一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型實施例公開了一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，通過調節(jié)移相器、調壓器以及升流器的工作參數，模擬不同負載情況下一次電流與電壓的輸出；利用標準電壓互感器和標準電流互感器將一次電流電壓轉換成二次電流電壓值供多通道電子式互感器校驗儀以及模擬標準電能表進行采集作為整個系統(tǒng)標準源使用。在PT合并單元與間隔合并單元之間配置報文控制器，用以控制數字化電流與電壓之間的數字信號傳遞的時間特性用來測試電流與電壓之間的同步性對數字化計量系統(tǒng)準確性的影響。而且通過配置溫濕度測試儀以及振動測試儀來測試電子式互感器在不同環(huán)境下對數字化整體計量準確度和可靠性的影響，從多個維度進行工況仿真，提高準確性和實用性。
【專利說明】
一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電力設備測試技術領域，特別是涉及一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置。
【背景技術】
[0002]隨著數字技術以及互聯(lián)網技術的發(fā)展，越來越多的數字化變電站投入運行。其中，數字化電能表是未來電能計量的發(fā)展趨勢和方向，數字化電能表的輸入為以太網類型的數據幀，計算并獲取電能數據，它與電子式互感器以及合并單元，共同構成數字化電能計量系統(tǒng)。
[0003]然而，數字化電能表受處理器字長、系統(tǒng)時鐘、數據通信等因素影響，容易產生誤差；電子式互感器能有效提高變電站測量系統(tǒng)的準確性，但是穩(wěn)定性和可靠性較差且目前沒有完善的系統(tǒng)進行測試和評估;而除了所述數字化電能表、電子式互感器的誤差之外，作為前端數字源之一的合并單元也同樣具有基本誤差。因此，對于由數字化電能表、電子式互感器以及合并單元構成的數字化電能計量系統(tǒng)，誤差影響因素復雜，如何對所述數字化電能計量系統(tǒng)進行準確測試，并進行誤差影響因素和機理分析，是本領域技術人員亟需解決的技術問題。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型實施例中提供了一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，以解決現(xiàn)有技術中的數字化電能計量系統(tǒng)準確度差、實用性差的問題。
[0005]為了解決上述技術問題，本實用新型實施例公開了如下技術方案:
[0006]本實用新型實施例公開了一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，包括第一三相工頻電壓源、第二三相工頻電壓源、移相器、調壓器、升流器、標準電壓互感器、標準電流互感器、感應分壓器、多通道電子式互感器校驗儀、高精度模擬表、規(guī)約轉換器、報文控制器、溫濕度測試儀、振動測試儀、間隔層交換機以及上位機，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準電壓互感器的一端相連接;所述標準電壓互感器的另一端通過感應分壓器與多通道電子式互感器校驗儀相連接；
[0008]第二三相工頻電壓源通過調壓器以及升流器與標準電流互感器電連接，所述標準電流互感器與所述多通道電子式互感器校驗儀相連接；
[0009]所述標準電壓互感器和所述標準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)約轉換器相連接；
[0010]所述數字化電能計量系統(tǒng)包括待測電子式電壓互感器、待測電子式電流互感器、PT合并單元、間隔合并單元、過程層交換機以及待測數字化電能表;所述待測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;所述報文控制器設置于所述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過程層交換機與待測數字化電能表相連接;所述待測數字化電能表通過間隔層交換機與上位機相連接；
[0011]所述多通道電子式互感器校驗儀、所述規(guī)約轉換器均通過所述間隔層交換機與上位機相連接;所述溫濕度測試儀和所述振動測試儀設置于待測電子式電壓互感器和/或待測電子式電流互感器相應位置、并與上位機相連接。
[0012]優(yōu)選地，所述移相器包括3個電壓相輸出端，所述電壓相輸出端分別與標準電壓互感器以及待測電子式電壓互感器相連接。
