專利名稱：數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電能表校驗設備，尤其涉及一種數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀。
背景技術：
在目前的數(shù)字化變電站中，傳統(tǒng)模式的電磁式互感器和數(shù)字化電子式互感器并存，電磁式互感器輸出的是模擬電壓、模擬電流信號，模擬電壓、模擬電流信號通過二次電纜傳輸至帶模擬的合并單元，由合并單元按照IEC6180-9-1/2標準將12路電壓、電流信息組合并輸出規(guī)范的采樣值以太網(wǎng)幀，數(shù)字電能表接收此采樣值以太網(wǎng)幀，直接進行數(shù)學運算得到電流、電壓、有功、無功等電能量。電子式互感器將一次電流、電壓信號進行數(shù)字化，然后通過光纖將數(shù)字化的電流、電壓信息傳輸給合并單元，由合并單元按照IEC6180-9-1/2標準將12路電壓、電流信息組合并輸出規(guī)范的采樣值以太網(wǎng)幀，數(shù)字電能表接收此采樣值以太網(wǎng)幀，直接進行數(shù)學運算得到電流、電壓、有功、無功等電能量。由于現(xiàn)在數(shù)字化變電站的數(shù)字電能計量系統(tǒng)中整體結構和數(shù)字電能表的工作原理及接口方式都發(fā)生了根本性的改變，傳統(tǒng)的校驗設備接口和功能單一，根本無法對其進行校驗，尤其是數(shù)字電能表的校驗問題，這已成為制約數(shù)字電能計量系統(tǒng)推廣的一個瓶頸問題。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型主要解決傳統(tǒng)的電能表校驗設備已無法對數(shù)字化變電站的數(shù)字電能計量系統(tǒng)和數(shù)字電能表進行校驗的技術問題；提供一種數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，其不但能夠對傳統(tǒng)的模擬轉數(shù)字的合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，也能對純數(shù)字合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，滿足智能化數(shù)字化電站的需要。本實用新型的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:本實用新型包括三個電壓互感器、三個電流互感器、六通道A/D轉換模塊、AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊、數(shù)字波形處理模塊、數(shù)字波形采集模塊、標準電能計量模塊、誤差計算模塊、鍵盤模塊、顯示模塊和可編程邏輯控制器，三個電壓互感器的輸入端分別接三相電壓輸入端，三個電流互感器的輸入端分別接三相電流輸入端，三個電壓互感器、三個電流互感器的輸出端分別和六通道A/D轉換模塊的六個輸入端相連，六通道A/D轉換模塊的輸出端和AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊的輸入端相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊和數(shù)字波形處理模塊、數(shù)字波形采集模塊、標準電能計量模塊及誤差計算模塊依次相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊、誤差計算模塊分別和鍵盤模塊相連，顯示模塊和誤差計算模塊相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊經(jīng)可編程邏輯控制器和六通道A/D轉換模塊的控制端相連，數(shù)字波形采集模塊連接有合并單元輸入接口，誤差計算模塊連接有被檢電能表脈沖輸入接口。通過鍵盤模塊對參數(shù)和工作狀態(tài)進行設置，誤差計算模塊算出的誤差結果通過顯示模塊顯示。合并單元輸入接口用于連接合并單元，被檢電能表脈沖輸入接口用于連接被檢電能表。本實用新型既能實現(xiàn)帶模擬信號校驗又能實現(xiàn)帶數(shù)字信號校驗。帶模擬信號校驗為:電磁式互感器輸出的模擬電壓、模擬電流信號分別接入三相電壓輸入端和三相電流輸入端，經(jīng)電壓互感器和電流互感器輸送給六通道A/D轉換模塊進行AD采樣后，再傳輸給AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊處理，整理好的數(shù)據(jù)再輸送給數(shù)字波形處理模塊，數(shù)字波形處理模塊按照IEC6180-9-1/2標準將12路電壓、電流信息組合并輸出規(guī)范的采樣值以太網(wǎng)幀給數(shù)字波形采集模塊，數(shù)字波形采集模塊負責數(shù)字波形的接收和解包運算，數(shù)字波形采集模塊再將處理后的數(shù)據(jù)傳送給標準電能計量模塊，標準電能計量模塊的主要功能是計算電能和產(chǎn)生標準電能脈沖，產(chǎn)生的標準電能脈沖輸送給誤差計算模塊，而被檢電能表產(chǎn)生的電能脈沖也輸送給誤差計算模塊，誤差計算模塊對兩者進行比對和計算，算出被檢電能表存在的電能計量誤差值，并送顯示模塊顯示。帶數(shù)字信號校驗為:合并單元輸出的數(shù)字信號通過合并單元輸入接口輸送給數(shù)字波形采集模塊，數(shù)字波形采集模塊負責數(shù)字波形的接收和解包運算，處理后的數(shù)據(jù)再傳送給標準電能計量模塊，由標準電能計量模塊計算出標準電能并產(chǎn)生標準電能脈沖，標準電能脈沖輸送給誤差計算模塊，而被檢電能表產(chǎn)生的電能脈沖也輸送給誤差計算模塊，誤差計算模塊對兩者進行比對和計算，算出被檢電能表存在的電能計量誤差值，并送顯示模塊顯示。因此，本實用新型不但能夠對傳統(tǒng)的模擬轉數(shù)字的合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，也能對純數(shù)字合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，滿足智能化數(shù)字化電站的需要。