CN110045311A - 计量二次回路整体误差现场测试方法及其*** - Google Patents

计量二次回路整体误差现场测试方法及其*** Download PDF

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赵元
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罗晓虹
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Abstract

本发明公开了一种计量二次回路整体误差现场测试方法及其***，其方法包括：S1、模拟现场实际运行情况，利用电参量模拟输出和采集设备仿真输出各种所需电参量，然后基于所述电参量计算出某个任意时间段内的相应功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号；S2、利用误差测试设备在相同的所述某个任意时间段内计算电能表的功率PD和电能量WD，并将其变换成对应的第二脉冲信号传递至所述电参量模拟输出和采集设备；S3、将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号基于相关误差运算公式进行误差状态计算，并得出计量二次回路的整体误差。其***包括电参量模拟输出和采集模块、误差测试模块以及无线脉冲发送模块，功能全面，检测能力强，准确性高。

Description

计量二次回路整体误差现场测试方法及其***
技术领域
本发明涉及计量二次回路检测技术领域，具体为一种计量二次回路整体误差现场测试方法及其***。
背景技术
目前，对二次回路计量装置的校验一般采用分项校验的方法，即分别校验电能表和测试PT二次回路压降，各分项误差满足误差限值即认为整套二次回路计量装置的计量误差合格。但其实各分项误差仅反映单个计量元件的计量性能，无法衡量计量装置的整体计量误差，特别对于因用电负荷性质造成电源质量变差或用电量比较大，电量存在争议的用电客户等问题导致计量不准确的，必须对二次回路计量装置进行综合误差评估。经过多年的实际运行情况来看，电能计量装置的综合误差受计量装置的安装位置、安装环境、电压互感器电压回路导线压降大小、回路所接负载容量、谐波对电能计量等因素直接影响，一般采取的办法是通过常规的人工分项误差试验进行分析处理，在试验中，试验人员有极高的工作风险，且人工计算难度大，针对这些问题，拟自行研制一种简化校验环节、降低校验安全风险、可靠的、自动化、准确性高的计量二次回路整体误差测试方法和***。
现有技术如公开号为CN1945350B发明公开了一种电能计量二次回路综合误差检测方法及检测装置，该检测方法是，由用户电能表检测该处的电能量信息，用置于电能表处的电能计量仪器同时检测在电能表处同一时间段的电流信息和被测的二次回路的PT起始处端部的电压信息并通过其检测附件实时、无误差或误差可忽略地以有线传输或无线发送/接收方式把电压计量信息汇集到该电能计量仪器上，两仪器计量的电能之差即是该二次回路电能计量的综合误差。该方法简便易行，对应的，该装置设计合理，简单实用，能方便快捷、在线实时、直接准确测量电能计量二次回路的综合误差。但是其在计量二次回路现场使用时，功能不够全面，检测的能力和效果一般，准确性不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种计量二次回路整体误差现场测试方法及其***，以解决上述背景技术中提出的现有的电能计量二次回路综合误差检测技术存在在计量二次回路现场使用时，功能不够全面，检测的能力和效果一般，准确性不高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种计量二次回路整体误差现场测试方法，其方法包括以下步骤：
S1、模拟现场实际运行情况，利用电参量模拟输出和采集设备仿真输出各种所需电参量，然后基于所述电参量计算出某个任意时间段内的相应功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号；
S2、利用误差测试设备在相同的所述某个任意时间段内计算电能表的功率PD和电能量WD，并将其变换成对应的第二脉冲信号传递至所述电参量模拟输出和采集设备；
