一種數字電能表準確度評估系統及其方法
2023-09-17 09:04:50
專利名稱：一種數字電能表準確度評估系統及其方法
技術領域：
本發明涉及電能計量測試技術領域，具體涉及一種數字電能表準確度評估系統及其方法。
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。數位化電能表與合併單元或電子式互感器基本已經採用高可靠性的光纖通訊方式。數位化電能表將是智能變電站電能計量重要設備，所以數位化變電站的電能表的需求量也會越來越大。數位化電能表的接口方式和工作原理與傳統的電能表相比發生了根本性的改變，其輸入為乙太網類型的數據幀，在傳輸系統帶寬足夠的情況下，電能表有功電能計量在理論上沒有誤差。但實際上數位化電能表受處理器字長、系統時鐘等因素影響，誤差必然存在，只不過數位化電能表的精度穩定性更高、溫漂影響更小。但是數字電能表除了基本誤差之外，數字接口部分還有很多其他項目需要檢測，如接收數據是否可靠？數字埠遭受網絡風暴時能否正常工作？數字報文異常時電能表能否正常工作？協議符合性測試等。針對這些問題，原有的電能表測試方法已經不太適合數位化電能表了，迫使智能站的電能計量仍採用傳統的計量裝置，這不僅不符合有關電能計量關口點的規定，而且使智能站的數位化進程大打折扣。因此，有必要研究一種新的電能表精確度評估方法來解決數位化電能表測試面臨的這些問題，滿足對數位化電能表的測試要求。
發明內容
本發明的目的在於提供一種數字電能表準確度評估系統及其方法，解決了目前的電能表測試方法無法測試或者準確測試出數位化電能表的接收數據可靠性、工作穩定性的問題。為解決上述的技術問題，本發明採用以下技術方案—種數字電能表準確度評估系統，包括模擬標準源，用於產生模擬電壓和電流數據；模擬標準表，用於將模擬標準源內部產生的模擬電壓和電流數據轉換成電量脈衝，並進行計量和數據顯示；數字電能表校驗儀，用於向被測表發送SV數據幀報文進行電能計量產生計量脈衝，用於將被測表產生的計量脈衝與模擬標準表產生的電量脈衝進行比較得出被測表的計
量精度。更進一步的技術方案是上述模擬標準源和數字電能表校驗儀均與PC機相連接。更進一步的技術方案是上述數字電能表校驗儀和被測表之間設置有A/D轉換器並通過乙太網口連接。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標準定義的幀格式生成的。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文的採樣值同步時間小於I μ S。一種數字電能表準確度評估方法，包括以下步驟利用模擬標準源產生模擬電壓和電流數據，數字電能表校驗儀向被測表發送SV數據幀報文進行電能計量產生計量脈衝；利用模擬標準表將模擬標準源內部產生的模擬電壓和電流數據轉換成電量脈衝，並計量和數據顯示；數字電能表校驗儀將被測表產生的計量脈衝與模擬標準表產生的電量脈衝進行比較得出被測表的計量精度。更進一步的技術方案是上述模擬標準源和數字電能表校驗儀均與PC機相連接，由PC機控制。更進一步的技術方案是上述數字電能表校驗儀向被測表發送的SV數據幀報文是通過模擬採樣後經A/D轉換、數字採樣值打包，經乙太網口發送的。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標準定義的幀格式生成的。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文的採樣值同步時間小於I μ S。與現有技術相比，本發明的有益效果是本發明數字電能表準確度評估系統可廣泛用於智能變電站電能計量設備，實現了模擬標準源和模擬標準表的較高準確度，能準確的評測數字電能表，亦可現場測試；另外除了對電能表的精度進行測試，數字式電能表校驗儀同時還能模擬報文丟幀、網絡風暴等異常狀態，以便檢測電能表的潛動、啟動以及諧波影響量，從而提高測量準確度。
圖I為本發明一種數字電能表準確度評估系統一個實施例的連接示意圖。圖2為本發明一種數字電能表準確度評估系統另一個實施例的連接示意圖。圖3為有功脈衝間隔示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。圖I示出了本發明一種數字電能表準確度評估系統的一個實施例一種數字電能表準確度評估系統，包括模擬標準源，用於產生模擬電壓和電流數據；模擬標準表，用於將模擬標準源內部產生的模擬電壓和電流數據轉換成電量脈衝，並進行計量和數據顯示；數字電能表校驗儀，用於向被測表發送SV數據幀報文進行電能計量產生計量脈衝，用於將被測表產生的計量脈衝與模擬標準表產生的電量脈衝進行比較得出被測表的計
