一種電能表現場檢驗裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種電能表現場檢驗裝置，包括：通信接口，用于采集合并單元在單位時間內輸出的數字電氣量；脈沖采集器，用于采集數字量輸入電能表在所述單位時間內的輸出脈沖；與所述脈沖采集器相連的脈沖計數器，用于統(tǒng)計所述數字量輸入電能表輸出的脈沖個數；分別與所述通信接口和所述脈沖計數器相連的數字信號處理系統(tǒng)，用于根據所述合并單元輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據所述脈沖計數器統(tǒng)計的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述數字量輸入電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值，以實現對所述數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗。
【專利說明】一種電能表現場檢驗裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及儀器儀表現場檢驗【技術領域】，更具體地說，涉及一種電能表現場檢驗
裝直。
【背景技術】
[0002]隨著堅強智能電網的普及，數字量輸入電能表正逐步替代傳統(tǒng)的交流電能表得到越來越廣泛的應用。
[0003]相較于根據電壓互感器和電流互感器測量得到、并輸出的模擬電氣量來計量電能值的交流電能表，所述數字量輸入電能表則是根據電子式互感器測量得到、并由合并單元轉發(fā)的數字電氣量來計量電能值，兩者在計量模式上存在很大差異，因此傳統(tǒng)的交流電能表現場檢驗裝置并不適于對所述數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗，由此如何開發(fā)得到一種適用于所述數字量輸入電能表的電能表現場檢驗裝置，成為本領域技術人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種電能表現場檢驗裝置，以實現對數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗。
[0005]一種電能表現場檢驗裝置，包括:
[0006]通信接口，用于采集合并單元在單位時間內輸出的數字電氣量；
[0007]脈沖采集器，用于采集數字量輸入電能表在所述單位時間內的輸出脈沖；
[0008]與所述脈沖采集器相連的脈沖計數器，用于統(tǒng)計所述數字量輸入電能表輸出的脈沖個數；
[0009]分別與所述通信接口和所述脈沖計數器相連的數字信號處理系統(tǒng)，用于根據所述合并單元輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據所述脈沖計數器統(tǒng)計的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述數字量輸入電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值。
[0010]可選地，所述數字信號處理系統(tǒng)還用于計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值與所述實際消耗的電能值之間的差值。
[0011]其中，所述通信接口包括光纖接口。
[0012]可選地，所述電能表現場檢驗裝置還包括:
[0013]交流采樣模塊，用于采集電壓互感器和電流互感器在單位時間內輸出的模擬電氣量;
[0014]與所述交流采樣模塊相連的模數轉換器，用于將所述模擬電氣量轉換為數字電氣量;
[0015]所述脈沖采集器還用于采集交流電能表在所述單位時間內的輸出脈沖；
[0016]所述脈沖計數器還用于統(tǒng)計所述交流電能表輸出的脈沖個數；[0017]所述數字信號處理系統(tǒng)還與所述模數轉換器相連，用于根據所述模數轉換器輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據所述交流電能表輸出的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述交流電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述交流電能表所計量的電能值。
[0018]可選地，所述數字信號處理系統(tǒng)還用于計算得到所述交流電能表所計量的電能值與所述實際消耗的電能值之間的差值。
[0019]其中，所述交流采樣模塊包括:第一交流采樣模塊，用于采集所述電壓互感器輸出的模擬電壓信號；和第二交流采樣模塊，用于采集所述電流互感器輸出的模擬電流信號。
[0020]其中，所述數字信號處理系統(tǒng)包括數字信號處理器DSP和現場可編程門陣列FPGA。
[0021]可選地，所述電能表現場檢驗裝置還包括:與所述數字信號處理系統(tǒng)相連接的無線通信模塊。
[0022]可選地，所述電能表現場檢驗裝置還包括:與所述數字信號處理系統(tǒng)相連接的顯示器。
[0023]其中，所述電能表現場檢驗裝置為一體化成型結構。