[0013]優(yōu)選地，所述測試裝置包括3組調壓器和升流器;所述第二三相工頻電壓源與每組調壓器相連接，每組所述升流器分別與對應的標準電流互感器以及待測電子式電流互感器相連接。
[0014]優(yōu)選地，所述報文控制器通過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，所述待測電子式電流互感器包括待測光學電子式電流互感器，所述待測電子式電壓互感器包括待測光學電子式電壓互感器;所述溫濕度測試儀以及所述振動測試儀設置于待測光學電子式電流互感器和/或待測光學電子式電壓互感器相應位置，且所述溫濕度測試儀以及所述振動測試儀通過串口通信端口與上位機相連接。
[0016]由以上技術方案可見，本實用新型實施例提供的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，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，模擬不同負載情況下一次電流與電壓的輸出。利用CT標互以及PT標互將一次電流電壓轉換成二次電流電壓值供多通道電子式互感器校驗儀以及模擬標準電能表進行采集并將這些信號以及計算出的電能量上送至上位機分析軟件以完成模擬標準信號以及標準電能量的采集，作為整個系統(tǒng)標準源使用。分別搭建光學與電學電子式互感器及合并單元并配置對應的數字化電能表作為被測平臺，在PT合并單元與間隔合并單元之間配置報文控制器，用以控制數字化電流與電壓之間的數字信號傳遞的時間特性用來測試電流與電壓只見的同步性對數字化計量系統(tǒng)準確性的影響。分別讓電子式互感器工作在溫濕度箱以及振動上配置溫濕度測試儀以及振動測試儀用以測試電子式互感器在不同環(huán)境影響下對數字化整體計量準確度以及可靠性的影響。通過配置規(guī)約轉換器、過程層交換機以及間隔層交換機實現(xiàn)整系統(tǒng)規(guī)約統(tǒng)一以及協(xié)議數據交換。上位機采集多通道電子式互感器校驗儀上送的電流電壓模擬量標準信號，分別采集光學與電學電子式互感器合并單元輸出的IEC61850-9-2協(xié)議的電流電壓數字信號，同時采集模擬標準電能表輸出的電能量值以及光學與電學電子式互感器對應的數字化電能表的電能量值，上位機通過串行通信接口采集溫濕度、振動傳感器的值。上位機軟件通過對上述變量進行分析測試在不同負載特性、不同工況、不同時間特性等情況下整個數字化計量系統(tǒng)以及電子式互感器的整體準確性。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)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，對于本領域普通技術人員而言，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。
[0018]圖1為本實用新型實施例提供的一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置的結構示意圖；
[0019]圖2為本實用新型實施例提供的另一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置的結構示意圖；
[0020]圖3為本實用新型實施例提供的一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試方法的流程示意圖；
[0021 ]圖4為本實用新型實施例提供的一種測試參數提取方法的流程示意圖；
[0022]圖5為本實用新型實施例提供的另一種測試參數提取方法的流程示意圖；
[0023]圖6為本實用新型實施例提供的另一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試方法的流程示意圖；
[0024]圖1-2的符號表不為:
[0025]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-調壓器，5-升流器，6-標準電壓互感器，7-標準電流互感器，8-感應分壓器，9-多通道電子式互感器校驗儀，10-高精度模擬表，11-規(guī)約轉換器，12-報文控制器，13-溫濕度測試儀，14-振動測試儀，15-間隔層交換機，16-上位機，17-待測電子式電壓互感器，18-待測電學電子式電流互感器，19-待測光學電子式電流互感器，20-PT合并單元，21-間隔合并單元，22-過程層交換機，23-待測數字化電能表。
【具體實施方式】
