CN206557369U - 基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***，将电能表误差实时在线测量、PT二次压降所引起的误差实时在线测量、以及PT和CT实负荷在线测量等多种功能集于一体，扩大了计量装置监测***的应用场合，由于采用变电站原有的二次测试回路线缆传输采样数据，无需敷设大量二次电缆及二次接线，保证了计量装置及二次回路的正常运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力***技术领域，具体涉及一种基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***。
背景技术
国际上电能计量装置现场检验仪器的研制开发始于80年代中期，90年代初期国内各厂家陆续推出了采用模拟技术的第一代现场检验仪。90年代中期出现了采用数字技术的单一功能的第二代现场检验仪。2000年后，国内外以精度高、体积小、重量轻和方便易用为特点的第三代单一功能现场检验仪已经出现。我国目前已大量推广第三代现场检验仪。
电能表现场检验仪和PT二次压降测试仪分别只具备电能表误差测量和PT 二次压降检验的单一功能。目前的现场检验一体机需布置大量电缆接入电压、电流二次回路，对于现场计量装置与回路的正常运行有很大风险隐患，不需布置大量电缆的检验仪器采用无线网络方式，通讯不稳定，因此未能进行推广。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***，将各种测量功能集成于一体，并保证测量数据传输的稳定性。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***，包括测量主机、PT 测量分机、CT测量分机和前置机；
前置机位于变电站主控室内，测量主机位于变电站主控室的测量屏柜内， PT测量分机和CT测量分机分别位于变电站一次设备区的PT二次端子箱内和 CT二次端子箱内；
PT测量分机连接PT，CT测量分机连接CT，PT测量分机和CT测量分机分别通过二次测试回路线缆连接测量主机，测量主机还连接前置机和电能表。
本实用新型将电能表误差实时在线测量、PT二次压降所引起的误差实时在线测量、以及PT和CT实负荷在线测量等多种功能集于一体，扩大了计量装置监测***的应用场合，由于采用变电站原有的二次测试回路线缆传输采样数据，无需敷设大量二次电缆及二次接线，保证了计量装置及二次回路的正常运行。
附图说明
图1为本实用新型基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***的结构示意图；
图2为本实用新型基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***中测量主机的电路示意图。
具体实施方式
高压电能计量装置通常由电压互感器(PT)、电流互感器(CT)和电能表组成。相应地，高压电能计量装置的误差由PT误差、CT误差、PT二次压降所导致的误差和电能表的误差等几部分组成。本实用新型将电能表误差实时在线测量、PT二次压降所引起的误差实时在线测量等多种功能集于一体，研制出创新的基于载波技术的高压电能计量装置在线监测***，下面对本监测***的结构进行详细介绍。
本发明基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***，如图1所示，包括测量主机、PT测量分机、CT测量分机和前置机。
测量主机位于变电站主控室的专用测量屏柜内，完成电压、电流、功率、功率因数、频率、相位和电能等量的测量，同时与PT测量分机一起完成PT二次压降所导致的误差的测量。
前置机可放置在变电站主控室中，完成测量数据的本地显示和存储，并提供IEC103和IEC61850等通信规约接口。
PT测量分机位于PT二次端子箱内，连接PT，完成PT二次负荷测量，并与测量主机一起完成PT二次压降所导致的误差等测量功能，并入PT端子中时配置单独空开，在线监测***有异常时不影响PT回路正常运行。
CT测量分机位于CT二次端子箱内，连接CT，完成CT二次负荷测量功能，其中CT测量分机通过感应得到CT电流，不串入现有CT回路中，保证现有CT 回路正常运行，并且不影响现有CT回路的采样。