S3、将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号基于相关误差运算公式进行误差状态计算，并得出计量二次回路的整体误差。
优选的，所述电参量模拟输出和采集设备包括电能计量装置二次回路离线测试仪，所述电能计量装置二次回路离线测试仪包括电源管理单元、仿真数据生成单元、人机交互界面、DSP处理单元、同步模块、数模转换单元、回采单元、功率放大模块、二次整体回路误差数据处理分析模块、脉冲和通信端口、电压输出端口、电流输出端口以及功率输出端口。
优选的，所述各种所需电参量至少包括三相电压、电流和三相功率等电参量。
优选的，所述误差测试设备包括计量装置二次回路误差整检测试仪。
优选的，所述S2中利用无线脉冲模块将所述第二脉冲信号传递至所述电参量模拟输出和采集设备。
本发明还公开了一种计量二次回路整体误差现场测试***，其包括：
电参量模拟输出和采集模块，用于实现三相电压、电流及三相功率等电参量的高精度输出和采集，其与电压互感器、电流互感器的端子箱相连；误差测试模块，用于实现二次回路误差的测试，其与被检电能表相连；以及无线脉冲发送模块，用于实现脉冲信号的接收和实时发送，其连接误差测试模块；
其中，电参量模拟输出和采集模块输出电参量，然后基于电参量计算出某个任意时间段内的相应功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号，误差测试模块在相同的某个任意时间段内计算电能表的功率PD和电能量WD，将其变换成对应的第二脉冲信号并通过无线脉冲发送模块传递至电参量模拟输出和采集模块与第一脉冲信号进行误差状态计算。
优选的，所述电参量模拟输出和采集模块包括电能计量装置二次回路离线测试仪，所述电能计量装置二次回路离线测试仪包括电源管理单元、仿真数据生成单元、人机交互界面、DSP处理单元、同步模块、数模转换单元、回采单元、功率放大模块、二次整体回路误差数据处理分析模块、脉冲和通信端口、电压输出端口、电流输出端口以及功率输出端口。
优选的，所述误差测试模块包括计量装置二次回路误差整检测试仪。
优选的，所述无线脉冲发送模块包括脉冲信号输入电路、脉冲信号采样显示电路、脉冲信号采集电路、脉冲信号无线输出单元以及脉冲信号有线输出单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的一种计量二次回路整体误差现场测试方法及其***，采用电能计量装置二次回路离线测试仪、计量装置二次回路误差整检测试仪和无线脉冲模块，能够完成电能计量装置二次回路整体误差的现场测试，同时具备带电情况下实负荷测试和停电状态下任意负荷下的整体误差测试，能够对计量二次回路的误差状态进行评估，提高了计量二次回路现场检测的能力和效果，确保了电能计量的准确性。总体来说，本技术方案的计量二次回路整体误差现场测试方法及其***，现场使用时，功能全面，检测能力强，准确性高，效果好。
附图说明
图1为本发明一种计量二次回路整体误差现场测试方法流程示意图；
图2为本发明一种计量二次回路整体误差现场测试***结构示意图；
图3为本发明一种计量二次回路整体误差现场测试***中离线测试仪***结构示意图；
图4为本发明一种计量二次回路整体误差现场测试***中无线脉冲模块结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，一种计量二次回路整体误差现场测试方法，该方法包括以下步骤：
S1、模拟现场实际运行情况，利用电参量模拟输出和采集设备仿真输出各种所需电参量，然后基于所述电参量计算出某个任意时间段内的相应功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号。
模拟现场实际运行状况，电参量模拟输出和采集设备可根据实际需要仿真输出电压、电流信号等各种所需电参量，然后在同步后的某个任意时间段(如：t1至t2时段)下计算计算相应的功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号。其中，电参量模拟输出和采集设备，可以仿真不同电压电流、不同负载，模拟现场实际运行情况，其包括电能计量装置二次回路离线测试仪，而电能计量装置二次回路离线测试仪包括电源管理单元、仿真数据生成单元、人机交互界面、DSP处理单元、同步模块、数模转换单元、回采单元、功率放大模块、二次整体回路误差数据处理分析模块、脉冲和通信端口、电压输出端口、电流输出端口以及功率输出端口；各种所需仿真输出的电参量至少包括三相电压、电流和三相功率等电参量。
