本實(shí)用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于載波通訊的高壓電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

國(guó)際上電能計(jì)量裝置現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀器的研制開發(fā)始于80年代中期，90年代初期國(guó)內(nèi)各廠家陸續(xù)推出了采用模擬技術(shù)的第一代現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀。90年代中期出現(xiàn)了采用數(shù)字技術(shù)的單一功能的第二代現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀。2000年后，國(guó)內(nèi)外以精度高、體積小、重量輕和方便易用為特點(diǎn)的第三代單一功能現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀已經(jīng)出現(xiàn)。我國(guó)目前已大量推廣第三代現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀。

電能表現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)儀和PT二次壓降測(cè)試儀分別只具備電能表誤差測(cè)量和PT 二次壓降檢驗(yàn)的單一功能。目前的現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)一體機(jī)需布置大量電纜接入電壓、電流二次回路，對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)計(jì)量裝置與回路的正常運(yùn)行有很大風(fēng)險(xiǎn)隱患，不需布置大量電纜的檢驗(yàn)儀器采用無線網(wǎng)絡(luò)方式，通訊不穩(wěn)定，因此未能進(jìn)行推廣。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于載波通訊的高壓電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將各種測(cè)量功能集成于一體，并保證測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：

一種基于載波通訊的高壓電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括測(cè)量主機(jī)、PT 測(cè)量分機(jī)、CT測(cè)量分機(jī)和前置機(jī)；

前置機(jī)位于變電站主控室內(nèi)，測(cè)量主機(jī)位于變電站主控室的測(cè)量屏柜內(nèi)， PT測(cè)量分機(jī)和CT測(cè)量分機(jī)分別位于變電站一次設(shè)備區(qū)的PT二次端子箱內(nèi)和 CT二次端子箱內(nèi)；

PT測(cè)量分機(jī)連接PT，CT測(cè)量分機(jī)連接CT，PT測(cè)量分機(jī)和CT測(cè)量分機(jī)分別通過二次測(cè)試回路線纜連接測(cè)量主機(jī)，測(cè)量主機(jī)還連接前置機(jī)和電能表。

本實(shí)用新型將電能表誤差實(shí)時(shí)在線測(cè)量、PT二次壓降所引起的誤差實(shí)時(shí)在線測(cè)量、以及PT和CT實(shí)負(fù)荷在線測(cè)量等多種功能集于一體，擴(kuò)大了計(jì)量裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合，由于采用變電站原有的二次測(cè)試回路線纜傳輸采樣數(shù)據(jù)，無需敷設(shè)大量二次電纜及二次接線，保證了計(jì)量裝置及二次回路的正常運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型基于載波通訊的高壓電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型基于載波通訊的高壓電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中測(cè)量主機(jī)的電路示意圖。

具體實(shí)施方式

高壓電能計(jì)量裝置通常由電壓互感器(PT)、電流互感器(CT)和電能表組成。相應(yīng)地，高壓電能計(jì)量裝置的誤差由PT誤差、CT誤差、PT二次壓降所導(dǎo)致的誤差和電能表的誤差等幾部分組成。本實(shí)用新型將電能表誤差實(shí)時(shí)在線測(cè)量、PT二次壓降所引起的誤差實(shí)時(shí)在線測(cè)量等多種功能集于一體，研制出創(chuàng)新的基于載波技術(shù)的高壓電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，下面對(duì)本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

本發(fā)明基于載波通訊的高壓電能計(jì)量裝置在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，如圖1所示，包括測(cè)量主機(jī)、PT測(cè)量分機(jī)、CT測(cè)量分機(jī)和前置機(jī)。

測(cè)量主機(jī)位于變電站主控室的專用測(cè)量屏柜內(nèi)，完成電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、相位和電能等量的測(cè)量，同時(shí)與PT測(cè)量分機(jī)一起完成PT二次壓降所導(dǎo)致的誤差的測(cè)量。

前置機(jī)可放置在變電站主控室中，完成測(cè)量數(shù)據(jù)的本地顯示和存儲(chǔ)，并提供IEC103和IEC61850等通信規(guī)約接口。

PT測(cè)量分機(jī)位于PT二次端子箱內(nèi)，連接PT，完成PT二次負(fù)荷測(cè)量，并與測(cè)量主機(jī)一起完成PT二次壓降所導(dǎo)致的誤差等測(cè)量功能，并入PT端子中時(shí)配置單獨(dú)空開，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有異常時(shí)不影響PT回路正常運(yùn)行。

CT測(cè)量分機(jī)位于CT二次端子箱內(nèi)，連接CT，完成CT二次負(fù)荷測(cè)量功能，其中CT測(cè)量分機(jī)通過感應(yīng)得到CT電流，不串入現(xiàn)有CT回路中，保證現(xiàn)有CT 回路正常運(yùn)行，并且不影響現(xiàn)有CT回路的采樣。