测量主机电路原理图如图2所示。被测的仪表侧三相交流电压Ua、Ub、Uc 和三相交流电流Ia、Ib、Ic依次接入信号调理和多路选择模块，MCU通过高速串口1或专用键盘处理器LPC932判断通过前置机输入的控制命令或通过键盘输入的键盘命令，并根据控制命令或键盘命令控制信号调理和多路选择模块，选择出具有适当量程的两路输入信号及一路采样基准信号，分别送入16位模-数转换器A/D1和A/D2及全数字倍频器的输入端。由全数字倍频器的输出信号控制两个模数转换器同时进行模-数转换，转换结果A/D1和A/D2送入32位MCU中进行计算处理，完成电压、电流、功率和电能等量的测量。同时，MCU通过高速串口2向PT测量分机发送二次压降测量命令，并使全数字倍频器的输出信号，通过原有二次测试回路线缆作为载体控制PT测量分机的模-数转换器，同时测量出电压互感器二次侧PT端的电压幅值、电压相位和电能值,其值之差即为包括了比差和角差信息的二次压降、以及PT二次压降所导致的电能测量误差。此外，经过整形的六路被测信号直接输入MCU，由MCU测出其频率及相位差。而后，MCU将所测得的测量结果通过高速串口1送入前置机或直接送入点阵液晶显示器进行显示。
在硬件电路的设计中，电压信号的调理电路采用了高精度电阻分压网络；电流信号的调理采用了软硬件综合补偿技术；电源部分采用了开关电源技术。从而大大减小了仪器的体积和重量。
前置机为专用EPIC标准工控机。设计上采用了8.4”工业级宽温TFT液晶屏、不锈钢金属面板及键盘、固态电子硬盘、在板SDRAM和继保电源等加固措施，可靠性极高。同时，该前置机设有八个高速串行接口、两个100M以太网口和两个RS485口，可控制多达八个测量主机，并可满足各种组网需求。
测量分机电压、电流采样设计以及数据传输模式与主机相同，不复赘述。需要特别说明的是，PT测量分机和CT测量分机分别采用变电站原有的二次测试回路线缆作为载体，将测量数据传输给测量主机，即所谓载波通讯，无需敷设大量二次电缆及二次接线，保证了计量装置及二次回路的正常运行。
作为一个优选的实施例，测量主机包括MCU、高速串口1、高速串口2、高速串口3、标准源1和标准源2。如图2所示，高速串口1一端连接前置机，另一端连接MCU，高速串口2一端连接PT测量分机，另一端连接MCU，高速串口3一端连接CT测量分机，另一端连接MCU，MCU还分别连接标准源1 和标准源2。
两个标准源对测量得到的数据进行对比，实现的是电能表计的在线误差校验。标准源的配置：标准表等级：0.02级。可以对现场关口及非关口表进行校验对比。双标准源配置，可以互相对比参考，无需现场进行校验，误差过大则发出告警提示。测量主机则记录告警前后测量数据，保存数据供故障处理的电量追补等工作。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (3)
1.一种基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***，其特征在于，
包括测量主机、PT测量分机、CT测量分机和前置机；
前置机位于变电站主控室内，测量主机位于变电站主控室的测量屏柜内，PT测量分机和CT测量分机分别位于变电站一次设备区的PT二次端子箱内和CT二次端子箱内；
PT测量分机连接PT，CT测量分机连接CT，PT测量分机和CT测量分机分别通过二次测试回路线缆连接测量主机，测量主机还连接前置机和电能表。
2.根据权利要求1所述的基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***，其特征在于，
测量主机包括MCU、高速串口1、高速串口2、高速串口3、标准源1和标准源2；
高速串口1一端连接前置机，另一端连接MCU，高速串口2一端连接PT测量分机，另一端连接MCU，高速串口3一端连接CT测量分机，另一端连接MCU，MCU还分别连接标准源1和标准源2。
3.根据权利要求2所述的基于载波通讯的高压电能计量装置在线监测***，其特征在于，
前置机为EPIC标准工控机，包括8.4〞工业级宽温TFT液晶屏、不锈钢金属面板和键盘、固态电子硬盘、在板SDRAM和继保电源，同时，还包括八个高速串行接口、两个100M以太网口和两个RS485口。
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| CN109725279A (zh) * | 2018-12-26 | 2019-05-07 | 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 | 一种电能计量装置在线比对综合误差分析平台 |
| CN110673081A (zh) * | 2019-10-18 | 2020-01-10 | 国网福建省电力有限公司 | 基于边缘计算的智能电表误差在线估计方法 |
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