專利名稱：一種pt二次回路壓降實時同步測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電能計量技木，尤其涉及一種電壓互感器(Potential Transformer,簡稱PT) 二次回路壓降實時同步測量裝置。
背景技術(shù)：
電能計量的準確性關(guān)系到供電和用電部門經(jīng)濟利益，提高計量的準確度是電カ系統(tǒng)各部門的共同要求。電能計量本質(zhì)是對電能量的高精度測量，當測量精度滿足國家相關(guān)標準要求，可作為用電費用結(jié)算的依據(jù)時，就叫做電能計量。電能計量系統(tǒng)包含兩個必要部分互感器和電能表?；ジ衅饔址譃殡妷夯ジ衅鱌T和電流互感器(Current Transformer, 簡稱CT)兩種，分別對負載電路的電壓和電流進行取樣；電能表采集互感器輸出的電壓值， 根據(jù)互感器的變比折算出負載電壓和電流，計算出電能量。國內(nèi)大多數(shù)電能計量站都將互感器安裝在室外、電能表安裝在控制室內(nèi)，它們之間通過幾十米、幾百米甚至上千米的導(dǎo)線連接，互感器連接示意圖如圖I所示。在圖I中， 電壓互感器PT的二次出ロ端通過快速開關(guān)K、保險絲S接到電能表的電壓線圈上，這段導(dǎo)線被稱為“PT 二次回路”；電流互感器CT的二次出ロ端連接到電能表Wh的電流線圈上，將電能表Wh指示的電量乘以PT和CT的變比系數(shù)，即為負載端的實際用電量。由圖I可看出，影響電能計量誤差的因素有互感器變比系數(shù)誤差、電能表測量誤差、PT 二次回路壓降。在這些因素中，互感器變比系數(shù)誤差與電能表測量誤差都可由第三方計量機構(gòu)標定，在標定有效期內(nèi)保持穩(wěn)定。PT 二次回路中，二次負荷電流與電路中的阻抗、 感抗和容抗相互作用，使得電能表輸入端與PT 二次端信號存在比差和角差，對電能計量誤差產(chǎn)生影響；同時，各電能計量站PT 二次回路的實際線路千差萬別，必須在現(xiàn)場對此比差和角差進行測量，作為PT 二次回路管理的依據(jù)。PT 二次回路壓降作為構(gòu)成電能計量誤差的重要部分，受到廣泛關(guān)注，國內(nèi)外都有嚴格的監(jiān)測和控制標準。我國行業(yè)標準——DL/T448-2000《電能計量裝置技術(shù)管理規(guī)程》 中規(guī)定1、II類用于貿(mào)易結(jié)算的電能計量裝置中的電壓互感器二次回路壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0.2%，其他電能計量裝置中電壓互感器二次電回路壓降應(yīng)不大于其額定二次電壓的0. 5% ;運行中應(yīng)對電壓互感器二次回路壓降進行定期檢測，一般規(guī)定檢測周期為兩年。因此，需要ー種可準確、安全、高效的用于檢測PT 二次回路壓降的檢測裝置。直接測量技術(shù)方案如圖2所示，為PT 二次回路壓降直接測量原理示意圖，直接測量方案采用線車將戶外現(xiàn)場的PT和CT 二次端信號(通過L3、L2、長電纜)直接引入控制室，采用拉線式測試儀(通過LI)同步測量戶外現(xiàn)場信號和控制室內(nèi)電表端信號，計算出比差、角差和壓降值等參數(shù)。直接測量技術(shù)方案的缺點體現(xiàn)在可操作性差每次測量都需要臨時拉線，臨時線纜可能越過如馬路等障礙物，不便于實施；安全性差臨時拉線可能會引起停電或其他安全事故(例如2005年唐山熱電廠，鋪設(shè)臨時電纜時110KV母線對地短路， 造成電廠停電的重大事故)。間接測量技術(shù)方案現(xiàn)有PT 二次回路壓降間接測量原理示意圖如圖3所示，其基本原理是采用兩個校準合格的測試站同時對戶外現(xiàn)場和控制室內(nèi)的信號進行測量，然后根據(jù)兩個測試站的數(shù)據(jù)計算PT 二次回路壓降。現(xiàn)有間接測量方案存在的不足體現(xiàn)在主站與輔站之間不能完全同步測量、因此不能測量角差；也有采用GPS衛(wèi)星自動授時實現(xiàn)同歩數(shù)據(jù)采集、無線電臺進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕鉀Q方案。但在無法接收GPS信號時，該方案不能實現(xiàn)兩站同步；在禁止使用無線電臺時，該方案不能實時數(shù)據(jù)傳輸與解算。