[0026]為了使本技術領域的人員更好地理解本實用新型中的技術方案，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型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實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，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，都應當屬于本實用新型保護的范圍。
[0027]參見圖1，為本實用新型實施例提供的一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置的結構示意圖，所述測試裝置包括第一三相工頻電壓源1、第二三相工頻電壓源2、移相器3、調壓器4、升流器5、標準電壓互感器6、標準電流互感器7、感應分壓器8、多通道電子式互感器校驗儀9、高精度模擬表10、規(guī)約轉換器11、報文控制器12、溫濕度測試儀13、振動測試儀14、間隔層交換機15以及上位機16。
[0028]其中，所述第一三相工頻電壓源I與移相器3的輸入端電連接，所述移相器3的另一端與標準電壓互感器6的一端相連接;所述標準電壓互感器6的另一端通過感應分壓器8與多通道電子式互感器校驗儀9相連接。所述移相器3的相位調節(jié)顆粒度為0.1度，調節(jié)范圍0-360度，且380V/1 1kV分相可調。所述標準電壓互感器6采用110kV/100V，精度等級為0.01%的標準電壓互感器。
[0029]所述第二三相工頻電壓源2通過調壓器4以及升流器5與標準電流互感器7電連接，所述標準電流互感器7與所述多通道電子式互感器校驗儀9相連接。其中，所述調壓器4配合升流器5輸出200-1000A電流，所述標準電流互感器7選用1000A/5A，精度等級0.01 %的標準電流互感器。
[0030]所述標準電壓互感器6和所述標準電流互感器7還均與高精度模擬表10電連接;所述高精度模擬表10采集標準電壓互感器6的輸出電壓和標準電流互感器7的輸出電流，并以645通訊規(guī)約規(guī)定的數據形式發(fā)送至規(guī)約轉換器11相連接;所述規(guī)約轉換器11將645通訊規(guī)約數據轉換為61850通訊規(guī)約數據。
[0031]所述多通道電子式互感器校驗儀9和所述規(guī)約轉換器11均通過間隔層交換機15與上位機16相連接。所述多通道電子式互感器校驗儀9將采集到的標準電壓互感器6的電壓互感器標準數據和標準電流互感器7的電流互感器標準數據發(fā)送至上位機16，所述規(guī)約轉換器11將來自高精度模擬表10的電表標準數據轉換格式后發(fā)送至上位機16。在具體實施時，所述多通道電子式互感器校驗儀9選用NI公司的多通道7位半板卡實現(xiàn)高精度等級，模擬回路采樣精度為0.05% ;所述高精度模擬表采用100V、5A輸入，用功電能計量精度為0.02%。
[0032]所述數字化電能計量系統(tǒng)包括待測電子式電壓互感器17、待測電子式電流互感器、PT合并單元20、間隔合并單元21、過程層交換機22以及待測數字化電能表23;所述待測電子式電壓互感器17的一端與所述移相器3相連接、另一端與所述PT合并單元20相連接;所述報文控制器12設置于所述PT合并單元20和所述間隔合并單元21之間、并與所述PT合并單元20和所述間隔合并單元21均相連接;所述間隔合并單元21通過過程層交換機22與待測數字化電能表23相連接;所述待測數字化電能表23通過所述間隔層交換機15與上位機16相連接。在具體實施時，技術人員可以根據研究和測試需要搭建所述數字化電能計量系統(tǒng)，所述待測電子式電壓互感器17、所述待測電子式電流互感器、所述PT合并單元20、所述間隔合并單元21、所述過程層交換機22以及所述待測數字化電能表23的數目均不做限制。
[0033]在本實用新型實施例中，所述數字化電能計量系統(tǒng)包括I個待測電子式電壓互感器17，I個待測電學電子式電流互感器18、1個待測光學電子式電流互感器19、2個報文控制器、2個間隔合并單元、I個過程層交換機以及2個待測數字化電能表;其中，所述待測電子式電壓互感器17可以為電學電子式電壓互感器或光學電子式電壓互感器，對于電學電壓互感器可以選用電容分壓原理或電感分壓原理的電壓互感器，額定一次電壓為l1kv，雙采集器輸出、并分別于所述2個PT合并單元相連接;所述待測電子式電流互感器包括待測電學電子式電流互感器18和待測光學電子式電流互感器19，所述待測電學電子式電流互感器18的一端與升流器5的輸出端相連接、另一端與一個間隔合并單元21相連接，所述待測光學電子式電流互感器19的一端同樣與升流器5相連接、另一端與另一個間隔合并單元21相連接;其中，所述待測電學電子式電流互感器18選用羅氏線圈+LPCT原理電子式互感器，額定一次電流為600A，精度等級為0.2;所述待測光學電子式電流互感器19采用全光纖原理電子式電流互感器，額定一次電流為600A，精度等級為0.2S。