作為優(yōu)選，所述的數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀包括人機界面工控板，所述的鍵盤模塊、顯示模塊分別和人機界面工控板相連，人機界面工控板再和所述的AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊、誤差計算模塊相連。采用模塊化結構，安裝和維修都較方便。作為優(yōu)選，所述的AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊、數(shù)字波形處理模塊采用微處理器，所述的數(shù)字波形采集模塊采用可編程邏輯電路，所述的標準電能計量模塊采用數(shù)字信號處理器，所述的誤差計算模塊采用微控制器，所述的合并單元輸入接口為光纖接口。實現(xiàn)方便，結構緊湊，性能可靠。作為優(yōu)選，所述的AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊通過SPI接口和所述的數(shù)字波形處理模塊相連，數(shù)字波形處理模塊通過RJ45接口和所述的數(shù)字波形采集模塊相連，數(shù)字波形采集模塊通過SPI接口和所述的標準電能計量模塊相連。作為優(yōu)選，所述的電流互感器為有源補償電流互感器。本實用新型的有益效果是:不但能夠對傳統(tǒng)的模擬轉數(shù)字的合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，也能對純數(shù)字合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，滿足智能化數(shù)字化電站的需要，有利于數(shù)字電能計量系統(tǒng)的推廣。

圖1是本實用新型的一種電路原理連接結構框圖。圖中1.電壓互感器，2.電流互感器，3.六通道A/D轉換模塊，4.AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊，5.數(shù)字波形處理模塊，6.數(shù)字波形采集模塊，7.標準電能計量模塊，8.誤差計算模塊，9.鍵盤模塊，10.顯示模塊，11.可編程邏輯控制器，12.合并單元輸入接口，13.被檢電能表脈沖輸入接口，14.人機界面工控板,15.A相電壓輸入端，16.B相電壓輸入端，17.C相電壓輸入端，18.A相電流輸入端，19.B相電流輸入端，20.C相電流輸入端。
具體實施方式
下面通過實施例，并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明。[0013]實施例:本實施例的數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，如圖1所示，包括三個電壓互感器1、三個電流互感器2、六通道A/D轉換模塊3、AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊4、數(shù)字波形處理模塊5、數(shù)字波形采集模塊6、標準電能計量模塊7、誤差計算模塊8、鍵盤模塊9、顯示模塊10、人機界面工控板14和可編程邏輯控制器11。AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊4和數(shù)字波形處理模塊5采用微處理器，數(shù)字波形采集模塊6采用可編程邏輯電路，標準電能計量模塊7采用數(shù)字信號處理器，誤差計算模塊8采用微控制器。三個電壓互感器I的輸入端分別和A相電壓輸入端15、B相電壓輸入端16、C相電壓輸入端17相連，三個電流互感器2的輸入端分別和A相電流輸入端18、B相電流輸入端19、C相電流輸入端20相連，三個電壓互感器1、三個電流互感器2的輸出端分別和六通道A/D轉換模塊3的六個輸入端相連，六通道A/D轉換模塊3的輸出端和AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊4的輸入端相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊4和數(shù)字波形處理模塊5、數(shù)字波形采集模塊6、標準電能計量模塊7及誤差計算模塊8依次相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊4又和可編程邏輯控制器11相連，可編程邏輯控制器11再和六通道A/D轉換模塊3的控制端相連。本實施例中，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊4通過SPI接口和數(shù)字波形處理模塊5相連，數(shù)字波形處理模塊5通過RJ45接口和數(shù)字波形采集模塊6相連，數(shù)字波形采集模塊6通過SPI接口和標準電能計量模塊7相連。鍵盤模塊9、顯示模塊10分別和人機界面工控板14相連，人機界面工控板14再和AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊4、誤差計算模塊8相連。數(shù)字波形采集模塊6連接有合并單元輸入接口 12，該合并單元輸入接口為光纖接口，誤差計算模塊8連接有被檢電能表脈沖輸入接口 13。本實施例中，電流互感器2采用有源補償電流互感器。本實施例既能實現(xiàn)帶模擬信號校驗又能實現(xiàn)帶數(shù)字信號校驗。帶模擬信號校驗為:電磁式互感器輸出的模擬電壓、模擬電流信號接入三相電壓輸入端和三相電流輸入端，經(jīng)高精度的電壓互感器和有源補償電流互感器送給六通道A/D轉換模塊進行AD采樣后，由AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊進行處理，再通過SPI通訊傳輸給數(shù)字波形處理模塊，數(shù)字波形處理模塊按照IEC6180-9-1/2標準將12路電壓、電流信息組合并輸出規(guī)范的采樣值以太網(wǎng)幀，通過RJ45接口傳輸給數(shù)字波形采集模塊，數(shù)字波形采集模塊負責數(shù)字波形的接收和解包運算，數(shù)字波形采集模塊再通過SPI通訊將處理過的數(shù)據(jù)傳送給標準電能計量模塊，由標準電能計量模塊計算出電能并產(chǎn)生標準電能脈沖，產(chǎn)生的標準電能脈沖再輸送給誤差計算模塊；同時，被檢電能表產(chǎn)生的電能脈沖也輸送給誤差計算模塊，誤差計算模塊對兩者進行比對和計算，算出被檢電能表存在的電能計量誤差值，并送顯示模塊顯示。