[0024]從上述的技術方案可以看出，當以數字量輸入電能表作為被測電表時，本發(fā)明僅需將通信接口接入合并單元的輸出端、同時將脈沖采集器接入被測電表的脈沖信號輸出端，即可分別獲取得到所述合并單元在單位時間內輸出的數字電氣量，以及所述被測電表在單位時間內的輸出脈沖；數字信號處理系統(tǒng)根據獲得的所述數字電氣量，利用電能計算公式即可計算得到所述單位時間內實際消耗的電能值，同時根據所述輸出脈沖的統(tǒng)計個數，利用所述統(tǒng)計個數與被測電表所計電能值之間的對應關系，計算得到所述所計電能值；此時通過比較所述實際消耗的電能值與所述所計電能值的差異，即可確定所述被測電表的誤差等級，從而達到了對數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗的目的，有利于所述數字量輸入電能表的進一步推廣應用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0026]圖1為本發(fā)明實施例一公開的一種電能表現場檢驗裝置結構示意圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實施例二公開的又一種電能表現場檢驗裝置結構示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0029]參見圖1，本發(fā)明實施例一公開了 一種電能表現場檢驗裝置，應用于數字量輸入電能表，以實現對所述數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗，包括:
[0030]通信接口 100、脈沖采集器200、脈沖計數器300和數字信號處理系統(tǒng)400 ；
[0031]其中，通信接口 100，用于采集合并單元在單位時間內輸出的數字電氣量；
[0032]脈沖采集器200，用于采集數字量輸入電能表在所述單位時間內的輸出脈沖；
[0033]脈沖計數器300與脈沖采集器200相連，用于統(tǒng)計所述數字量輸入電能表輸出的脈沖個數；
[0034]數字信號處理系統(tǒng)400分別與通信接口 100和脈沖計數器300相連，用于根據所述合并單元輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據脈沖計數器300統(tǒng)計的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述數字量輸入電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值。
[0035]其中，數字信號處理系統(tǒng)400可包括:DSP(Digital Signal Processor，數字信號處理器)和FPGA (Field Programmable Gate Array,現場可編程門陣列)。
[0036]具體的，所述數字量輸入電能表主要是根據電子式互感器測量得到、并由合并單元轉發(fā)的數字電氣量來計量電能值；其中，所述電子式互感器包括用于測量得到被測線路的數字電壓信號的電子式電壓互感器，和用于測量得到所述被測線路的數字電流信號的電子式電流互感器；所述合并單元用于對所述電子式電壓互感器和所述電子式電流互感器一次輸送來的數字電氣量(包括所述數字電壓信號和所述數字電流信號)進行合并和同步處理，并將處理后的數字電氣量按照特定格式轉發(fā)給所述數字量輸入電能表，實現對應時段T內所消耗的實際電能值的計量；一般情況下，所述合并單元是按照IEC61850標準格式組成數字幀，并發(fā)送給所述數字量輸入電能表。
[0037]在電能表(包括所述數字量輸入電能表和傳統(tǒng)的交流電能表)工作過程中，其脈沖信號輸出端持續(xù)輸出脈沖信號；對應時段T內輸出的所述脈沖信號的個數N、電能表常數C與對應時段T內電能表所計量的電能值W之間存在對應關系:W = N/C,
[0038]其中，所述電能表常數，即電能表計度器的指示數和轉盤轉數之間的比例常數，單位r/(kWh)，為出廠設定值；所述電能表計度器的指示數，即對應時段T內電能表所計量的電能值W，單位kWh ;所述轉盤轉數，即對應時段T內輸出的所述脈沖信號的個數N，單位r。
[0039]本實施例一遵循所述數字量輸入電能表的計量模式和接口方式，當需要對所述數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗時，則將通信接口 100接入所述合并單元的輸出端、同時將脈沖采集器200接入所述數字量輸入電能表的脈沖信號輸出端，以分別獲取得到單位時間內的所述合并單元輸出的數字電氣量、以及所述數字量輸入電能表的輸出脈沖；數字信號處理系統(tǒng)400根據獲得的所述數字電氣量，利用公知的電能計算公式即可計算得到該單位時間內實際消耗的電能值，同時根據所述輸出脈沖的統(tǒng)計個數，利用W = N/C公式，即可計算得到所述數字量輸入電能表當前所計量的電能值；
[0040]此時，通過比較該單位時間內對應的所述實際消耗的電能值與所述數字量輸入電能表所計量的電能值之間的差異，即可確定所述數字量輸入電能表的誤差等級，從而實現了對所述數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗，方便了所述數字量輸入電能表的進一步推廣應用；其中需要說明的是，所述單位時間的時長可根據需要進行具體設定，并不局限；