合并單元按照間隔配置，在PT合并單元20和間隔合并單元21之間分別設置報文控制器12，通過所述報文控制器12實現(xiàn)數字信號傳輸控制，所述報文控制器12輸入與輸出報文一致，僅控制報文的輸出延時、抖動、丟幀等與網絡特性相關的參數;所述間隔合并單元21將收集到的待測電壓互感器和待測電流互感器的電壓互感器測試數據和電流互感器測試數據以IEC61850-9-2規(guī)約發(fā)送至過程層交換機22，所述過程層交換機22進一步將上述測試數據分別發(fā)送至2個所述待測數字化電能表23;所述待測數字化電能表23將數字化電能表測試結果通過間隔層交換機15發(fā)送至上位機16，同時過程層交換機22將所述電壓互感器測試數據和所述電流互感器測試數據通過所述間隔層交換機15發(fā)送至上位機16。在具體實施時，所述過程層交換機22全部采用光纖接口，所述間隔層交換機15采用電以太網接口，數字化電能表直接采用以太網將電能量上送至上位機。另外，所述高精度模擬表10和所述待測數字化電能表23均設置有脈沖輸出端口，可以外接其他檢測設備例如示波器等對所述待測數字化電能表23的計量精度進行檢測。
[0034]所述溫濕度測試儀13和所述振動測試儀14設置于待測電子式互感器相應位置、并與上位機16相連接。所述溫濕度測試13設置相應的測試溫度和測試濕度，模擬待測電子式互感器實際工作環(huán)境，并將采集到的溫度數據和濕度數據通過串口通信接口發(fā)送至上位機16;所述振動測試14設置相應的測試振動頻率和振動幅度等，模擬待測電子式互感器實際工作振動情況，并將采集到的振動數據通過串口通信接口發(fā)送至上位機16。
[0035]在實際測試過程中，所述標準電壓互感器6將互感后的電壓，作為電壓互感器標準數據通過感應分壓器8的分壓、多通道電子式互感器校驗儀9的采集以及間隔層交換機15的轉發(fā)，發(fā)送至上位機16;所述電流互感器7將互感后的電流，作為電流互感器標準數據通過多通道電子式互感器校驗儀9的采集和間隔層交換機的轉發(fā)，發(fā)送至上位機16;同時，所述標準電壓互感器6互感后的電壓和所述標準電流互感器7互感后的電流輸入至高精度模擬表10，所述高精度模擬表10進行計量后采用DL/T645規(guī)約輸出，通過規(guī)約轉換器11轉換成IEC61850MMS協(xié)議的協(xié)議將電能表標準數據發(fā)送至間隔層交換機15、并最終到達上位機16。在數字化電能計量系統(tǒng)方面，待測電壓互感器與PT合并單元，以及待測電流互感器與間隔合并單元之間按照廠家私有協(xié)議傳遞數據，間隔合并單元將采集到的電壓互感器測試數據和電流互感器測試數據發(fā)送至過程層交換機22，所述過程層交換機22進一步將上述測試數據發(fā)送至待測數字化電能表23，以及通過間隔層交換機15發(fā)送至上位機16;待測數字化電能表23生成電能表測試數據，并將所述電能表測試數據通過間隔層交換機15發(fā)送至上位機16;溫濕度測試儀13和振動測試儀14采集溫度數據、濕度數據以及振動數據、并發(fā)送至上位機16。上位機16完成對數據的匯總，按照時間維度，測試各個時間節(jié)點上的每只電子式互感器的準確度，整個數字化計量系統(tǒng)的準確度，同時測試溫濕度、振動等環(huán)境信息，檢測由于報文控制器施加的異常信息，綜合上述所有信息進行信息匯總，測試數字化計量系統(tǒng)電能計量準確性，由整系統(tǒng)數字化電能計量誤差作為觸發(fā)信號，當整系統(tǒng)電能計量誤差越線時記錄該時刻電子式互感器誤差、功率因數、環(huán)境因數、丟幀及誤碼率、同步性等指標，從而得出不同工況下影響數字化計量系統(tǒng)整體計量準確性的因數，高效而準確地對數字化電能計量系統(tǒng)進行測試和評估。
