任意设置，采样频率从4－10k可调，能模拟各种丢包、通道拥堵等各种现场实际情况的仿真，可以进行的实验包括基本误差实验，数据帧丢失实验，通道拥堵等IEC61850-9-1、IEC61850-9-2协议符合性实验，数据帧的数据通道状态异常实验，电参量的影响量实验，表计的基本功能实验等实验项目。\n[0026] 检测谐波对数字化电能表计量的影响，电能计量谐波处理通过FFT分析实现，不同的采样点数也影响FFT分析结果。\n[0027] 通过数据中继单元将数字式信号源输出的数据帧，分转出多路信号同时供多个被测表使用。实现数字化电能表的多表位同时校验。\n[0028] 本信号源是基于三相电力系统数学模型构建的，数学模型中所采用的数学公式的参数可以根据实际的需要设定，通过设置参数模拟电网运行的各种状况，然后在各种参数条件构造的信号下按照一定的采样率进行采样量化，数据的量化方式符合IEC61850-9-1、IEC61850-9-2中对计量数据量化的要求。信号源可构造输出各种参数条件下的采样数据帧。