實用新型內(nèi)容本實用新型實施例提供ー種PT 二次回路壓降實時同步測量裝置，以實現(xiàn)同步采集與自動數(shù)據(jù)傳輸并可實時解算結(jié)果。一方面，本實用新型實施例提供了一種電壓互感器PT 二次回路壓降實時同步測量裝置，所述裝置包括位于電能表端的主站和位于電壓互感器端的輔站，其中所述主站包括第一控制模塊，用于作為所述主站和所述輔站的控制中心，協(xié)調(diào)各模塊按順序完成測試流程；第一數(shù)據(jù)采集模塊，與所述第一控制模塊連接，用于采集輸入到電能表的電壓信號;第一人機界面模塊，與所述第一控制模塊連接，用于接受用戶操作指令、顯示測試狀態(tài)與結(jié)果；第一光通信終端，與所述第一控制模塊連接，用于所述主站與所述輔站間的通信， 所述主站的所述第一控制模塊通過所述第一光通信終端向輔站發(fā)送同步信號，使所述主站與所述輔站進行同步信號采集；所述主站通過所述第一光通信終端接收所述輔站采集到的數(shù)據(jù)，所述主站的第一控制模塊計算PT 二次回路的比差、角差和壓降，并通過所述第一人機界面模塊進行顯示；所述輔站包括第二控制模塊，用于作為所述輔站的控制中心，協(xié)調(diào)所述輔站的各模塊按順序完成測試流程；第二數(shù)據(jù)采集模塊，與所述第二控制模塊連接，用于采集電壓互感器、電流互感器的電壓信號；第二光通信終端，與所述第二控制模塊連接，用于所述輔站與所述主站間的通信， 所述輔站的第二控制模塊通過所述第二光通信終端接收所述主站發(fā)送的同步信號，使所述輔站與所述主站進行同步信號采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過所述第二光通信終端發(fā)送至所述主站?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述輔站還包括第二人機界面模塊，用于接受用戶操作指令、顯示所述輔站的測試狀態(tài)與結(jié)果?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述第一控制模塊和/或所述第二控制模塊為基于高級精簡指令集計算機ARM 9內(nèi)核的嵌入式計算機?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述第一人機界面模塊包含微型鍵盤和液晶顯示面板?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述第二人機界面模塊包含微型鍵盤和液晶顯示面板?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述第一數(shù)據(jù)采集模塊包括信號輸入端ロ、 信號調(diào)理電路、A/D芯片。可選的，在本實用新型的一實施例中，所述第二數(shù)據(jù)采集模塊包括信號輸入端ロ、 信號調(diào)理電路、A/D芯片?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述第一光通信終端與所述第二光通信終端通過光學天線實現(xiàn)點對點信號傳輸?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述第一光通信終端進行時分復(fù)用，在數(shù)據(jù)采集過程中，傳遞同步信號；在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，傳遞數(shù)據(jù)信號?？蛇x的，在本實用新型的一實施例中，所述第二光通信終端進行時分復(fù)用，在數(shù)據(jù)采集過程中，傳遞同步信號；在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，傳遞數(shù)據(jù)信號。上述技術(shù)方案具有如下有益效果因為采用光通信終端作為主站與輔站間的通訊工具，并可以對光通訊信號時分復(fù)用，實現(xiàn)了同步采集與自動數(shù)據(jù)傳輸并可實時解算結(jié)果， 避免了在主站與輔站之間架設(shè)無線電臺或鋪設(shè)電纜，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，更有利于操作和維護。