[0036]由上述實施例可見，本實用新型實施例提供的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，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，模擬不同負載情況下一次電流與電壓的輸出。利用標準電流互感器以及標準電壓互感器將一次電流電壓轉換成二次電流電壓值供多通道電子式互感器校驗儀以及模擬標準電能表進行采集并將這些信號以及計算出的電能量上送至上位機分析軟件以完成模擬標準信號以及標準電能量的采集，作為整個系統(tǒng)標準源使用。分別搭建光學與電學電子式互感器及合并單元并配置對應的數字化電能表作為被測平臺，在PT合并單元與間隔合并單元之間配置報文控制器，用以控制數字化電流與電壓之間的數字信號傳遞的時間特性用來測試電流與電壓只見的同步性對數字化計量系統(tǒng)準確性的影響。分別讓電子式互感器工作在溫濕度箱以及振動上配置溫濕度測試儀以及振動測試儀用以測試電子式互感器在不同環(huán)境影響下對數字化整體計量準確度以及可靠性的影響。通過配置規(guī)約轉換器、過程層交換機以及間隔層交換機實現(xiàn)整系統(tǒng)規(guī)約統(tǒng)一以及協(xié)議數據交換。上位機采集多通道電子式互感器校驗儀上送的電流電壓模擬量標準信號，分別采集光學與電學電子式互感器合并單元輸出的IEC61850-9-2協(xié)議的電流電壓數字信號，同時采集模擬標準電能表輸出的電能量值以及光學與電學電子式互感器對應的數字化電能表的電能量值，上位機通過串行通信接口采集溫濕度、振動傳感器的值。上位機軟件通過對上述變量進行分析測試在不同負載特性、不同工況、不同時間特性等情況下整個數字化計量系統(tǒng)以及電子式互感器的整體準確性。
[0037]實施例二
[0038]參見圖2，為本實用新型實施例提供的另一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置的結構示意圖，本實用新型實施例與實施例一的不同之處在于，所述移相器3采用三相一體的移相器，即所述移相器3包括3個電壓相輸出端，所述移相器3將來自第一三相工頻電壓源的電壓分為電壓A相、電壓B相和電壓C相并分別通過電壓相輸出端輸出;所述電壓相輸出端分別與標準電壓互感器、標準電流互感器以及待測電壓互感器相連接。所述測試裝置還包括3組調壓器和升流器，所述第二三相工頻電壓源與每組調壓器相連接，每組所述升流器粉筆與對應的標準電流互感器和待測電流互感器相連接;每組調壓器和升流器相互匹配，完成升壓升流，并分別對應輸出電流A相、電流B相和電流C相。在本實用新型實施例中，所述測試裝置包括3個標準電壓互感器和3個標準電流互感器;所述數字化電能計量系統(tǒng)包括3個待測電壓互感器、3個待測電學電流互感器和3個待測光學電流互感器;所述3個標準電壓互感器分別連接至電壓A相、電壓B相和電壓C相對應的調壓的電壓相輸出端;所述3個標準電流互感器分別連接至電流A相、電流B相和電流C相對應的升流器輸出端;而且，所述3個標準電壓互感器和所述3個標準電流互感器將電壓互感器標準數據和電流互感器標準數據分別發(fā)送至多通道電子式互感器校驗儀和高精度模擬表;所述3個待測電壓互感器也分別與電壓A相、電壓B相和電壓C相對應的調壓的電壓相輸出端相連接，并將電壓互感器測試數據發(fā)送至PT合并單元;所述3個待測電學電流互感器分別與電流A相、電流B相和電流C相對應的升流器輸出端相連接，并將電流互感器測試數據發(fā)送至一個間隔合并單元，所述3個待測光學電流互感器也同樣分別與電流A相、電流B相和電流C相對應的升流器輸出端相連接，并將電流互感器測試數據發(fā)送至另一個間隔合并單元。所述溫濕度測試儀13和所述振動測試儀14設置于待測光學電流互感器位置，以針對所述待測光學電流互感器的環(huán)境影響程度進行測試。本實用新型實施例與實施例一相同之處，可參看實施例一，在此不再贅述。
[0039]通過增加調壓器電壓輸出相數，以及調壓器和升壓器的匹配組合增加電流相輸出相數，本實用新型實施例中的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，技術人員可以根據測試需要靈活搭建復雜度更高的數字化電能計量系統(tǒng)，并對復雜的數字化電能計量系統(tǒng)進行測試和評估，更加吻合實際工作的數字化電能計量系統(tǒng)的實際互聯(lián)情況，進一步提高所述測試裝置的測試靈活性和實用性。
[0040]需要說明的是，上述測試裝置實施例僅是部分實施例，在實際測試過程中技術人員可以設置所述移相器輸出任意多個電壓相例如2個等，同時可以設置任意多個調壓器和升流器組，以輸出任意多個電流相等;而且根據數字化電能計量系統(tǒng)中的電子式互感器的數目設定相應數目的標準電壓互感器和標準電流互感器。
[0041]與本實用新型提供的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置實施例相對應，本實用新型還提供了一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試方法。