測(cè)量主機(jī)電路原理圖如圖2所示。被測(cè)的儀表側(cè)三相交流電壓Ua、Ub、Uc 和三相交流電流Ia、Ib、Ic依次接入信號(hào)調(diào)理和多路選擇模塊，MCU通過高速串口1或?qū)Ｓ面I盤處理器LPC932判斷通過前置機(jī)輸入的控制命令或通過鍵盤輸入的鍵盤命令，并根據(jù)控制命令或鍵盤命令控制信號(hào)調(diào)理和多路選擇模塊，選擇出具有適當(dāng)量程的兩路輸入信號(hào)及一路采樣基準(zhǔn)信號(hào)，分別送入16位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D1和A/D2及全數(shù)字倍頻器的輸入端。由全數(shù)字倍頻器的輸出信號(hào)控制兩個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器同時(shí)進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果A/D1和A/D2送入32位MCU 中進(jìn)行計(jì)算處理，完成電壓、電流、功率和電能等量的測(cè)量。同時(shí)，MCU通過高速串口2向PT測(cè)量分機(jī)發(fā)送二次壓降測(cè)量命令，并使全數(shù)字倍頻器的輸出信號(hào)，通過原有二次測(cè)試回路線纜作為載體控制PT測(cè)量分機(jī)的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，同時(shí)測(cè)量出電壓互感器二次側(cè)PT端的電壓幅值、電壓相位和電能值,其值之差即為包括了比差和角差信息的二次壓降、以及PT二次壓降所導(dǎo)致的電能測(cè)量誤差。此外，經(jīng)過整形的六路被測(cè)信號(hào)直接輸入MCU，由MCU測(cè)出其頻率及相位差。而后，MCU將所測(cè)得的測(cè)量結(jié)果通過高速串口1送入前置機(jī)或直接送入點(diǎn)陣液晶顯示器進(jìn)行顯示。

在硬件電路的設(shè)計(jì)中，電壓信號(hào)的調(diào)理電路采用了高精度電阻分壓網(wǎng)絡(luò)；電流信號(hào)的調(diào)理采用了軟硬件綜合補(bǔ)償技術(shù)；電源部分采用了開關(guān)電源技術(shù)。從而大大減小了儀器的體積和重量。

前置機(jī)為專用EPIC標(biāo)準(zhǔn)工控機(jī)。設(shè)計(jì)上采用了8.4”工業(yè)級(jí)寬溫TFT液晶屏、不銹鋼金屬面板及鍵盤、固態(tài)電子硬盤、在板SDRAM和繼保電源等加固措施，可靠性極高。同時(shí)，該前置機(jī)設(shè)有八個(gè)高速串行接口、兩個(gè)100M以太網(wǎng)口和兩個(gè)RS485口，可控制多達(dá)八個(gè)測(cè)量主機(jī)，并可滿足各種組網(wǎng)需求。

測(cè)量分機(jī)電壓、電流采樣設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)傳輸模式與主機(jī)相同，不復(fù)贅述。需要特別說明的是，PT測(cè)量分機(jī)和CT測(cè)量分機(jī)分別采用變電站原有的二次測(cè)試回路線纜作為載體，將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給測(cè)量主機(jī)，即所謂載波通訊，無需敷設(shè)大量二次電纜及二次接線，保證了計(jì)量裝置及二次回路的正常運(yùn)行。

作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，測(cè)量主機(jī)包括MCU、高速串口1、高速串口2、高速串口3、標(biāo)準(zhǔn)源1和標(biāo)準(zhǔn)源2。如圖2所示，高速串口1一端連接前置機(jī)，另一端連接MCU，高速串口2一端連接PT測(cè)量分機(jī)，另一端連接MCU，高速串口3一端連接CT測(cè)量分機(jī)，另一端連接MCU，MCU還分別連接標(biāo)準(zhǔn)源1 和標(biāo)準(zhǔn)源2。

兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)源對(duì)測(cè)量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，實(shí)現(xiàn)的是電能表計(jì)的在線誤差校驗(yàn)。標(biāo)準(zhǔn)源的配置：標(biāo)準(zhǔn)表等級(jí)：0.02級(jí)?？梢詫?duì)現(xiàn)場(chǎng)關(guān)口及非關(guān)口表進(jìn)行校驗(yàn)對(duì)比。雙標(biāo)準(zhǔn)源配置，可以互相對(duì)比參考，無需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行校驗(yàn)，誤差過大則發(fā)出告警提示。測(cè)量主機(jī)則記錄告警前后測(cè)量數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)供故障處理的電量追補(bǔ)等工作。

上列詳細(xì)說明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。