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)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實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是互感器連接示意圖；圖2為PT 二次回路壓降直接測量原理示意圖；圖3為PT 二次回路壓降間接測量原理示意圖；圖4為本實用新型實施例ー種PT 二次回路壓降實時同步測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型實施例另ー種PT 二次回路壓降實時同步測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)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(shù)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。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)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，都屬于本實用新型保護的范圍。如圖4所示，為本實用新型實施例ー種PT 二次回路壓降實時同步測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖，所述裝置包括位于電能表端的主站和位于電壓互感器端的輔站，其中所述主站41包括第一控制模塊411，用于作為所述主站和所述輔站的控制中心，協(xié)調(diào)各模塊按順序完成測試流程；第一數(shù)據(jù)采集模塊412，與所述第一控制模塊連接，用于采集輸入到電能表的電壓
信號；[0040]第一人機界面模塊413，與所述第一控制模塊連接，用于接受用戶操作指令、顯示測試狀態(tài)與結(jié)果；第一光通信終端414，與所述第一控制模塊連接，用于所述主站與所述輔站間的通信，所述主站的所述第一控制模塊通過所述第一光通信終端向輔站發(fā)送同步信號，使所述主站與所述輔站進行同步信號采集；所述主站通過所述第一光通信終端接收所述輔站采集到的數(shù)據(jù)，所述主站的第一控制模塊計算PT 二次回路的比差、角差和壓降，并通過所述第一人機界面模塊進行顯示；所述輔站42包括第二控制模塊421，用于作為所述輔站的控制中心，協(xié)調(diào)所述輔站的各模塊按順序完成測試流程；第二數(shù)據(jù)采集模塊422，與所述第二控制模塊連接，用于采集電壓互感器、電流互感器的電壓信號；第二光通信終端424，與所述第二控制模塊連接，用于所述輔站與所述主站間的通信，所述輔站的第二控制模塊通過所述第二光通信終端接收所述主站發(fā)送的同步信號，使所述輔站與所述主站進行同步信號采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過所述第二光通信終端發(fā)送至所述主站。如圖5所示，為本實用新型實施例另ー種PT 二次回路壓降實時同步測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其結(jié)構(gòu)除與圖4中包含的硬件模塊相同外，所述輔站還包括第二人機界面模塊 423，用于接受用戶操作指令、顯示所述輔站的測試狀態(tài)與結(jié)果。可選的，所述第一控制模塊411和/或所述第二控制模塊421為基于高級精簡指令集計算機ARM 9內(nèi)核的嵌入式計算機?？蛇x的，所述第一人機界面模塊413包含微型鍵盤和液晶顯示面板?？蛇x的，所述第二人機界面模塊423包含微型鍵盤和液晶顯示面板?？蛇x的，所述第一數(shù)據(jù)采集模塊412包括信號輸入端ロ、信號調(diào)理電路、A/D芯片。可選的，所述第二數(shù)據(jù)采集模塊422包括信號輸入端ロ、信號調(diào)理電路、A/D芯片?？蛇x的，所述第一光通信終端414與所述第二光通信終端424通過光學天線實現(xiàn)點對點信號傳輸?？蛇x的，所述第一光通信終端414進行時分復(fù)用，在數(shù)據(jù)采集過程中，傳遞同步信號；在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，傳遞數(shù)據(jù)信號?？蛇x的，所述第二光通信終端424進行時分復(fù)用，在數(shù)據(jù)采集過程中，傳遞同步信號；在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，傳遞數(shù)據(jù)信號。下面介紹上述實施例的具體應(yīng)用實際使用時，主站可以布置在控制間，輔站可以布置在戶外現(xiàn)場。各模塊工作原理與實現(xiàn)方法如下控制模塊的核心是基于ARM (Advanced RISC Machines,高級精簡指令集計算機)9 內(nèi)核的嵌入式計算機，運行Iinux操作系統(tǒng)，根據(jù)編制好的應(yīng)用程序完成參數(shù)設(shè)置、測試流程控制、數(shù)值計算、狀態(tài)顯示、結(jié)果顯示與存儲等功能。人機界面模塊包含微型鍵盤和液晶顯示面板兩部分。微型鍵盤含有29個按鍵，包括10個數(shù)字和19個功能鍵，各功能鍵分別布置在液晶顯示屏的右側(cè)與下側(cè)，按鍵對應(yīng)的功