[0042]參見圖3，為本實用新型實施例提供的一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試方法，該測試方法包括以下步驟:
[0043]步驟SlOl:從數字化電能計量系統(tǒng)的工作數據中提取測試參數，根據所述測試參數設定移相器、調壓器、升流器、報文控制器、溫濕度測試儀以及振動測試儀的工作參數。
[0044]所述工作數據可以理解為記錄所述數字化電能計量系統(tǒng)在實際工作過程中記錄的工作日志，例如數字化變電站的工作日志等，幫助技術人員記錄所述數字化電能計量系統(tǒng)的實際工作情況例如可以記錄工作電壓、工作電流、工作頻率等數據，方便在發(fā)生故障時分析故障原因。從所述工作數據中提取測試參數，由于所述測試參數來自實際工作數據最接近真實工作環(huán)境，因此依據所述測試參數配置測試裝置中的移相器、調壓器、升流器、溫濕度測試儀以及振動測試儀的工作參數，能夠有效還原工作現(xiàn)場，提高數字化電能計量系統(tǒng)測試的準確性。
[0045]參見圖4，為本實用新型實施例提供的一種測試參數提取方法的流程示意圖，所述提取方法包括以下步驟:
[0046]步驟SlOll:比較工作數據中的電壓數據和電流數據。
[0047]遍歷工作數據中的所述數字化電能計量系統(tǒng)的工作電壓數據和電流數據，分別比較所述電壓數據以及所述電流數據的大小。
[0048]步驟S1012:提取電壓極值和電流極值作為所述測試參數。
[0049]根據步驟S1011的比較結果，從中提取出電壓極值，包括電壓最大值和電壓最小值，以及包括電流最大值和電流最小值的電流極值;將所述電壓極值和所述電流極值作為測試參數。
[0050]在通過上述兩個步驟確定好所述電壓極值和所述電流極值后，從而可以確定所述數字化電能計量系統(tǒng)的測試電壓和測試電流范圍，以及由此計算出測試功率范圍。依據上述測試參數，調整移相器的升壓值和相角等參數，調整移相器輸出電壓的大小以及功率因數；以及依據所述測試參數，調整由調壓器和升流器的工作參數，調整升流器輸出電流的大小，從而對所述數字化電能計量系統(tǒng)進行測試。
[0051]參見圖5，為本實用新型實施例提供的另一種測試參數提取方法的流程示意圖，所述測試參數提取方法包括以下步驟:
[0052]步驟S1013:比較工作數據中的電壓波形和電流波形。
[0053]所述工作數據中依據時間順序記錄有離散電壓和電流數據，用于描述電壓波形和電流波形，由于電壓波形和電流波形具有周期性的特征，因此可以以固定周期的時間段截取多個時間段電壓波形和時間段電流波形；比對每個時間段電壓波形之間的電壓數據差值，以及比對每個時間段電流波形之間的電流數據差值。
[0054]步驟S1014:分別統(tǒng)計同形態(tài)電壓波形和電流波形的出現(xiàn)次數。
[0055]通過步驟S1013計算出的所述電壓數據差值和所述電流數據差值，判斷所述電壓波形和所述電流波形是否為同形態(tài)波形;例如在具體實施時，如果所述電壓數據差值大于一差距閾值，則判斷所述時間段電壓波形不同，否則，則認為相同；同樣如果所述電流數據差值大于一差距閾值，則判斷所述時間段電流波形不同，否則，則認為相同。分別統(tǒng)計相同形態(tài)的電壓波形和電壓波形的出現(xiàn)次數。
[0056]步驟S1015:提取出現(xiàn)次數最多的電壓波形和電流波形作為所述測試參數。
[0057]根據步驟S1014的統(tǒng)計結果，提取出現(xiàn)次數最多的電壓波形和電流波形作為所述測試參數。
[0058]根據步驟S1013至步驟S1015確定的測試參數，調整測試裝置中的移相器、調壓器以及升流器的工作參數，使得經所述移相器輸出的電壓復合上述電壓波形，經所述調壓器和所述升流器輸出的電流復合上述電流波形，保證測試環(huán)境與所述數字化電能計量系統(tǒng)的實際工作環(huán)境一致，進而提高所述數字化電能計量系統(tǒng)的測試精度。
[0059]步驟S102:判斷待測數字化電能表是否出現(xiàn)計量誤差。
[0060]在上位機中，通過分析比較來自高精度模擬表的電能表標準數據，以及來自待測數字化電能表的電能表測試數據，從而可以判斷待測數字化電能表是否出現(xiàn)計量誤差。
[0061]步驟S103:如果待測數字化電能表出現(xiàn)計量誤差，記錄所述待測數字化電能表出現(xiàn)計量誤差時刻的計量因數，所述計量因數包括電子式互感器誤差、功率因數、環(huán)境因數、丟幀誤碼率。
