一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統及方法與流程

2023-09-20 08:13:25

本發明涉及電能計量領域，更具體地，涉及一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的校驗儀。

背景技術：

隨著電子式互感器、智能化一次設備和微電子技術等技術日趨成熟，智能變電站或數位化變電站已成為一種發展的趨勢。在數位化變電站中，電能表和互感器已不再構成電氣迴路，而是光纜將電子式電壓電流互感器、智能化一次設備等進行連接以便傳輸數位化信號。同時數位化電能表作為電能計量器具，其準確性與可靠性不僅關係變電站的正常運行，還關係到計量的公平公正，按照現行計量相關法律法規規定，需要進行周期檢定與後續檢定以保證數位化電能表在運行過程中的準確性。

針對未來大量的使用數位化電能表，那麼數位化電能表的現場校準工作量隨之加大，目前數位化電能表校驗儀大多設計和應用於試驗室，沒有基於對數位化電能表進行現場檢測的技術，以及對數位化電能表進行調試和數據上傳進行管理。

因此，需要一種技術，以實現對數位化電能表進行現場在線校驗。

技術實現要素：

本發明提供了一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統及方法，以解決如何對數位化電能表進行現場在線校驗的問題。

為了解決上述問題，本發明提供了一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統，所述可攜式系統包括：

合併單元，所述合併單元通過光纖接口與用於對數位化電能表進行現場在線校驗的校驗儀和被校驗數位化電能表相連接，並向所述校驗儀和所述被校驗數位化電能表發送電能採樣值報文；

所述被校驗數位化電能表，用於接收所述電能採樣值報文，根據所述電能採樣值報文計算出顯示電能，並將所述顯示電能發送至所述校驗儀；

所述校驗儀，用於接收所述電能採樣值報文，根據所述電能採樣值報文計算出標準電能，將標準電能與接收到的所述顯示電能進行比較，獲取所述被校驗數位化電能表的誤差分析結果。

並將所述標準電能、顯示電能以及誤差分析結果發送至遠程伺服器；所述校驗儀包括紅外通信模塊，用於對所述被校驗數位化電能表內的歷史數據進行抄讀，以及對處於調試模式下的所述被校驗數位化電能表的參數進行設置；

所述遠程伺服器，用於接收所述標準電能、顯示電能以及誤差分析結果，所述遠程伺服器用於對所述所述標準電能、顯示電能以及誤差分析結果進行在線分析。

優選地，所述合併單元基於dl/t860.92通信協議輸出電能採樣值報文。

優選地，所述被校驗數位化電能表通過脈衝輸入輸出模塊接口與所述校驗儀連接。

優選地，所述校驗儀包括：

光電轉換及收發模塊，用於接收電能採樣值報文；

脈衝輸入輸出模塊，所述脈衝輸入輸出模塊能夠工作在電能脈衝接收模式和時鐘脈衝輸出模式；在所述電能脈衝接收模式下，所述脈衝輸入輸出模塊用於接收被校驗數位化電能表輸出的電能脈衝信號，測量出所述電能脈衝信號的標準電能；在所述時鐘脈衝輸出模式下，所述脈衝輸入輸出模塊用於輸出秒脈衝信號，用於測試所述校驗儀的時鐘準確度；

紅外通信模塊，用於對所述被校驗數位化電能表內的歷史數據進行抄讀，以及對處於調試模式下的所述被校驗數位化電能表的參數進行設置；

fpga模塊，用於所述標準電能的電壓、電流採樣值的預處理，計算濾波、有效值，以及所述標準的累計；所述校驗儀通過fpga模塊生成控制信號；

控制模塊，控制信號通過所述控制模塊對所述校驗儀進行控制；

傳輸模塊，用於將所述顯示電能、所述標準電能以及所述標準電能與顯示電能進行誤差分析結果發送至遠端數據伺服器。

優選地，所述光電轉換及收發模塊還用於，進行光電信號轉換。

優選地，所述校驗儀還包括輸入模塊，所述輸入模塊包括：鍵盤，觸控螢幕。

優選地，所述內存模塊為雙倍速率ddr內存。

優選地，所述控制模塊發出指令，使所述快閃記憶體模塊內的引導程序和作業系統載入所述內存模塊內運行。

優選地，所述校驗儀還包括：

快閃記憶體模塊，用於保存引導程序和作業系統；

內存模塊，用於運行所述快閃記憶體模塊中的引導程序和作業系統。

優選地，所述校驗儀還包括：

顯示模塊，用於顯示所述顯示電能、標準電能以及所述標準電能與顯示電能進行誤差分析結果。

基於本發明的另一方面，本發明提供一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的方法，所述方法包括：

