一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力設備測試技術領域，特別是涉及一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置及方法。
【背景技術】
[0002]隨著數(shù)字技術以及互聯(lián)網技術的發(fā)展，越來越多的數(shù)字化變電站投入運行。其中，數(shù)字化電能表是未來電能計量的發(fā)展趨勢和方向，數(shù)字化電能表的輸入為以太網類型的數(shù)據(jù)幀，計算并獲取電能數(shù)據(jù)，它與電子式互感器以及合并單元，共同構成數(shù)字化電能計量系統(tǒng)。
[0003]然而，數(shù)字化電能表受處理器字長、系統(tǒng)時鐘、數(shù)據(jù)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(shù)字化電能表、電子式互感器的誤差之外，作為前端數(shù)字源之一的合并單元也同樣具有基本誤差。因此，對于由數(shù)字化電能表、電子式互感器以及合并單元構成的數(shù)字化電能計量系統(tǒng)，誤差影響因素復雜，如何對所述數(shù)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。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明實施例中提供了一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術中的數(shù)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，本發(fā)明實施例公開了如下技術方案:
[0006]本發(fā)明實施例公開了一種數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)字化電能表相連接;所述待測數(shù)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]本發(fā)明實施例還公開了一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試方法，該方法包括以下步驟:
[0017]從數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)中提取測試參數(shù)，根據(jù)所述測試參數(shù)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(shù)；
[0018]判斷待測數(shù)字化電能表是否出現(xiàn)計量誤差；
[0019]如果是，記錄所述待測數(shù)字化電能表出現(xiàn)計量誤差時刻的計量因數(shù)，所述計量因數(shù)包括電子式互感器誤差、功率因數(shù)、環(huán)境因數(shù)、丟幀誤碼率。
[0020]優(yōu)選地，所述從數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)中提取測試參數(shù)，包括:
[0021]比較工作數(shù)據(jù)中的電壓數(shù)據(jù)和電流數(shù)據(jù)；
[0022]提取電壓極值和電流極值作為所述測試參數(shù)。
[0023]優(yōu)選地，所述從數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的工作數(shù)據(jù)中提取測試參數(shù)，包括:
[0024]比較工作數(shù)據(jù)中的電壓波形和電流波形；
[0025]分別統(tǒng)計同形態(tài)電壓波形和電流波形的出現(xiàn)次數(shù)；
[0026]提取出現(xiàn)次數(shù)最多的電壓波形和電流波形作為所述測試參數(shù)。
[0027]優(yōu)選地，所述測試方法還包括:
[0028]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；
[0029]如果是，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(shù)、環(huán)境因數(shù)、丟幀誤碼率；
[0030]如果否，通過調整報文控制器工作參數(shù)，判斷是否網絡異常導致所述數(shù)字化電能計量系統(tǒng)誤差。
[0031]由以上技術方案可見，本發(fā)明實施例提供的數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置及方法，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(shù)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(shù)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(shù)字化電流與電壓之間的數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)據(jù)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(shù)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(shù)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(shù)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】
[0032]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(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(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0033]圖1為本發(fā)明實施例提供的一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置的結構示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明實施例提供的另一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試裝置的結構示意圖；
[0035]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試方法的流程示意圖；
[0036]圖4為本發(fā)明實施例提供的一種測試參數(shù)提取方法的流程示意圖；
[0037]圖5為本發(fā)明實施例提供的另一種測試參數(shù)提取方法的流程示意圖；
[0038]圖6為本發(fā)明實施例提供的另一種數(shù)字化電能計量系統(tǒng)的測試方法的流程示意圖；
[0039]圖1-2的符號表不為:
[0040]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(shù)字化電能表。
【具體實施方式】
[0041]為了使本技術領域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術方案，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明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發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，