[0062]以待測數字化電能表出現(xiàn)計量誤差作為觸發(fā)信號，當待測數字化電能表出現(xiàn)計量誤差時，記錄當前時刻的計量因數，所述計量因數可以理解為當前數字化電能計量系統(tǒng)的測試環(huán)境，包括電子式互感器誤差、功率因數、環(huán)境因數以及丟幀誤碼率;其中所述電子式互感器誤差，描述數字化計量系統(tǒng)中待測電壓互感器誤差和待測電流互感器可能帶來的誤差;所述功率因數，記錄當前時刻所述數字化計量系統(tǒng)輸入的功率因數;所述環(huán)境因數，包括電子式互感器的測試環(huán)境中的溫度、濕度、振動頻率和振動幅值等，溫濕度測試儀采集測試環(huán)境中的溫度和濕度，振動測試儀采集測試環(huán)境中的振動頻率和振動幅值;所述丟幀誤碼率，描述所述數字化計量系統(tǒng)的網絡狀態(tài)，所述數字化計量系統(tǒng)中的電子式互感器、合并單元以及待測數字化電能表通過過程層交換機互聯(lián)并以符合通訊規(guī)約的報文數據幀的形式進行通信，其中的網絡狀態(tài)對數字化計量系統(tǒng)的計量精度會產生影響，所述丟幀誤碼率通過報文控制器進行控制以模擬數字化計量系統(tǒng)在實際工作時可能經歷的不同網絡異常狀況。將計量因數記錄，具體的形式在本實用新型實施例中不做限制，例如可以組織成數據庫的形式，通過統(tǒng)計分析，計算不同工況下影響數字化計量整體計量準確性的因數，從而對定性定量研究數字化計量整體計量準確性影響因素提供數據基礎。
[0063]由于數字化電能計量系統(tǒng)的計量準確性不只由系統(tǒng)整體決定，為了對系統(tǒng)中的組成部件進行分環(huán)節(jié)分析，本實用新型實施例基于所述數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，在圖3所示測試方法的基礎上，參見圖6，為本實用新型實施例提供的另一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試方法，該方法還包括以下步驟:
[0064]步驟S104: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。
[0065]在上位機中通過電壓互感器測試數據以及電流互感器測試數據，可以計算得到電壓互感器以及電流互感器的比值誤差和相位誤差，通過分別與標準電壓互感器和標準電流互感器的比值誤差和相位誤差，對比判斷所述數字化電能計量系統(tǒng)中的電子式互感器是否出現(xiàn)精度誤差。在具體實施時，例如對于電壓互感器，如果待測電壓互感器的比值誤差和相位誤差發(fā)生變化，且變化程度超過一閾值，則判斷待測電壓互感器精度出現(xiàn)誤差。
[0066]步驟S105:如果電子式互感器出現(xiàn)精度誤差，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應的功率因數、環(huán)境因數、丟幀誤碼率。
[0067]通過步驟S104的判斷，數字化電能計量系統(tǒng)中的電子式互感器出現(xiàn)精度誤差，而電子式互感器的精度誤差可能是造成整個計量系統(tǒng)計量誤差的主要因素，因此需要對電子式互感器環(huán)節(jié)進行分析。具體地，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應的功率因數、環(huán)境因數、丟幀誤碼率;其中所述相對應的功率因數、環(huán)境因數和丟幀誤碼率，可以理解為輸入出現(xiàn)精度誤差的電子式互感器的功率因數、出現(xiàn)精度誤差的電子式互感器的測試環(huán)境溫度、濕度、振動頻率和振動幅值，以及所述出現(xiàn)精度誤差的電子式互感器連接到的合并單元對應的報文控制器丟幀誤碼率。通過對功率因數、環(huán)境因數以及丟幀誤碼率的匯總，分析造成電子式互感器精度誤差的原因。
[0068]步驟S106:如果電子式互感器未出現(xiàn)精度誤差，過調整報文控制器工作參數，判斷是否網絡異常導致所述數字化電能計量系統(tǒng)誤差。
[0069]如果電子式互感器未出現(xiàn)精度誤差，可以對數字化電能計量系統(tǒng)的網絡連接環(huán)節(jié)進行分析;例如在具體實施時，可以調整報文控制器的工作參數，控制報文控制器將逐步恢復到正常網絡狀態(tài)等，以判斷網絡狀態(tài)正常后，所述數字化電能計量系統(tǒng)的計量誤差是否依然存在，如果存在，可能還需要進行其他環(huán)節(jié)例如合并單元的檢測;如果計量誤差逐漸消失，則判斷是由網絡異常引起計量誤差。通過分析丟幀誤碼率等網絡影響因素，分析造成所述計量系統(tǒng)計量誤差的機理等。