[0041]此外，為方便工作人員根據得到的所述實際消耗的電能值與所述數字量輸入電能表所計量的電能值，來確定所述數字量輸入電能表的誤差等級，作為優(yōu)選，數字信號處理系統(tǒng)400還用于實現計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值與所述實際消耗的電能值之間的差值。
[0042]此外，當所述合并單元以基于IEC61850標準的數字光纖信號的形式向所述數字量輸入電能表發(fā)送所述數字電氣量時，對應的，本實施例所述的電能表現場檢驗裝置也需要對應設置用于接收該信號的光纖接口，即，通信接口 100可采用光纖接口。
[0043]基于實施例一，本發(fā)明實施例二公開了又一種電能表現場檢驗裝置，應用于數字量輸入電能表或交流電能表，以實現對所述數字量輸入電能表或所述交流電能表的誤差情況進行現場檢驗，參見圖2，包括:
[0044]通信接口 100、脈沖采集器200、脈沖計數器300、數字信號處理系統(tǒng)400、交流采樣模塊500和模數轉換器600 ；
[0045]其中，通信接口 100，用于采集合并單元在單位時間內輸出的數字電氣量；
[0046]脈沖采集器200，用于采集數字量輸入電能表或交流電能表在所述單位時間內的輸出脈沖；
[0047]脈沖計數器300與脈沖采集器200相連，用于統(tǒng)計所述數字量輸入電能表或所述交流電能表輸出的脈沖個數；
[0048]交流采樣模塊500，用于采集電壓互感器和電流互感器在單位時間內輸出的模擬電氣量；其中，交流采樣模塊500具體可包括用于采集所述電壓互感器輸出的模擬電壓信號的第一交流采樣模塊，和用于采集所述電流互感器輸出的模擬電流信號的第二交流采樣模塊；
[0049]與交流采樣模塊500相連的模數轉換器600，用于將所述模擬電氣量轉換為數字電氣量;
[0050]數字信號處理系統(tǒng)400分別與通信接口 100和脈沖計數器300相連，當以數字量輸入電能表作為被測電表時，所述數字信號處理系統(tǒng)400用于根據所述合并單元輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據脈沖計數器300統(tǒng)計的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述數字量輸入電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值；當以交流電能表作為被測電表時，所述數字信號處理系統(tǒng)400用于根據模數轉換器600輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據所述交流電能表輸出的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述交流電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述交流電能表所計量的電能值。
[0051]由實施例一的相關描述可知，當需要對所述數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗時，僅需將通信接口 100接入所述合并單元的輸出端、同時將脈沖采集器200接入所述數字量輸入電能表的脈沖信號輸出端即可；此時交流米樣模塊500和模數轉換器600均處于非工作狀態(tài)；
[0052]所述交流電能表主要是根據電壓互感器和電流互感器測量得到、并輸出的模擬電氣量來計量電能值，因而當需要對所述交流電能表的誤差情況進行現場檢驗時，則僅需將交流采樣模塊500接入所述電壓互感器和所述電流互感器的輸出端、同時將脈沖采集器200接入所述交流電能表的脈沖信號輸出端即可；此時，數字信號處理系統(tǒng)400根據模數轉換器600輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，同時根據所述交流電能表輸出的脈沖個數，利用W = N/C公式，即可計算得到所述交流電能表所計量的電能值，由此，通過比較該單位時間內對應的所述實際消耗的電能值與所述交流電能表所計量的電能值之間的差異，即可確定所述交流電能表的誤差等級，從而實現了對所述交流的誤差情況進行現場檢驗；
[0053]此外，為方便工作人員根據得到的所述實際消耗的電能值與所述交流電能表所計量的電能值，來確定所述交流電能表的誤差等級，作為優(yōu)選，數字信號處理系統(tǒng)400還用于實現計算得到所述交流電能表所計量的電能值與所述實際消耗的電能值之間的差值。
[0054]相較于實施例一，本實施例二公開的所述電能表現場檢驗裝置兼具數字量輸入電能表現場檢驗功能和交流電能表現場檢驗功能，節(jié)約了投資成本，提高了企業(yè)的經濟效益。
[0055]此外作為優(yōu)選，上述任一實施例所述的電能表現場檢驗裝置均還可包括:與數字信號處理系統(tǒng)400相連接的顯示器，所述顯示器可用于顯示數字信號處理系統(tǒng)400獲取并輸出的各項輸入輸出參數，以方便工作人員了解所述數字量輸入電能表或所述交流電能表的現場檢驗結果。
[0056]此外，上述任一實施例所述的電能表現場檢驗裝置均還可包括:與數字信號處理系統(tǒng)400相連接的無線通信模塊，用于將處理結果上傳到遠程監(jiān)控中心，實現現場檢驗結果的遠程監(jiān)控。