7能名稱顯示在液晶面板上，按下相應(yīng)按鍵即可執(zhí)行對應(yīng)功能。液晶面板采用彩色TFT顯示屏，分辨率800X480，以中文界面顯示操作提示、運行狀態(tài)和測試結(jié)果。數(shù)據(jù)采集模塊由信號輸入端ロ、信號調(diào)理電路、高精度A/D芯片等組成。主站與輔站信號輸入端ロ支持三相三線和三相四線兩種接入方式。信號調(diào)理電路對互感器輸出信號進行分壓、阻抗變換和濾波，使其適應(yīng)A/D芯片的輸入要求并抑制高頻噪聲干擾。本方案采用的A/D芯片最高分別率為24bit，每通道實際采樣頻率25. 6kHz。光通信終端利用主站與輔站間傳遞的數(shù)字信號對高頻脈沖信號進行調(diào)制，通過ー 對特殊“鏡頭”——光學天線，實現(xiàn)點對點信號傳輸。近年來，得益于ニ極管激光器技術(shù)、精密光學天線技術(shù)、CCD (Charge Coupled Device,電荷稱合器件)自動自動跟蹤對準技術(shù)的發(fā)展，短程光通信終端在自動跟蹤與對準、適應(yīng)惡劣天氣環(huán)境方面已經(jīng)有了明顯的進步，將逐漸進入民用通訊領(lǐng)域。本系統(tǒng)選用的光通信終端通訊速率可穩(wěn)定在IG bit/s以上，作為主站與輔站間的同步信號使用時，其同步時差最低可在ns級，對于50Hz的エ頻信號，相當于角差測量分辨率為0.1'，完全能夠滿足本系統(tǒng)的要求(角差測量誤差小于I')。本方案對光通信終端進行時分復(fù)用，在數(shù)據(jù)采集過程中，傳遞同步脈沖信號；數(shù)據(jù)采集結(jié)束后， 傳遞數(shù)據(jù)信號。輔站與主站在硬件上可以相同，可以只是軟件略有差異，主要體現(xiàn)在輔站向主站發(fā)送數(shù)據(jù)；主站負責接收數(shù)據(jù)并解算結(jié)果，并對結(jié)果進行顯示與存儲。本實用新型通過對光通信終端進行時分復(fù)用，在PT 二次回路壓降測量主站與輔站間建立了同步采集與數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)了 PT 二次回路壓降的同步與實時測量，避免了在主站與輔站之間架設(shè)無線電臺或鋪設(shè)電纜，簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，更有利于操作和維護。本實用新型實施例中所描述的各種說明性的邏輯塊，或単元都可以通過通用處理器，數(shù)字信號處理器，專用集成電路(ASIC)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置，離散門或晶體管邏輯，離散硬件部件，或上述任何組合的設(shè)計來實現(xiàn)或操作所描述的功能。通用處理器可以為微處理器，可選地，該通用處理器也可以為任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以通過計算裝置的組合來實現(xiàn)，例如數(shù)字信號處理器和微處理器，多個微處理器，一個或多個微處理器聯(lián)合一個數(shù)字信號處理器核，或任何其它類似的配置來實現(xiàn)。以上所述的具體實施方式
，對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一歩詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施方式
而已，并不用于限定本實用新型的保護范圍，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電壓互感器PT 二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在于，所述裝置包括位于電能表端的主站和位于電壓互感器端的輔站，其中所述主站包括第一控制模塊，用于作為所述主站和所述輔站的控制中心，協(xié)調(diào)各模塊按順序完成測試流程；第一數(shù)據(jù)采集模塊，與所述第一控制模塊連接，用于采集輸入到電能表的電壓信號； 