[0070]需要說明的是，在本文中，諸如術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0071]以上所述僅是本實用新型的【具體實施方式】，使本領域技術人員能夠理解或實現(xiàn)本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的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實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型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。
【主權項】
1.一種數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，包括第一三相工頻電壓源(I)、第二三相工頻電壓源(2)、移相器(3)、調壓器(4)、升流器(5)、標準電壓互感器(6)、標準電流互感器(7)、感應分壓器(8)、多通道電子式互感器校驗儀(9)、高精度模擬表(10)、規(guī)約轉換器(11)、報文控制器(12)、溫濕度測試儀(13)、振動測試儀(14)、間隔層交換機(15)以及上位機(16)，其中: 第一三相工頻電壓源(I)與移相器(3)的輸入端電連接，所述移相器(3)的輸出端與標準電壓互感器(6)的一端相連接;所述標準電壓互感器(6)的另一端通過感應分壓器(8)與多通道電子式互感器校驗儀(9)相連接； 第二三相工頻電壓源(2)通過調壓器(4)以及升流器(5)與標準電流互感器(7)電連接，所述標準電流互感器(7)與所述多通道電子式互感器校驗儀(9)相連接； 所述標準電壓互感器(6)和所述標準電流互感器(7)還均與高精度模擬表(I O)電連接；所述高精度模擬表(10)與規(guī)約轉換器(11)相連接； 所述數字化電能計量系統(tǒng)包括待測電子式電壓互感器(17)、待測電子式電流互感器、PT合并單元(20)、間隔合并單元(21)、過程層交換機(22)以及待測數字化電能表(23);所述待測電子式電壓互感器(17)的一端與所述移相器(3)相連接、另一端與所述PT合并單元(20)相連接;所述報文控制器(12)設置于所述PT合并單元(20)和所述間隔合并單元(21)之間、并與所述PT合并單元(20)和所述間隔合并單元(21)均相連接;所述間隔合并單元(21)通過過程層交換機(22)與待測數字化電能表(23)相連接;所述待測數字化電能表(23)通過間隔層交換機(15)與上位機(16)相連接； 所述多通道電子式互感器校驗儀(9)、所述規(guī)約轉換器(11)均通過所述間隔層交換機(15)與上位機(16)相連接;所述溫濕度測試儀(13)和所述振動測試儀(14)設置于待測電子式電壓互感器(17)和/或待測電子式電流互感器相應位置、并與上位機(16)相連接。2.根據權利要求1所述的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述移相器(3)包括3個電壓相輸出端，所述電壓相輸出端分別與標準電壓互感器(6)以及待測電子式電壓互感器(17)相連接。3.根據權利要求1所述的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，包括3組調壓器(4)和升流器(5);所述第二三相工頻電壓源(2)與每組調壓器(4)相連接，每組所述升流器(5)分別與對應的標準電流互感器(7)以及待測電子式電流互感器相連接。4.根據權利要求1所述的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述報文控制器(12)通過IEC61850-9-2規(guī)約與所述PT合并單元(20)以及所述間隔合并單元(21)相連接、通信。5.根據權利要求1所述的數字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置，其特征在于，所述待測電子式電流互感器包括待測光學電子式電流互感器(19)，所述待測電子式電壓互感器(17)包括待測光學電子式電壓互感器;所述溫濕度測試儀(13)以及所述振動測試儀(14)設置于待測光學電子式電流互感器(19)和/或待測光學電子式電壓互感器相應位置，且所述溫濕度測試儀(13)以及所述振動測試儀(14)通過串口通信端口與上位機(16)相連接。
【文檔編號】G01R35/02GK205608171SQ201620086279
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年1月28日
【發(fā)明人】翟少磊, 朱夢夢, 曹敏, 羅強, 何兆磊, 朱全聰, 于輝, 林聰
【申請人】云南電網有限責任公司電力科學研究院