技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)字化電能表綜合檢定分析裝置，屬電能表檢定技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在我國已建和在建的數(shù)字化變電站中，電能計量是基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字輸入量的電能計量方式，其計量裝置是基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字化電能表。目前，對于數(shù)字化電能表的檢定主要是2種方式，一種是基于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字功率源檢定方式；另一種是基于傳通模擬功率源加標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電能表檢定的方式。這兩種檢定方式和現(xiàn)在通用的模擬電能表檢定方式基本相同，都是在實驗室內(nèi)由標(biāo)準(zhǔn)功率源發(fā)出標(biāo)準(zhǔn)的電壓、電流信號通過各種轉(zhuǎn)換后接入被檢電能表。但數(shù)字化電能表實際應(yīng)用環(huán)境并非是標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷，而是諧波、波形畸變、非周期、周波頻率連續(xù)波動及信號幅值快速變化等各種信號的復(fù)雜組合體，我們稱之為非線性負(fù)荷。對于安裝在現(xiàn)場的數(shù)字化電能表仍采用實驗室檢定的方式能否準(zhǔn)確的檢定其準(zhǔn)確度則存在一定的不確定性。

基于上述原因，開發(fā)一種新的數(shù)字化電能表檢定方式即基于現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)字化電能表綜合檢定分析裝置十分必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，為解決數(shù)字化電能表不能以實際現(xiàn)場運(yùn)行負(fù)荷檢定其準(zhǔn)確度的問題，本發(fā)明提出一種基于現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)字化電能表綜合檢定分析裝置。

實現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種基于現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)字化電能表綜合檢定分析裝置，包括負(fù)荷采集裝置、負(fù)荷還原裝置、帶有模擬信號轉(zhuǎn)換為IEC61850數(shù)字信號的模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表和被校驗的數(shù)字化電能表。所述模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表包括A/D采樣模塊采樣、IEC61850轉(zhuǎn)換模塊和電能誤差計算模塊。

負(fù)荷采集裝置將現(xiàn)場采集的負(fù)荷模擬量送至負(fù)荷還原裝置；負(fù)荷還原裝置將電流和電壓量送至模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表的A/D采樣模塊采樣；A/D采樣模塊將采樣信號分別送給IEC61850轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換和電能誤差計算模塊進(jìn)行誤差計算；模擬轉(zhuǎn)換的結(jié)果送至被校驗的數(shù)字化電能表；被校驗的數(shù)字化電能表連接模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表，將電能脈沖送至電能誤差計算模塊；負(fù)荷采集裝置連接模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表，將現(xiàn)場采集的數(shù)字化電能表脈沖送至電能誤差計算模塊。

負(fù)荷采集裝置U1主要用于采集數(shù)字電能表實際的現(xiàn)場模擬負(fù)荷及其數(shù)字電能表的電能輸出脈沖。負(fù)荷還原裝置U2主要用于產(chǎn)生檢定數(shù)字化電能表所需的各種模擬測試信號，它既可以還原由負(fù)荷采集裝置采集的現(xiàn)場負(fù)荷也可以按用戶要求設(shè)置輸出檢定所需的電壓、電流波形等。模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表U3用于把負(fù)荷還原裝置U2輸出的模擬信號采樣并轉(zhuǎn)換為符合IEC61850的數(shù)字信號、和數(shù)字化電能表的檢定，及向更高準(zhǔn)確度的模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表溯源。U4為被檢定的數(shù)字化電能表。

本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明裝置實現(xiàn)了以現(xiàn)場實際運(yùn)行負(fù)荷對數(shù)字化電能表進(jìn)行檢定的問題；實現(xiàn)了在同一現(xiàn)場負(fù)荷環(huán)境下對不同廠家的數(shù)字化電能表的檢定及數(shù)字化電能表的量值溯源問題。本發(fā)明適用于數(shù)字化環(huán)境下的電能表檢定分析。

附圖說明

圖1為基于現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)字化電能表綜合檢定分析裝置工作原理示意圖；

圖中，U1是負(fù)荷采集裝置；U2是負(fù)荷還原裝置；U3是模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表；U4是被檢定的數(shù)字化電能表。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例并對照附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

本實施例一種基于現(xiàn)場環(huán)境的數(shù)字化電能表綜合檢定分析裝置的工作原理如圖1所示，該檢定分析裝置由負(fù)荷采集裝置U1、負(fù)荷還原裝置U2、可把模擬信號轉(zhuǎn)換為IEC61850數(shù)字信號的模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表U3和被檢數(shù)字化電能表U4組成。

負(fù)荷采集裝置U1用于對現(xiàn)場運(yùn)行的數(shù)字化電能表的各種電參數(shù)及波形進(jìn)行采集，主要采集合并單元前端的模擬量及數(shù)字化電能表的輸出脈沖。其中U1采集的模擬量用于送到負(fù)荷還原裝置U2以還原現(xiàn)場實際運(yùn)行工況，脈沖信號直接送到模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表用于不能廠家的數(shù)字化電能比較。負(fù)荷還原裝置U2用于產(chǎn)生各類暫態(tài)、穩(wěn)態(tài)擾動環(huán)境和還原現(xiàn)場實際運(yùn)行工況的模擬信號輸出。帶有模擬信號轉(zhuǎn)換為IEC61850數(shù)字信號的模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表U3用于把U2輸出的模擬信號轉(zhuǎn)換為符合IEC61850的數(shù)字信號用于數(shù)字電能表的檢定，及向更高準(zhǔn)確度的模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表溯源。

進(jìn)行數(shù)字化電能表實驗室檢定時，由U2依據(jù)數(shù)字化電能表檢定規(guī)范輸出相應(yīng)測試信號，U2輸出的測試信號經(jīng)U3采樣后一路直接送模擬標(biāo)準(zhǔn)表部分進(jìn)行電能計算，另一路轉(zhuǎn)換成符合IEC61850數(shù)字信號后送U4被校數(shù)字化電能表作為數(shù)字化電能表校驗的測試信號。被檢數(shù)字化電能表U4的電能脈沖輸入到模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表U3中，通過U3的電能誤差計算功完成數(shù)字化電能表的實驗室檢定。

進(jìn)行數(shù)字化電能表現(xiàn)場工況條件下的檢定時，由負(fù)荷采集裝置U1先采集數(shù)字化電能表運(yùn)行現(xiàn)場的模擬信號及電能脈沖，U1采集到的模擬信號經(jīng)過負(fù)荷還原裝置U2還原出現(xiàn)場運(yùn)行工況的模擬信號，再依據(jù)上述實驗室校驗方法進(jìn)行數(shù)字化電能表的校驗。而在進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)行工況下的數(shù)字化電能表校驗時把U1采樣的現(xiàn)場數(shù)字電能表脈沖輸入到U3可實現(xiàn)在同一條件下對不同廠家生產(chǎn)的數(shù)字化電能表的比對。

對于數(shù)字電能表的量值溯源本發(fā)明專利通過開發(fā)具有模擬信號到IEC61850數(shù)字信號轉(zhuǎn)換功能的模擬標(biāo)準(zhǔn)電能表U3進(jìn)行實現(xiàn)。U3的工作原理為，模擬信號經(jīng)過U3采樣并過行A/D轉(zhuǎn)換后其信號同時輸入到U3的電能計量部分和IEC61850數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換部分，保證了模擬標(biāo)準(zhǔn)表和數(shù)字化電能表測試信號的一致性。