S2、利用误差测试设备在相同的所述某个任意时间段内计算电能表的功率PD和电能量WD，并将其变换成对应的第二脉冲信号传递至所述电参量模拟输出和采集设备。
同样在同步的某个任意时间段(如：t1至t2时段)下，利用误差测试设备计算出电能表的功率PD和电能量WD并转换成对应的第二脉冲信号，然后通过无线脉冲发送模块发送至电参量模拟输出和采集设备，等待比较。具体的，误差测试设备包括计量装置二次回路误差整检测试仪。
S3、将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号基于相关误差运算公式进行误差状态计算，并得出计量二次回路的整体误差。
在电参量模拟输出和采集设备中，通过将第一脉冲信号和第二脉冲信号基于相关误差运算公式进行误差状态计算，进而得出计量二次回路的整体误差。
如图2所示，本发明还公开了一种计量二次回路整体误差现场测试***，其包括：
电参量模拟输出和采集模块，用于实现三相电压、电流及三相功率等电参量的高精度输出和采集，其与电压互感器、电流互感器的端子箱相连；误差测试模块，用于实现二次回路误差的测试，其与被检电能表相连；以及无线脉冲发送模块，用于实现脉冲信号的接收和实时发送，其连接误差测试模块；
其中，电参量模拟输出和采集模块输出电参量，然后基于电参量计算出某个任意时间段内的相应功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号，误差测试模块在相同的某个任意时间段内计算电能表的功率PD和电能量WD，将其变换成对应的第二脉冲信号并通过无线脉冲发送模块传递至电参量模拟输出和采集模块与第一脉冲信号进行误差状态计算。
电参量模拟输出和采集模块，用于实现三相电压、电流及三相功率等电参量的高精度输出和采集，其与电压互感器、电流互感器的端子箱相连。电参量模拟输出和采集模块，可以仿真不同电压电流、不同负载，模拟现场实际运行情况，包括电能计量装置二次回路离线测试仪。如图3所示，电能计量装置二次回路离线测试仪包括电源管理单元、仿真数据生成单元、人机交互界面、DSP处理单元、同步模块、数模转换单元、回采单元、功率放大模块、二次整体回路误差数据处理分析模块、脉冲和通信端口、电压输出端口、电流输出端口以及功率输出端口。具体的，电源管理单元负责测试仪的所有模块单元的供电和控制功能；仿真数据生成单元主要是完成不同电压、不同电流及功率因素等的数字量输入，形成数字信号指令给DSP处理单元，仿真数据生成单元具有电流谐波、电压谐波信号的仿真模拟功能，可以实现模拟不同谐波下对电能计量二次回路整体误差的测试；人机交互界面主要是人员进行操作、控制的界面；DSP处理单元主要是对仿真信号进行归一化处理，按照等周期采样计算和离散量化处理不同的波形数据，并把数据按顺序发给同步模块；同步模块是基于FPGA实现的，FPGA接收DSP频率值，通过内部数字锁相环输出一个精密时钟信号，把需要的波形数据发送给数模转换转换单元；数模转换单元主要是实现数字信号转换为小电压信号；回采单元主要是为了保证输出电压电流的精度，经过回采模块与仿真数据进行实时比对分析，确保整体输出精度；功率放大模块是将小电压信号转换成需要的电压和电流信号；二次整体回路误差数据处理分析模块主要是计算仿真数据的电能，并计算二次回路的误差，压降等数据；脉冲、通信端口主要是实现脉冲信号的接收和通信；电压输出、电流输出、功率输出端口用以输出实际的电压电流信号。
误差测试模块，用于实现二次回路误差的测试，其与被检电能表相连。误差测试模块包括计量装置二次回路误差整检测试仪，带电状态下电能表误差及电能质量测试时装配在被检表附近，三相电压直接并接在被检表电压端子上，其内部采用精密电阻分压的方法，三相电流采用高精度电磁式电流互感器从被检表电流测试线上获取，三相电压、电流信号经过信号调理电路后进入AD转换器，在逻辑时序控制电路的作用下，三路电压和三路电流信号被实时采集，送至DSP进行相应的分析和处理；另一方面，被检电能表的电能脉冲通过光电采样器或脉冲测试线进行采集，送到整检测试仪的误差比较器，从而得到带电状态下电能表误差。计量装置二次回路误差整检测试仪采用了直接模-数转换方案，以实现多种电量的测量。具体地，由微处理器控制多通道逐次比较型模-数转换器，对电压和电流的波形同时进行采样，然后由微处理器根据所得的同一组采样值，计算出电压、电流、功率、功率因数、电能量，同时，DSP运行电能质量算法，对计量二次回路电能质量参数进行测量，用一套电路实现了多种电参量的测量，因而大大简化了硬件设计，提高了仪器的可靠性。