第一人機界面模塊，與所述第一控制模塊連接，用于接受用戶操作指令、顯示測試狀態(tài)與結(jié)果；第一光通信終端，與所述第一控制模塊連接，用于所述主站與所述輔站間的通信，所述主站的所述第一控制模塊通過所述第一光通信終端向輔站發(fā)送同步信號，使所述主站與所述輔站進行同步信號采集；所述主站通過所述第一光通信終端接收所述輔站采集到的數(shù)據(jù)，所述主站的第一控制模塊計算PT 二次回路的比差、角差和壓降，并通過所述第一人機界面模塊進行顯示；所述輔站包括第二控制模塊，用于作為所述輔站的控制中心，協(xié)調(diào)所述輔站的各模塊按順序完成測試流程；第二數(shù)據(jù)采集模塊，與所述第二控制模塊連接，用于采集電壓互感器、電流互感器的電壓信號；第二光通信終端，與所述第二控制模塊連接，用于所述輔站與所述主站間的通信，所述輔站的第二控制模塊通過所述第二光通信終端接收所述主站發(fā)送的同步信號，使所述輔站與所述主站進行同步信號采集，并將采集到的數(shù)據(jù)通過所述第二光通信終端發(fā)送至所述主站。
2.如權(quán)利要求I所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在于，所述輔站還包括第二人機界面模塊，用于接受用戶操作指令、顯示所述輔站的測試狀態(tài)與結(jié)果。
3.如權(quán)利要求I所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第一控制模塊和/或所述第二控制模塊為基于高級精簡指令集計算機ARM 9內(nèi)核的嵌入式計算機。
4.如權(quán)利要求I所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第一人機界面模塊包含微型鍵盤和液晶顯示面板。
5.如權(quán)利要求2所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第二人機界面模塊包含微型鍵盤和液晶顯示面板。
6.如權(quán)利要求I所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第一數(shù)據(jù)采集模塊包括信號輸入端ロ、信號調(diào)理電路、A/D芯片。
7.如權(quán)利要求I所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第二數(shù)據(jù)采集模塊包括信號輸入端ロ、信號調(diào)理電路、A/D芯片。
8.如權(quán)利要求I所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第一光通信終端與所述第二光通信終端通過光學天線實現(xiàn)點對點信號傳輸。
9.如權(quán)利要求I所述PT二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第一光通信終端進行時分復(fù)用，在數(shù)據(jù)采集過程中，傳遞同步信號；在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，傳遞數(shù)據(jù)信號。
10.如權(quán)利要求I所述PT 二次回路壓降實時同步測量裝置，其特征在干，所述第二光通信終端進行時分復(fù)用，在數(shù)據(jù)采集過程中，傳遞同步信號；在數(shù)據(jù)采集結(jié)束后，傳遞數(shù)據(jù)信號。
專利摘要本實用新型提供一種PT二次回路壓降實時同步測量裝置，包括主站和輔站，其中主站包括第一控制模塊，用于作為主站和輔站的控制中心，協(xié)調(diào)各模塊按順序完成測試流程；第一數(shù)據(jù)采集模塊，與第一控制模塊連接，采集輸入到電能表的電壓信號；第一人機界面模塊，與第一控制模塊連接，用于接受用戶操作指令、顯示測試狀態(tài)與結(jié)果；第一光通信終端，與第一控制模塊連接，用于主站與輔站間的通信，第一控制模塊通過第一光通信終端向輔站發(fā)送同步信號，使主站與輔站進行同步信號采集；主站接收輔站采集到的數(shù)據(jù)，第一控制模塊計算PT二次回路的比差、角差和壓降，并通過第一人機界面模塊進行顯示；輔站包括第二控制模塊、第二數(shù)據(jù)采集模塊、第二光通信終端。
文檔編號G01R19/10GK202339371SQ20112044165
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月9日
發(fā)明者候敬松, 張瑞, 李勝明, 陳京德 申請人:北京煜邦電力技術(shù)有限公司