一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設(shè)備測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)字技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的數(shù)字化變電站投入運(yùn)行。其中，數(shù)字化電能表是未來(lái)電能計(jì)量的發(fā)展趨勢(shì)和方向，數(shù)字化電能表的輸入為以太網(wǎng)類型的數(shù)據(jù)幀，計(jì)算并獲取電能數(shù)據(jù)，它與電子式互感器以及合并單元，共同構(gòu)成數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)。
[0003]然而，數(shù)字化電能表受處理器字長(zhǎng)、系統(tǒng)時(shí)鐘、數(shù)據(jù)通信等因素影響，容易產(chǎn)生誤差；電子式互感器能有效提高變電站測(cè)量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性，但是穩(wěn)定性和可靠性較差且目前沒(méi)有完善的系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)估;而除了所述數(shù)字化電能表、電子式互感器的誤差之外，作為前端數(shù)字源之一的合并單元也同樣具有基本誤差。因此，對(duì)于由數(shù)字化電能表、電子式互感器以及合并單元構(gòu)成的數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)，誤差影響因素復(fù)雜，如何對(duì)所述數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)試，并進(jìn)行誤差影響因素和機(jī)理分析，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明實(shí)施例中提供了一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確度差、實(shí)用性差的問(wèn)題。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例公開了如下技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明實(shí)施例公開了一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試裝置，包括第一三相工頻電壓源、第二三相工頻電壓源、移相器、調(diào)壓器、升流器、標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器、標(biāo)準(zhǔn)電流互感器、感應(yīng)分壓器、多通道電子式互感器校驗(yàn)儀、高精度模擬表、規(guī)約轉(zhuǎn)換器、報(bào)文控制器、溫濕度測(cè)試儀、振動(dòng)測(cè)試儀、間隔層交換機(jī)以及上位機(jī)，其中:
[0007]第一三相工頻電壓源與移相器的輸入端電連接，所述移相器的輸出端與標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的一端相連接;所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的另一端通過(guò)感應(yīng)分壓器與多通道電子式互感器校驗(yàn)儀相連接；
[0008]第二三相工頻電壓源通過(guò)調(diào)壓器以及升流器與標(biāo)準(zhǔn)電流互感器電連接，所述標(biāo)準(zhǔn)電流互感器與所述多通道電子式互感器校驗(yàn)儀相連接；
[0009]所述標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器和所述標(biāo)準(zhǔn)電流互感器還均與高精度模擬表電連接;所述高精度模擬表與規(guī)約轉(zhuǎn)換器相連接；
[0010]所述數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)包括待測(cè)電子式電壓互感器、待測(cè)電子式電流互感器、PT合并單元、間隔合并單元、過(guò)程層交換機(jī)以及待測(cè)數(shù)字化電能表;所述待測(cè)電子式電壓互感器的一端與所述移相器相連接、另一端與所述PT合并單元相連接;所述報(bào)文控制器設(shè)置于所述PT合并單元和所述間隔合并單元之間、并與所述PT合并單元和所述間隔合并單元均相連接;所述間隔合并單元通過(guò)過(guò)程層交換機(jī)與待測(cè)數(shù)字化電能表相連接;所述待測(cè)數(shù)字化電能表通過(guò)間隔層交換機(jī)與上位機(jī)相連接；
[0011]所述多通道電子式互感器校驗(yàn)儀、所述規(guī)約轉(zhuǎn)換器均通過(guò)所述間隔層交換機(jī)與上位機(jī)相連接;所述溫濕度測(cè)試儀和所述振動(dòng)測(cè)試儀設(shè)置于待測(cè)電子式電壓互感器和/或待測(cè)電子式電流互感器相應(yīng)位置、并與上位機(jī)相連接。
[0012]優(yōu)選地，所述移相器包括3個(gè)電壓相輸出端，所述電壓相輸出端分別與標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器以及待測(cè)電子式電壓互感器相連接。
[0013]優(yōu)選地，所述測(cè)試裝置包括3組調(diào)壓器和升流器;所述第二三相工頻電壓源與每組調(diào)壓器相連接，每組所述升流器分別與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電流互感器以及待測(cè)電子式電流互感器相連接。
[0014]優(yōu)選地，所述報(bào)文控制器通過(guò)IEC61850-9-2規(guī)約與所述PT合并單元以及所述間隔合并單元相連接、通信。
[0015]優(yōu)選地，所述待測(cè)電子式電流互感器包括待測(cè)光學(xué)電子式電流互感器，所述待測(cè)電子式電壓互感器包括待測(cè)光學(xué)電子式電壓互感器;所述溫濕度測(cè)試儀以及所述振動(dòng)測(cè)試儀設(shè)置于待測(cè)光學(xué)電子式電流互感器和/或待測(cè)光學(xué)電子式電壓互感器相應(yīng)位置，且所述溫濕度測(cè)試儀以及所述振動(dòng)測(cè)試儀通過(guò)串口通信端口與上位機(jī)相連接。
[0016]本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試方法，該方法包括以下步驟:
[0017]從數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)中提取測(cè)試參數(shù)，根據(jù)所述測(cè)試參數(shù)設(shè)定移相器、調(diào)壓器、升流器、報(bào)文控制器、溫濕度測(cè)試儀以及振動(dòng)測(cè)試儀的工作參數(shù)；
