本實用新型涉及電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于載波通訊的高壓電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

國際上電能計量裝置現(xiàn)場檢驗儀器的研制開發(fā)始于80年代中期，90年代初期國內(nèi)各廠家陸續(xù)推出了采用模擬技術(shù)的第一代現(xiàn)場檢驗儀。90年代中期出現(xiàn)了采用數(shù)字技術(shù)的單一功能的第二代現(xiàn)場檢驗儀。2000年后，國內(nèi)外以精度高、體積小、重量輕和方便易用為特點的第三代單一功能現(xiàn)場檢驗儀已經(jīng)出現(xiàn)。我國目前已大量推廣第三代現(xiàn)場檢驗儀。

電能表現(xiàn)場檢驗儀和PT二次壓降測試儀分別只具備電能表誤差測量和PT 二次壓降檢驗的單一功能。目前的現(xiàn)場檢驗一體機需布置大量電纜接入電壓、電流二次回路，對于現(xiàn)場計量裝置與回路的正常運行有很大風(fēng)險隱患，不需布置大量電纜的檢驗儀器采用無線網(wǎng)絡(luò)方式，通訊不穩(wěn)定，因此未能進(jìn)行推廣。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型的目的在于提供一種基于載波通訊的高壓電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)，將各種測量功能集成于一體，并保證測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是：

一種基于載波通訊的高壓電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括測量主機、PT 測量分機、CT測量分機和前置機；

前置機位于變電站主控室內(nèi)，測量主機位于變電站主控室的測量屏柜內(nèi)， PT測量分機和CT測量分機分別位于變電站一次設(shè)備區(qū)的PT二次端子箱內(nèi)和 CT二次端子箱內(nèi)；

PT測量分機連接PT，CT測量分機連接CT，PT測量分機和CT測量分機分別通過二次測試回路線纜連接測量主機，測量主機還連接前置機和電能表。

本實用新型將電能表誤差實時在線測量、PT二次壓降所引起的誤差實時在線測量、以及PT和CT實負(fù)荷在線測量等多種功能集于一體，擴大了計量裝置監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用場合，由于采用變電站原有的二次測試回路線纜傳輸采樣數(shù)據(jù)，無需敷設(shè)大量二次電纜及二次接線，保證了計量裝置及二次回路的正常運行。

附圖說明

圖1為本實用新型基于載波通訊的高壓電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型基于載波通訊的高壓電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)中測量主機的電路示意圖。

具體實施方式

高壓電能計量裝置通常由電壓互感器(PT)、電流互感器(CT)和電能表組成。相應(yīng)地，高壓電能計量裝置的誤差由PT誤差、CT誤差、PT二次壓降所導(dǎo)致的誤差和電能表的誤差等幾部分組成。本實用新型將電能表誤差實時在線測量、PT二次壓降所引起的誤差實時在線測量等多種功能集于一體，研制出創(chuàng)新的基于載波技術(shù)的高壓電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)，下面對本監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

本發(fā)明基于載波通訊的高壓電能計量裝置在線監(jiān)測系統(tǒng)，如圖1所示，包括測量主機、PT測量分機、CT測量分機和前置機。

測量主機位于變電站主控室的專用測量屏柜內(nèi)，完成電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率、相位和電能等量的測量，同時與PT測量分機一起完成PT二次壓降所導(dǎo)致的誤差的測量。

前置機可放置在變電站主控室中，完成測量數(shù)據(jù)的本地顯示和存儲，并提供IEC103和IEC61850等通信規(guī)約接口。

PT測量分機位于PT二次端子箱內(nèi)，連接PT，完成PT二次負(fù)荷測量，并與測量主機一起完成PT二次壓降所導(dǎo)致的誤差等測量功能，并入PT端子中時配置單獨空開，在線監(jiān)測系統(tǒng)有異常時不影響PT回路正常運行。

CT測量分機位于CT二次端子箱內(nèi)，連接CT，完成CT二次負(fù)荷測量功能，其中CT測量分機通過感應(yīng)得到CT電流，不串入現(xiàn)有CT回路中，保證現(xiàn)有CT 回路正常運行，并且不影響現(xiàn)有CT回路的采樣。

