一種具備自動量值溯源功能的電能表現場檢測設備的製作方法

2023-10-07 00:30:04

本發明涉及一種電能表現場檢測設備，特別是一種具備自動量值溯源功能的電能表現場檢測設備，屬於電能計量領域。

背景技術：

隨著我國電力改革的不斷深入，電力市場不斷擴大，用電需求也在不斷增加，對電網運行的電能表進行現場檢測工作成為保證電能計量的準確性和有效性的重要方式。作為用電信息採集系統中最基礎的組成部分，電能表的功能運行情況直接影響到用電信息採集系統的穩定性和安全性。在現場對電能表進行檢測、檢測的誤差值是否在合理的範圍內、這一電能表檢測方式是否得到了廣泛的應用，在目前來說都是值得深入探討的課題。按照國際建議和檢測規程的要求，電能表誤差檢測是在規定的實驗室條件下進行的。而對於用電用戶來說，電能表在現場工作條件下的運行誤差才是影響計量計費的關鍵因素。由於電能表運行誤差的檢測和獲取受作業流程、運行環境和現場工況等多種因素影響，這些問題的存在嚴重影響到電能表檢測結果的精確性。因此，就需要採用合理的方法來對電能表現場檢測進行改進，以保障電能表計量的精確性。量值溯源是一類經典的計量校驗方式，可以在電能表現場檢測設備中添加自動化的數據獲取和量值溯源功能，以支撐電能表現場檢測工作。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種具備自動量值溯源功能的電能表現場檢測設備，解決電能表精確計量問題，用以實現電能表現場檢測過程中自動量值溯源的技術目的。

本發明是這樣實現的：所述設備包括圖像識別模塊、標準器、誤差檢測模塊和遠程通信模塊；

所述圖像識別模塊用於拍攝並識別被測電能表的銘牌參數信息，並輸出給所述遠程通信模塊的第一輸入端；

所述標準器與所述誤差檢測模塊的第一輸入端連接，用於將標準器測量的電能計量標準數值信息發送給所述誤差檢測模塊；

所述誤差檢測模塊的第二輸入端與被測電能表的輸出端相連，用於接收被測電能表的電能數值信息，並與所述標準器發送來的電能計量標準數值信息進行比較與計算，獲得被測電能表的電能誤差信息，並由輸出端輸出；

所述遠程通信模塊的第二輸入端與所述誤差檢測模塊的輸出端連接，用於接收所述誤差檢測模塊輸出的電能誤差信息，並將該電能誤差信息與所述圖像識別模塊發送來的被測電能表的銘牌參數信息發送到遠程主機。

所述銘牌參數信息包括表號、型號、規格與準確度等級。

所述誤差檢測模塊內設有數值比較器，且數值比較器與誤差檢測模塊的第一輸入端、第二輸入端、輸出端相連，用於接收標準器的電能計量標準數值信息、被測電能表的電能數值信息，比較電能計量標準數值信息與電能數值信息的大小，得到電能誤差信息，並將電能誤差信息通過輸出端輸出。

所述標準器內設有不可更改的唯一標識，用於遠程主機中被測電能表量值向國家計量標準的溯源。

所述不可更改的唯一標識由標準器輸出到所述遠程通信模塊的第三輸入端，且由遠程通信模塊發送到遠程主機。

所述遠程通信模塊內設有安全認證子模塊，用於通信過程中的信息加密。

所述安全認證子模塊內置非對稱密碼算法和對稱密碼算法。

本發明實現電能表現場檢測過程中多項人工操作的自動化作業，有效提高工作效率，保證了檢測數據的準確可靠。本發明採用圖像識別模塊、標準器、誤差檢測模塊和遠程通信模塊集成到電能表現場檢測設備內，實現電能表現場檢測過程中自動量值溯源功能，具有操作簡單、便於配置等優點。

附圖說明

圖1是具備自動量值溯源功能的電能表現場檢測設備的原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，以使本領域的技術人員可以更好地理解本發明並能予以實施，但所舉實施例不作為對本發明的限定。