[0018]判斷待測(cè)數(shù)字化電能表是否出現(xiàn)計(jì)量誤差；
[0019]如果是，記錄所述待測(cè)數(shù)字化電能表出現(xiàn)計(jì)量誤差時(shí)刻的計(jì)量因數(shù)，所述計(jì)量因數(shù)包括電子式互感器誤差、功率因數(shù)、環(huán)境因數(shù)、丟幀誤碼率。
[0020]優(yōu)選地，所述從數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)中提取測(cè)試參數(shù)，包括:
[0021]比較工作數(shù)據(jù)中的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)；
[0022]提取電壓極值和電流極值作為所述測(cè)試參數(shù)。
[0023]優(yōu)選地，所述從數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)中提取測(cè)試參數(shù)，包括:
[0024]比較工作數(shù)據(jù)中的電壓波形和電流波形；
[0025]分別統(tǒng)計(jì)同形態(tài)電壓波形和電流波形的出現(xiàn)次數(shù)；
[0026]提取出現(xiàn)次數(shù)最多的電壓波形和電流波形作為所述測(cè)試參數(shù)。
[0027]優(yōu)選地，所述測(cè)試方法還包括:
[0028]從電子式互感器誤差中，判斷是否出現(xiàn)電子式互感器精度誤差；
[0029]如果是，記錄出現(xiàn)電子式互感器精度誤差的電子式互感器類型、以及與出現(xiàn)精度誤差的電子式互感器相對(duì)應(yīng)的功率因數(shù)、環(huán)境因數(shù)、丟幀誤碼率；
[0030]如果否，通過(guò)調(diào)整報(bào)文控制器工作參數(shù)，判斷是否網(wǎng)絡(luò)異常導(dǎo)致所述數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)誤差。
[0031]由以上技術(shù)方案可見，本發(fā)明實(shí)施例提供的數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試裝置及方法，利用380V市電作為統(tǒng)一的電源輸入，配置升流升壓裝置，采用三相同源升流升壓，利用移相器控制三相電流與電壓之間的功率因數(shù)角從而生成可任意控制的系統(tǒng)一次電流電壓值，模擬不同負(fù)載情況下一次電流與電壓的輸出。利用CT標(biāo)互以及PT標(biāo)互將一次電流電壓轉(zhuǎn)換成二次電流電壓值供多通道電子式互感器校驗(yàn)儀以及模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表進(jìn)行采集并將這些信號(hào)以及計(jì)算出的電能量上送至上位機(jī)分析軟件以完成模擬標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)以及標(biāo)準(zhǔn)電能量的采集，作為整個(gè)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)源使用。分別搭建光學(xué)與電學(xué)電子式互感器及合并單元并配置對(duì)應(yīng)的數(shù)字化電能表作為被測(cè)平臺(tái)，在PT合并單元與間隔合并單元之間配置報(bào)文控制器，用以控制數(shù)字化電流與電壓之間的數(shù)字信號(hào)傳遞的時(shí)間特性用來(lái)測(cè)試電流與電壓只見的同步性對(duì)數(shù)字化計(jì)量系統(tǒng)準(zhǔn)確性的影響。分別讓電子式互感器工作在溫濕度箱以及振動(dòng)上配置溫濕度測(cè)試儀以及振動(dòng)測(cè)試儀用以測(cè)試電子式互感器在不同環(huán)境影響下對(duì)數(shù)字化整體計(jì)量準(zhǔn)確度以及可靠性的影響。通過(guò)配置規(guī)約轉(zhuǎn)換器、過(guò)程層交換機(jī)以及間隔層交換機(jī)實(shí)現(xiàn)整系統(tǒng)規(guī)約統(tǒng)一以及協(xié)議數(shù)據(jù)交換。上位機(jī)采集多通道電子式互感器校驗(yàn)儀上送的電流電壓模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，分別采集光學(xué)與電學(xué)電子式互感器合并單元輸出的IEC61850-9-2協(xié)議的電流電壓數(shù)字信號(hào)，同時(shí)采集模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表輸出的電能量值以及光學(xué)與電學(xué)電子式互感器對(duì)應(yīng)的數(shù)字化電能表的電能量值，上位機(jī)通過(guò)串行通信接口采集溫濕度、振動(dòng)傳感器的值。上位機(jī)軟件通過(guò)對(duì)上述變量進(jìn)行分析測(cè)試在不同負(fù)載特性、不同工況、不同時(shí)間特性等情況下整個(gè)數(shù)字化計(jì)量系統(tǒng)以及電子式互感器的整體準(zhǔn)確性。
【附圖說(shuō)明】
[0032]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試方法的流程示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種測(cè)試參數(shù)提取方法的流程示意圖；
[0037]圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種測(cè)試參數(shù)提取方法的流程示意圖；
[0038]圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種數(shù)字化電能計(jì)量系統(tǒng)的測(cè)試方法的流程示意圖；
[0039]圖1-2的符號(hào)表不為:
[0040]1-第一三相工頻電壓源，2-第二三相工頻電壓源，3-移相器，4-調(diào)壓器，5-升流器，6-標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器，7-標(biāo)準(zhǔn)電流互感器，8-感應(yīng)分壓器，9-多通道電子式互感器校驗(yàn)儀，10-高精度模擬表，11-規(guī)約轉(zhuǎn)換器，12-報(bào)文控制器，13-溫濕度測(cè)試儀，14-振動(dòng)測(cè)試儀，15-間隔層交換機(jī)，16-上位機(jī)，17-待測(cè)電子式電壓互感器，18-待測(cè)電學(xué)電子式電流互感器，19-待測(cè)光學(xué)電子式電流互感器，20-PT合并單元，21-間隔合并單元，22-過(guò)程層交換機(jī)，23-待測(cè)數(shù)字化電能表。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，