合併單元向校驗儀和被校驗數位化電能表發送電能採樣值報文；

現場在線校驗的校驗儀接收電能採樣值報文；被校驗數位化電能表接收電能採樣值報文；

所述被校驗數位化電能表根據所述電能採樣值報文計算出顯示電能，並將所述顯示電能發送至所述校驗儀；

所述校驗儀根據所述電能採樣值報文計算出標準電能，將標準電能與接收到的所述顯示電能進行比較，獲取所述被校驗數位化電能表的誤差分析結果。

通過所述校驗儀將標準電能，顯示電能以及誤差分析結果發送至遠程伺服器；

通過所述校驗儀的紅外通信模塊對所述被校驗數位化電能表內的歷史數據進行抄讀，以及對處於調試模式下的所述被校驗數位化電能表的參數進行設置；

通過所述遠程伺服器接收所述標準電能、顯示電能以及誤差分析結果，所述遠程伺服器用於對所述所述標準電能、顯示電能以及誤差分析結果進行在線分析。

本發明提供的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統及方法是基於智能變電站iec61850標準開發的，通過用於對數位化電能表進行現場在線校驗的校驗儀接收來自合併單元的電能採樣值報文，使用校驗儀標準電能表模塊測量出標準電能，同時校驗儀接收數位化電能表的電能脈衝，根據電能表脈衝常數得出的被校電能表的顯示電能，標準電能值與被校電能表的顯示電能值進行比較得到電能誤差。本發明提供的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統及方法，實現了數位化電能表的現場在線校準，最大程度上節約人力和時間成本。

附圖說明

通過參考下面的附圖，可以更為完整地理解本發明的示例性實施方式：

圖1為根據本發明一實施方式的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統結構圖；以及

圖2為根據本發明一實施方式的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式方法流程圖。

具體實施方式

現在參考附圖介紹本發明的示例性實施方式，然而，本發明可以用許多不同的形式來實施，並且不局限於此處描述的實施例，提供這些實施例是為了詳盡地且完全地公開本發明，並且向所屬技術領域的技術人員充分傳達本發明的範圍。對於表示在附圖中的示例性實施方式中的術語並不是對本發明的限定。在附圖中，相同的單元/元件使用相同的附圖標記。

除非另有說明，此處使用的術語(包括科技術語)對所屬技術領域的技術人員具有通常的理解含義。另外，可以理解的是，以通常使用的詞典限定的術語，應當被理解為與其相關領域的語境具有一致的含義，而不應該被理解為理想化的或過於正式的意義。

圖1為根據本發明一實施方式的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統結構圖。根據本發明實施方式的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統是基於智能變電站iec61850標準開發的，通過接收來自合併單元的電壓、電流數據的電能採樣報文，使用對數位化電能表進行現場在線校驗的校驗儀內標準電能表模塊測量出標準電能，同時校驗儀能夠接收數位化電能表的電能脈衝，根據電能表脈衝常數得出的被校電能表的顯示電能值，標準電能值與被校電能表的顯示電能值進行比較得到電能誤差，並能夠將電能誤差通過無線網絡上傳至遠方後臺服務系統，用於實現數位化電能計量器具的狀態管理與狀態評價。除實現誤差校驗功能之外，校驗儀還具備與數位化電能表之間的調試功能接口，便於數位化電能表的參數抄讀和下裝。如圖1所示，系統100包括：

合併單元113，合併單元113通過光纖接口與用於對數位化電能表114進行現場在線校驗的校驗儀115和被校驗數位化電能表114相連接，並向校驗儀115和被校驗數位化電能表114發送電能採樣值報文；