目前我國的電能表在進行現場檢測的過程中，並沒有專門的技術對電能表的現場檢測進行監督，這一問題是目前電能表現場檢測急需解決的問題之一，同時也衍生出了各種其他的問題，使得電能表現場檢測的難度進一步加大。量值溯源是通過一條具有規定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結果或測量標準的值能夠與規定的參考標準(通常是國家計量標準或國際計量標準)聯繫起來的特性，實現量值溯源功能的最主要的技術手段是校準和檢測。將量值溯源功能與電能表檢測功能集成至一個設備中，一方面提高了電能表現場檢測的準確度，另一方面使得量值溯源功能得以有效運用。

實施例1：

參照附圖1，本實施例由電能表現場檢測設備1、被測電能表6與遠程主機7組成。電能表現場檢測設備1主要由圖像識別模塊2、標準器3、誤差檢測模塊4和遠程通信模塊5組成。其中圖像識別模塊2的輸出端與遠程通信模塊5的第一輸入端相連；誤差檢測模塊4的第一輸入端與標準器3的輸出端相連；誤差檢測模塊4的第二輸入端與被測電能表6的輸出端相連；誤差檢測模塊4的輸出端與遠程通信模塊5的第二輸入端相連；標準器3的輸出端與遠程通信模塊5的第三輸入端相連。圖像識別模塊2、標準器3、誤差檢測模塊4和遠程通信模塊5的輸入輸出I/O接口均採用RS-485標準。圖像識別模塊2設有光學傳感器；標準器3具有測量電能計量標準數值的功能，並設有硬體的唯一標識信息。誤差檢測模塊4內設有數值比較器，數值比較器由中規模集成電路MSI構成；數值比較器與誤差檢測模塊4的第一輸入端、第二輸入端、輸出端相連。遠程通信模塊5由嵌入式單片機ARM作為核心架構，且支持GPRS遠程通信標準；遠程通信模塊5內設有安全認證子模塊，安全認證子模塊內置非對稱密碼算法國密SM2算法和對稱密碼算法國密SM1算法。被測電能表6表面帶有銘牌，銘牌上標註表號、型號、規格與準確度等級等信息。遠程主機7位於計量管理中心，支持GPRS遠程通信標準。

本實施例工作流程如下：在電能表現場檢測前，先按照標準規程制定技術文件，使標準器3測量標準電能得出電能計量標準數值，並根據現場環境合理選擇電學參量。檢測工作開始後，將圖像識別模塊2的光學傳感器對準被測電能表6的銘牌，拍攝並識別表號、型號、規格與準確度等級等信息，並將其轉化為數位訊號傳輸至遠程通信模塊5的第一輸入端。誤差檢測模塊4通過第二輸入端接口電路獲取被測電能表6計量的電能數值，同時通過第一輸入端接口電路獲取標準器3測得的電能計量標準數值。誤差檢測模塊4內數值比較器對被測電能表6的電能數值信息與標準器3測量的電能計量標準數值進行大小比較，得到電能誤差信息。誤差檢測模塊4將計算得到的電能誤差信息傳遞給遠程通信模塊5的第二輸入端。標準器3將設備唯一標識信息發送至遠程通信模塊的第三輸入端。遠程通信模塊5收到電能誤差信息、電能表銘牌參數信息與設備唯一標識信息後，通過安全認證子模塊對以上數據進行加密處理。同時，遠程通信模塊5向計量管理中心的遠程主機7發起通信連接請求，在收到遠程主機7的握手信令後，通過安全認證子模塊中預置的非對稱密碼算法國密SM2與對稱密碼算法國密SM1算法完成信息安全認證。完成信息安全認證後，遠程通信模塊5通過GPRS遠程通信功能將被測電能表的誤差值、電能表銘牌參數與設備唯一標識等信息傳輸至遠程主機7主站，遠程主機7收到以上數據後進行被測電能表誤差數值的量值溯源。