[0057]考慮到所述電能表現場檢驗裝置的便攜性，所述電能表現場檢驗裝置均采用一體化成型結構進行設計，即將所述電能表現場檢驗裝置中的各個組成模塊均裝設于一塊電路板上。
[0058]綜上所述，當以數字量輸入電能表作為被測電表時，本發(fā)明僅需將通信接口接入合并單元的輸出端、同時將脈沖采集器接入被測電表的脈沖信號輸出端，即可分別獲取得到所述合并單元在單位時間內輸出的數字電氣量，以及所述被測電表在單位時間內的輸出脈沖；數字信號處理系統(tǒng)根據獲得的所述數字電氣量，利用電能計算公式即可計算得到實際的電能值，同時根據所述輸出脈沖的統(tǒng)計個數，利用所述統(tǒng)計個數與被測電表所計電能值之間的對應關系，計算得到所述所計電能值；此時通過比較所述實際的電能值與所述所計電能值的差異，即可確定所述被測電表的誤差等級，從而達到了對數字量輸入電能表的誤差情況進行現場檢驗的目的，有利于所述數字量輸入電能表的進一步推廣應用。
[0059]本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0060]對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業(yè)技術人員能夠實現或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種電能表現場檢驗裝置，其特征在于，包括: 通信接口，用于采集合并單元在單位時間內輸出的數字電氣量； 脈沖采集器，用于采集數字量輸入電能表在所述單位時間內的輸出脈沖； 與所述脈沖采集器相連的脈沖計數器，用于統(tǒng)計所述數字量輸入電能表輸出的脈沖個數； 分別與所述通信接口和所述脈沖計數器相連的數字信號處理系統(tǒng)，用于根據所述合并單元輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據所述脈沖計數器統(tǒng)計的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述數字量輸入電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值。
2.根據權利要求1所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述數字信號處理系統(tǒng)還用于計算得到所述數字量輸入電能表所計量的電能值與所述實際消耗的電能值之間的差值。
3.根據權利要求1所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述通信接口包括光纖接口。
4.根據權利要求1所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述電能表現場檢驗裝置還包括: 交流采樣模塊，用于采集電壓互感器和電流互感器在單位時間內輸出的模擬電氣量； 與所述交流采樣模塊相連的模數轉換器，用于將所述模擬電氣量轉換為數字電氣量； 所述脈沖采集器還用于采集交流電能表在所述單位時間內的輸出脈沖； 所述脈沖計數器還用于統(tǒng)計所述交流電能表輸出的脈沖個數； 所述數字信號處理系統(tǒng)還與所述模數轉換器相連，用于根據所述模數轉換器輸出的數字電氣量，利用電能計算公式，計算得到實際消耗的電能值，并根據所述交流電能表輸出的脈沖個數，利用所述脈沖個數與所述交流電能表所計量的電能值之間的對應關系，計算得到所述交流電能表所計量的電能值。
5.根據權利要求4所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述數字信號處理系統(tǒng)還用于計算得到所述交流電能表所計量的電能值與所述實際消耗的電能值之間的差值。
6.根據權利要求4所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述交流采樣模塊包括: 第一交流采樣模塊，用于采集所述電壓互感器輸出的模擬電壓信號； 和第二交流采樣模塊，用于采集所述電流互感器輸出的模擬電流信號。
7.根據權利要求1所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述數字信號處理系統(tǒng)包括數字信號處理器DSP和現場可編程門陣列FPGA。
8.根據權利要求1所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述電能表現場檢驗裝置還包括:與所述數字信號處理系統(tǒng)相連接的無線通信模塊。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述電能表現場檢驗裝置還包括:與所述數字信號處理系統(tǒng)相連接的顯示器。
10.根據權利要求9所述的電能表現場檢驗裝置，其特征在于，所述電能表現場檢驗裝置為一體化成型結構。
【文檔編號】G01R35/04GK103645457SQ201310714136
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年12月20日 優(yōu)先權日:2013年12月20日
【發(fā)明者】肖冀, 程瑛穎, 侯興哲, 楊華瀟, 胡建明, 周峰, 劉靜, 張霞 申請人:國家電網公司, 國網重慶市電力公司電力科學研究院