被校驗數位化電能表114，用於接收電能採樣值報文，根據電能採樣值報文計算出顯示電能，並將顯示電能發送至校驗儀115；

校驗儀115，用於接收電能採樣值報文，根據電能採樣值報文計算出標準電能，將標準電能與接收到的顯示電能進行比較，獲取被校驗數位化電能表的誤差分析結果。

優選地，合併單元113基於dl/t860.92通信協議輸出電能採樣值報文。

優選地，被校驗數位化電能表114通過脈衝輸入輸出模塊接口與校驗儀連接。

優選地，校驗儀115包括：

光電轉換及收發模塊103，用於接收電能採樣值報文；

脈衝輸入輸出模塊104，脈衝輸入輸出模塊能夠工作在電能脈衝接收模式和時鐘脈衝輸出模式；在電能脈衝接收模式下，脈衝輸入輸出模塊用於接收被校驗數位化電能表114輸出的電能脈衝信號，測量出電能脈衝信號的標準電能；在時鐘脈衝輸出模式下，脈衝輸入輸出模塊用於輸出秒脈衝信號，用於測試校驗儀的時鐘準確度；

紅外通信模塊105，用於對被校驗數位化電能表114內的歷史數據進行抄讀，以及對處於調試模式下的被校驗數位化電能表114的參數進行設置；

fpga模塊102，用於標準電能的電壓、電流採樣值的預處理，計算濾波、有效值，以及標準的累計；校驗儀通過fpga模塊生成控制信號；

控制模塊101，控制信號通過控制模塊104對校驗儀115進行控制；

傳輸模塊，用於將顯示電能、標準電能以及標準電能與顯示電能進行誤差分析結果發送至遠端數據伺服器。

優選地，光電轉換及收發模塊103還用於，進行光電信號轉換。

優選地，校驗儀115還包括輸入模塊110，輸入模塊包括：鍵盤，觸控螢幕。

優選地，內存模塊107為雙倍速率ddr內存。

優選地，控制模塊101發出指令，使快閃記憶體模塊106內的引導程序和作業系統載入內存模塊內運行。

優選地，校驗儀115還包括：

快閃記憶體模塊106，用於保存引導程序和作業系統；

內存模塊107，用於運行快閃記憶體模塊中的引導程序和作業系統。

優選地，校驗儀115還包括：

顯示模塊108，用於顯示顯示電能、標準電能以及標準電能與顯示電能進行誤差分析結果。

本發明的實施方式具體舉例說明如下：

系統100包括合併單元113、被校數位化電能表114、用於數位化電能表在線校驗的校驗儀115，遠程數據伺服器112組成。

合併單元113為變電站內正在運行的合併單元，通過光纖網絡與被校數位化電能表114和校驗儀115相連接，輸出的符合dl/t860.92的包括電壓電流電能採樣值報文，採樣報文同時輸出至在校驗儀115和被校驗數位化電能表114。

被校數位化電能表114通過光纖接口與合併單元113相連接，通過脈衝輸入輸出模塊104接口與校驗儀115相連接。被校數位化電能表114接收合併單元113電能採樣報文，根據電能採樣數據計算得出顯示電能值，並通過脈衝輸入輸出接口104輸出相應數量的脈衝到校驗儀115。

被校數位化電能表，接收合併單元輸出採樣值報文，發出電能脈衝，同時具備紅外通信接口，可以通過紅外接口抄讀表內數據或進行參數設置。

校驗儀115通過通過光纖接口與合併單元113相連接，接收合併單元113輸出的包括電壓、電流電能採樣值的報文，計算得出標準電能值，通過脈衝輸入輸出模塊104接口與數位化電能表114連接接收被校數位化電能表114輸出電能脈衝，校驗儀115根據電能脈衝數計算得出被校電能顯示值，將被校電能顯示值與標準電能值相比較，得出被校電能表114電能計量誤差。

優選地，校驗儀115，包括控制模塊101，fpga模塊102，光電轉換及收發模塊103，脈衝輸入輸出模塊104，紅外通信模塊105，快閃記憶體模塊106，內存模塊107，顯示模塊108，傳輸模塊109，輸入模塊110，電源模塊111。校驗儀100通過fpga模塊102生成控制信號，控制信號通過控制模塊101對校驗儀進行控制。校驗儀115能夠接收合併單元113輸出電能採樣報文，並計算標準電能值，能夠接收數位化電能表輸出電能脈衝，獲取數位化電能表114的顯示電能值，測試被校電能表電能114計量誤差，也可根據設置將脈衝輸入輸出模塊104改為秒脈衝輸出接口模式，方便校驗儀115溯源，能夠通過紅外通信模塊105與被校數位化電能表114進行通信讀取數位化電能表114內數據或進行參數設置，能夠通過傳輸模塊109將測試數據上傳至遠程伺服器102，具備顯示屏、鍵盤，能夠接收操作者指令，顯示相關數據和信息，具備可充電電源接口，電源可充電。