實施例2：

參照附圖1，本實施例由電能表現場檢測設備1、被測電能表6與遠程主機7組成。電能表現場檢測設備1主要由圖像識別模塊2、標準器3、誤差檢測模塊4和遠程通信模塊5組成。其中圖像識別模塊2的輸出端與遠程通信模塊5的第一輸入端相連；誤差檢測模塊4的第一輸入端與標準器3的輸出端相連；誤差檢測模塊4的第二輸入端與被測電能表6的輸出端相連；誤差檢測模塊4的輸出端與遠程通信模塊5的第二輸入端相連；標準器3的輸出端與遠程通信模塊5的第三輸入端相連。圖像識別模塊2、標準器3、誤差檢測模塊4和遠程通信模塊5的輸入輸出I/O接口均採用RS-232標準。圖像識別模塊2設有光學傳感器；標準器3具有測量電能計量標準數值的功能，並設有硬體的唯一標識信息。誤差檢測模塊4內設有數值比較器，數值比較器由可編程邏輯器件CPLD實現；數值比較器與誤差檢測模塊4的第一輸入端、第二輸入端、輸出端相連。遠程通信模塊5由數位訊號處理器DSP作為核心架構，且支持TCP/IP遠程通信標準；遠程通信模塊5內設有安全認證子模塊，安全認證子模塊內置非對稱密碼算法國密SM2算法和對稱密碼算法國密SM1算法。被測電能表6表面帶有銘牌，銘牌上標註表號、型號、規格與準確度等級等信息。遠程主機7位於計量管理中心，支持TCP/IP遠程通信標準。

本實施例工作流程如下：在電能表現場檢測前，先按照標準規程制定技術文件，使標準器3測量標準電能得出電能計量標準數值，並根據現場環境合理選擇電學參量。檢測工作開始後，將圖像識別模塊2的光學傳感器對準被測電能表6的銘牌，拍攝並識別表號、型號、規格與準確度等級等信息，並將其轉化為數位訊號傳輸至遠程通信模塊5的第一輸入端。誤差檢測模塊4通過第二輸入端接口電路獲取被測電能表6計量的電能數值，同時通過第一輸入端接口電路獲取標準器3測得的電能計量標準數值。誤差檢測模塊4內數值比較器對被測電能表6的電能數值信息與標準器3測量的電能計量標準數值進行大小比較，得到電能誤差信息。誤差檢測模塊4將計算得到的電能誤差信息傳遞給遠程通信模塊5的第二輸入端。標準器3將設備唯一標識信息發送至遠程通信模塊的第三輸入端。遠程通信模塊5收到電能誤差信息、電能表銘牌參數信息與設備唯一標識信息後，通過安全認證子模塊對以上數據進行加密處理。同時，遠程通信模塊5向計量管理中心的遠程主機7發起通信連接請求，在收到遠程主機7的握手信令後，通過安全認證子模塊中預置的非對稱密碼算法國密SM2與對稱密碼算法國密SM1算法完成信息安全認證。完成信息安全認證後，遠程通信模塊5通過TCP/IP遠程通信功能將被測電能表的誤差值、電能表銘牌參數與設備唯一標識等信息傳輸至遠程主機7主站，遠程主機7收到以上數據後進行被測電能表誤差數值的量值溯源。

本發明的技術效果在於：將多個模塊集成到一個現場檢測設備中，實現電能表現場檢測過程中多項人工操作的自動化作業，實現電能表現場檢測過程中自動量值溯源功能；有效提高工作效率，保證了檢測數據的準確可靠；具有操作簡單、便於配置等優點。採用遠程通信技術，實現點到點的無線連接，有利於數據交換。在電能表現場檢測設備與計量管理中心信息系統進行認證、數據保護處理與數據傳輸過程中均使用了算法加密技術，保障了電能計量信息不被竊取，有效避免了非法篡改數據事件的發生。可用於電能計量、電力系統自動化等領域，具有良好的經濟和社會效益。

以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，本發明的保護範圍不限於此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護範圍之內。本發明的保護範圍以權利要求書為準。