帶數(shù)字信號校驗為:合并單元輸出的數(shù)字信號通過光纖接口接入數(shù)字波形采集模塊，數(shù)字波形采集模塊負責數(shù)字波形的接收和解包運算，數(shù)字波形采集模塊通過SPI通訊將處理后的數(shù)據(jù)傳送給標準電能計量模塊，由標準電能計量模塊計算出電能并產(chǎn)生標準電能脈沖，產(chǎn)生的標準電能脈沖再輸送給誤差計算模塊；同時，被檢電能表產(chǎn)生的電能脈沖也輸送給誤差計算模塊，誤差計算模塊對兩者進行比對和計算，算出被檢電能表存在的電能計量誤差值，并送顯示模塊顯示。因此，本實用新型不但能夠對傳統(tǒng)的模擬轉數(shù)字的合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，也能對純數(shù)字合并單元和數(shù)字電能表系統(tǒng)進行校驗，滿足智能化數(shù)字化電站的需要，有利于數(shù)字電能計量系統(tǒng)的推廣。
權利要求1.一種數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，其特征在于包括三個電壓互感器(I)、三個電流互感器(2)、六通道A/D轉換模塊(3)、AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4)、數(shù)字波形處理模塊(5)、數(shù)字波形采集模塊(6 )、標準電能計量模塊(7 )、誤差計算模塊(8 )、鍵盤模塊(9 )、顯示模塊(IO )和可編程邏輯控制器(11 )，三個電壓互感器(I)的輸入端分別接三相電壓輸入端，三個電流互感器(2)的輸入端分別接三相電流輸入端，三個電壓互感器(I)、三個電流互感器(2)的輸出端分別和六通道A/D轉換模塊(3)的六個輸入端相連，六通道A/D轉換模塊(3)的輸出端和AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4)的輸入端相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4)和數(shù)字波形處理模塊(5)、數(shù)字波形采集模塊(6)、標準電能計量模塊(7)及誤差計算模塊(8)依次相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4)、誤差計算模塊(8)分別和鍵盤模塊(9)相連，顯示模塊(10)和誤差計算模塊(8 )相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4 )經(jīng)可編程邏輯控制器(11)和六通道A/D轉換模塊(3 )的控制端相連，數(shù)字波形采集模塊(6 )連接有合并單元輸入接口( 12 )，誤差計算模塊(8)連接有被檢電能表脈沖輸入接口( 13)。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，其特征在于包括人機界面工控板(14)，所述的鍵盤模塊(9)、顯示模塊(10)分別和人機界面工控板(14)相連，人機界面工控板(14)再和所述的AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4)、誤差計算模塊(8)相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，其特征在于所述的AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4)、數(shù)字波形處理模塊(5)采用微處理器，所述的數(shù)字波形采集模塊(6)采用可編程邏輯電路，所述的標準電能計量模塊(7)采用數(shù)字信號處理器，所述的誤差計算模塊(8)采用微控制器，所述的合并單元輸入接口( 12)為光纖接口。
4.根據(jù)權利要求3所述的數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，其特征在于所述的AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊(4)通過SPI接口和所述的數(shù)字波形處理模塊(5)相連，數(shù)字波形處理模塊(5)通過RJ45接口和所述的數(shù)字波形采集模塊(6)相連，數(shù)字波形采集模塊(6)通過SPI接口和所述的標準電能計量模塊(7)相連。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，其特征在于所述的電流互感器(2)為有源補償電流互感器。
專利摘要本實用新型涉及一種數(shù)字電能表現(xiàn)場校驗儀，包括三個電壓互感器、三個電流互感器及依次相連的六通道A/D轉換模塊、AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊、數(shù)字波形處理模塊、數(shù)字波形采集模塊、標準電能計量模塊和誤差計算模塊，三相電壓輸入端經(jīng)電壓互感器、三相電流輸入端經(jīng)電流互感器分別和六通道A/D轉換模塊相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊和鍵盤模塊相連，誤差計算模塊和鍵盤模塊、顯示模塊相連，AD采樣數(shù)據(jù)整理模塊經(jīng)可編程邏輯控制器和六通道A/D轉換模塊的控制端相連，數(shù)字波形采集模塊連接有合并單元輸入接口，誤差計算模塊連接有被檢電能表脈沖輸入接口。本實用新型既能實現(xiàn)帶模擬信號校驗又能實現(xiàn)帶數(shù)字信號校驗，滿足智能化電站的需要。
文檔編號G01R35/04GK202975314SQ20122068045
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2012年12月7日
發(fā)明者陸鋒杰, 袁建香, 郭銀山 申請人:浙江涵普電力科技有限公司