測量主機電路原理圖如圖2所示。被測的儀表側(cè)三相交流電壓Ua、Ub、Uc 和三相交流電流Ia、Ib、Ic依次接入信號調(diào)理和多路選擇模塊，MCU通過高速串口1或?qū)Ｓ面I盤處理器LPC932判斷通過前置機輸入的控制命令或通過鍵盤輸入的鍵盤命令，并根據(jù)控制命令或鍵盤命令控制信號調(diào)理和多路選擇模塊，選擇出具有適當(dāng)量程的兩路輸入信號及一路采樣基準(zhǔn)信號，分別送入16位模-數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D1和A/D2及全數(shù)字倍頻器的輸入端。由全數(shù)字倍頻器的輸出信號控制兩個模數(shù)轉(zhuǎn)換器同時進(jìn)行模-數(shù)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)果A/D1和A/D2送入32位MCU 中進(jìn)行計算處理，完成電壓、電流、功率和電能等量的測量。同時，MCU通過高速串口2向PT測量分機發(fā)送二次壓降測量命令，并使全數(shù)字倍頻器的輸出信號，通過原有二次測試回路線纜作為載體控制PT測量分機的模-數(shù)轉(zhuǎn)換器，同時測量出電壓互感器二次側(cè)PT端的電壓幅值、電壓相位和電能值,其值之差即為包括了比差和角差信息的二次壓降、以及PT二次壓降所導(dǎo)致的電能測量誤差。此外，經(jīng)過整形的六路被測信號直接輸入MCU，由MCU測出其頻率及相位差。而后，MCU將所測得的測量結(jié)果通過高速串口1送入前置機或直接送入點陣液晶顯示器進(jìn)行顯示。

在硬件電路的設(shè)計中，電壓信號的調(diào)理電路采用了高精度電阻分壓網(wǎng)絡(luò)；電流信號的調(diào)理采用了軟硬件綜合補償技術(shù)；電源部分采用了開關(guān)電源技術(shù)。從而大大減小了儀器的體積和重量。

前置機為專用EPIC標(biāo)準(zhǔn)工控機。設(shè)計上采用了8.4”工業(yè)級寬溫TFT液晶屏、不銹鋼金屬面板及鍵盤、固態(tài)電子硬盤、在板SDRAM和繼保電源等加固措施，可靠性極高。同時，該前置機設(shè)有八個高速串行接口、兩個100M以太網(wǎng)口和兩個RS485口，可控制多達(dá)八個測量主機，并可滿足各種組網(wǎng)需求。

測量分機電壓、電流采樣設(shè)計以及數(shù)據(jù)傳輸模式與主機相同，不復(fù)贅述。需要特別說明的是，PT測量分機和CT測量分機分別采用變電站原有的二次測試回路線纜作為載體，將測量數(shù)據(jù)傳輸給測量主機，即所謂載波通訊，無需敷設(shè)大量二次電纜及二次接線，保證了計量裝置及二次回路的正常運行。

作為一個優(yōu)選的實施例，測量主機包括MCU、高速串口1、高速串口2、高速串口3、標(biāo)準(zhǔn)源1和標(biāo)準(zhǔn)源2。如圖2所示，高速串口1一端連接前置機，另一端連接MCU，高速串口2一端連接PT測量分機，另一端連接MCU，高速串口3一端連接CT測量分機，另一端連接MCU，MCU還分別連接標(biāo)準(zhǔn)源1 和標(biāo)準(zhǔn)源2。

兩個標(biāo)準(zhǔn)源對測量得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，實現(xiàn)的是電能表計的在線誤差校驗。標(biāo)準(zhǔn)源的配置：標(biāo)準(zhǔn)表等級：0.02級。可以對現(xiàn)場關(guān)口及非關(guān)口表進(jìn)行校驗對比。雙標(biāo)準(zhǔn)源配置，可以互相對比參考，無需現(xiàn)場進(jìn)行校驗，誤差過大則發(fā)出告警提示。測量主機則記錄告警前后測量數(shù)據(jù)，保存數(shù)據(jù)供故障處理的電量追補等工作。

上列詳細(xì)說明是針對本實用新型可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本實用新型的專利范圍，凡未脫離本實用新型所為的等效實施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。