无线脉冲发送模块，用于实现脉冲信号的接收和实时发送，其连接误差测试模块。无线脉冲发送模块，主要由脉冲输入电路、脉冲信号采样显示电路、脉冲信号采集电路、脉冲信号无线输出、脉冲信号有限输出构成，实现脉冲信号的接收和实时发送，其结构图如图4所示。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种计量二次回路整体误差现场测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、模拟现场实际运行情况，利用电参量模拟输出和采集设备仿真输出各种所需电参量，然后基于所述电参量计算出某个任意时间段内的相应功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号；
S2、利用误差测试设备在相同的所述某个任意时间段内计算电能表的功率PD和电能量WD，并将其变换成对应的第二脉冲信号传递至所述电参量模拟输出和采集设备；
S3、将所述第一脉冲信号和第二脉冲信号基于相关误差运算公式进行误差状态计算，并得出计量二次回路的整体误差。
2.根据权利要求1所述的一种计量二次回路整体误差现场测试方法，其特征在于，所述电参量模拟输出和采集设备包括电能计量装置二次回路离线测试仪，所述电能计量装置二次回路离线测试仪包括电源管理单元、仿真数据生成单元、人机交互界面、DSP处理单元、同步模块、数模转换单元、回采单元、功率放大模块、二次整体回路误差数据处理分析模块、脉冲和通信端口、电压输出端口、电流输出端口以及功率输出端口。
3.根据权利要求1所述的一种计量二次回路整体误差现场测试方法，其特征在于，所述各种所需电参量至少包括三相电压、电流和三相功率等电参量。
4.根据权利要求1所述的一种计量二次回路整体误差现场测试方法，其特征在于，所述误差测试设备包括计量装置二次回路误差整检测试仪。
5.根据权利要求1所述的一种计量二次回路整体误差现场测试方法，其特征在于，所述S2中利用无线脉冲模块将所述第二脉冲信号传递至所述电参量模拟输出和采集设备。
6.一种计量二次回路整体误差现场测试***，其特征在于，包括：
电参量模拟输出和采集模块，用于实现三相电压、电流及三相功率等电参量的高精度输出和采集，其与电压互感器、电流互感器的端子箱相连；
误差测试模块，用于实现二次回路误差的测试，其与被检电能表相连；以及
无线脉冲发送模块，用于实现脉冲信号的接收和实时发送，其连接误差测试模块；
其中，所述电参量模拟输出和采集模块输出电参量，然后基于所述电参量计算出某个任意时间段内的相应功率PL和电能量WL，并将其变换成对应的第一脉冲信号，所述误差测试模块在相同的所述某个任意时间段内计算电能表的功率PD和电能量WD，将其变换成对应的第二脉冲信号并通过无线脉冲发送模块传递至所述电参量模拟输出和采集模块与所述第一脉冲信号进行误差状态计算。
7.根据权利要求6所述的一种计量二次回路整体误差现场测试***，其特征在于，所述电参量模拟输出和采集模块包括电能计量装置二次回路离线测试仪，所述电能计量装置二次回路离线测试仪包括电源管理单元、仿真数据生成单元、人机交互界面、DSP处理单元、同步模块、数模转换单元、回采单元、功率放大模块、二次整体回路误差数据处理分析模块、脉冲和通信端口、电压输出端口、电流输出端口以及功率输出端口。
8.根据权利要求6所述的一种计量二次回路整体误差现场测试***，其特征在于，所述误差测试模块包括计量装置二次回路误差整检测试仪。
9.根据权利要求6所述的一种计量二次回路整体误差现场测试***，其特征在于，所述无线脉冲发送模块包括脉冲信号输入电路、脉冲信号采样显示电路、脉冲信号采集电路、脉冲信号无线输出单元以及脉冲信号有线输出单元。
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