量精度。根據本發明一種數字電能表準確度評估系統的一個優選實施例，模擬標準源和數字電能表校驗儀均與PC機相連接。圖2示出了本發明一種數字電能表準確度評估系統的另一個實施例，數字電能表校驗儀和被測表之間設置有A/D轉換器並通過乙太網口連接。電能模擬量在通過A/D轉換器後轉換為數字量送入被檢表，被檢表根據這些數字量計算出有功電能、無功電能等值後再將結果送回電能表校驗儀，以便進一步提高SV數據幀報文的有效性、準確性和可靠性A/D轉換器採用高精度的Σ-Λ調製型轉換器將電能模擬量轉為數字量，形成數字電能表可以接收的信號。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標準定義的幀格式生成的。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文的採樣值同步時間小於I μ S。一種數字電能表準確度評估方法，包括以下步驟利用模擬標準源產生模擬電壓和電流數據，數字電能表校驗儀向被測表發送SV數據幀報文進行電能計量產生計量脈衝；利用模擬標準表將模擬標準源內部產生的模擬電壓和電流數據轉換成電量脈衝，並計量和數據顯示；數字電能表校驗儀將被測表產生的計量脈衝與模擬標準表產生的電量脈衝進行比較得出被測表的計量精度。更進一步的技術方案是上述模擬標準源和數字電能表校驗儀均與PC機相連接，由PC機控制。更進一步的技術方案是上述數字電能表校驗儀向被測表發送的SV數據幀報文是通過模擬採樣後經A/D轉換、數字採樣值打包，經乙太網口發送的。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標準定義的幀格式生成的。更進一步的技術方案是上述SV數據幀報文的採樣值同步時間小於I μ S。上述數字電能表校驗儀在分析時，利用被測表產生的計量脈衝中的有功脈衝間隔，推算出電錶計量的功率值，然後和理論值相比較，得出相對誤差顯示。測試儀測得有功脈衝間隔(Tt)如圖3所示有功脈衝開入連續兩次由O變I的時標的差值，此值為實際值。理論時間間隔(Td)的計算方法
權利要求
1.一種數字電能表準確度評估系統，其特徵在於包括 模擬標準源，用於產生模擬電壓和電流數據； 模擬標準表，用於將模擬標準源內部產生的模擬電壓和電流數據轉換成電量脈衝，並進行計量和數據顯示； 數字電能表校驗儀，用於向被測表發送SV數據幀報文進行電能計量產生計量脈衝，用於將被測表產生的計量脈衝與模擬標準表產生的電量脈衝進行比較得出被測表的計量精度。
2.根據權利要求I所述的一種數字電能表準確度評估系統，其特徵在於所述模擬標準源和數字電能表校驗儀均與PC機相連接。
3.根據權利要求I或2所述的一種數字電能表準確度評估系統，其特徵在於所述數字電能表校驗儀和被測表之間設置有A/D轉換器並通過乙太網口連接。
4.根據權利要求I或2所述的一種數字電能表準確度評估系統，其特徵在於所述SV數據幀報文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-9-2標準定義的幀格式生成的。
5.根據權利要求4所述的一種數字電能表準確度評估系統，其特徵在於所述SV數據中貞報文的米樣值同步時間小於I μ S。
6.一種數字電能表準確度評估方法，其特徵在於包括以下步驟 利用模擬標準源產生模擬電壓和電流數據，數字電能表校驗儀向被測表發送SV數據幀報文進行電能計量產生計量脈衝； 利用模擬標準表將模擬標準源內部產生的模擬電壓和電流數據轉換成電量脈衝，並計量和數據顯示； 數字電能表校驗儀將被測表產生的計量脈衝與模擬標準表產生的電量脈衝進行比較得出被測表的計量精度。
7.根據權利要求6所述的一種數字電能表準確度評估方法，其特徵在於所述模擬標準源和數字電能表校驗儀均與PC機相連接，由PC機控制。
8.根據權利要求6或7所述的一種數字電能表準確度評估方法，其特徵在於所述數字電能表校驗儀向被測表發送的SV數據幀報文是通過模擬採樣後經A/D轉換、數字採樣值打包，經乙太網口發送的。
9.根據權利要求6或7所述的一種數字電能表準確度評估方法，其特徵在於所述SV數據幀報文是按照IEC61850-9-1或者IEC61850-972標準定義的幀格式生成的。
10.根據權利要求9所述的一種數字電能表準確度評估方法，其特徵在於所述SV數據中貞報文的米樣值同步時間小於I μ S。
全文摘要
本發明涉及電能計量測試技術領域，具體涉及一種數字電能表準確度評估系統及其方法，包括模擬標準源、模擬標準表和數字電能表校驗儀。本發明的作用是可廣泛用於智能變電站電能計量設備，實現了模擬標準源和模擬標準表的較高準確度，能準確的評測數字電能表，亦可現場測試；另外除了對電能表的精度進行測試，數字式電能表校驗儀同時還能模擬報文丟幀、網絡風暴等異常狀態，以便檢測電能表的潛動、啟動以及諧波影響量，從而提高測量準確度。
文檔編號G01R35/04GK102928810SQ20121044790
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月12日 優先權日2012年11月12日
發明者江波, 陳賢順, 楊勇波, 艾兵, 楊華雲 申請人:四川電力科學研究院, 國家電網公司