此外，校驗儀115的紅外通信模塊105可以讀取被校數位化電能表114的尖、峰、平、谷電能累計值及表計時鐘示值，並計算總顯示電能值組合誤差和時鐘示值偏差。

在所有測試完成後，校驗儀115將測試數據、結論以及測試人員等信息通過傳輸模塊109上傳至遠方伺服器112，完成數位化電能表114的現場在線校驗。便於遠程伺服器112端的在線數據分析。

遠程伺服器112，接收校驗儀的檢測數據，存儲數據，並具備數據分析和挖掘功能。

優選地，在校驗開始前，首先使用系統100錄入被校數位化電能表114的安裝地點、檢驗時的溫度、溼度、等檢驗相關信息，並將校驗調試設置為電能表114現場校驗模式，然後將校驗儀115與被校數位化電能表114同時連接變電站合併單元113接收合併單元113輸出包括電壓/電流電能採樣值的報文，被校數位化電能表114的電能輸出脈衝輸入校驗儀115的脈衝輸入輸出模塊104，校驗儀115按照設置校驗脈衝圈數完成數位化電能表114的電能計量誤差校驗，並通過顯示屏和鍵盤由操作人員對電能計量誤差進行本地保存。

誤差校驗完成後，使用紅外通信模塊105接口讀取被校數位化電能表114的尖、峰、平、谷電能累計值及表計時鐘示值，並計算總電能示值組合誤差連同計算的時鐘示值偏差一同進行保存。

在所有測試完成後，將測試數據和結論以及測試人員等信息通過傳輸模塊接口上傳至遠程伺服器112，完成一次數位化電能表114的現場在線校驗。

本發明實施方式在實現同步對比計算電能誤差，實時無線傳輸測量數位化電能表114結果的同時，採用紅外通信模塊105接口實現數位化電能表114數據的抄讀和表參數的修改與配置，操作方便，極大地提高了現場工作效率。

圖2為根據本發明一實施方式的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式方法流程圖。如圖2所示，方法200從步驟201開始：

優選地，在步驟201：合併單元向校驗儀和被校驗數位化電能表發送電能採樣值報文。

優選地，在步驟202：現場在線校驗的校驗儀接收電能採樣值報文；被校驗數位化電能表接收電能採樣值報文。

優選地，在步驟203：被校驗數位化電能表根據電能採樣值報文計算出顯示電能，並將顯示電能發送至校驗儀。

優選地，在步驟204：校驗儀根據電能採樣值報文計算出標準電能，將標準電能與接收到的顯示電能進行比較，獲取被校驗數位化電能表的誤差分析結果。

優選地，在步驟205：通過校驗儀將標準電能，顯示電能以及誤差分析結果發送至遠程伺服器。

優選地，在步驟206：通過校驗儀的紅外通信模塊對被校驗數位化電能表內的歷史數據進行抄讀，以及對處於調試模式下的被校驗數位化電能表的參數進行設置。

優選地，在步驟207：通過遠程伺服器接收標準電能、顯示電能以及誤差分析結果，遠程伺服器用於對標準電能、顯示電能以及誤差分析結果進行在線分析。

本發明實施方式的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式方法200與本發明另一實施方式的一種用於對數位化電能表進行現場在線校驗的可攜式系統100相對應，在此不再進行贅述。

已經通過參考少量實施方式描述了本發明。然而，本領域技術人員所公知的，正如附帶的專利權利要求所限定的，除了本發明以上公開的其他的實施例等同地落在本發明的範圍內。

通常地，在權利要求中使用的所有術語都根據他們在技術領域的通常含義被解釋，除非在其中被另外明確地定義。所有的參考「一個/所述/該[裝置、組件等]」都被開放地解釋為所述裝置、組件等中的至少一個實例，除非另外明確地說明。這裡公開的任何方法的步驟都沒必要以公開的準確的順序運行，除非明確地說明。