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全数字式电力测控设备的误差检定装置与系统及误差传递系统与方法制造方法及图纸

技术编号:8593494 阅读:216 留言:0更新日期:2013-04-18 06:35
全数字式电力测控设备的误差检定装置与系统及误差传递系统与方法属数字电力测控设备误差计量技术领域,有误差的检定装置、检定系统、传递系统、传递方法四个技术方案,检定装置由检定电源、电力测控参数误差比较器、模数式标准电力测控设备组成;检定系统由检定装置与被检定全数字式电力测控设备组成;误差传递系统与传递方法包括误差向下传递与向上溯源;特点是:在模数式标准电力测控设备中有电源及误差信息的存储机构,只在向上溯源时使用检定电源,向下传递或检定时使用存储机构的电源及误差信息进行检定,毋需使用笨重的检定电源,既省时省力省电,又有更高检定精度,设计理念先进、设备结构合理、操作简便实用,是创新成果,为我国电能计量现代化作了开拓和贡献。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开的属数字电力测控设备误差计量
,具体涉及全数字式电力测控设备的误差检定装置、全数字式电力测控设备的误差检定系统及全数字式电力测控设备的误差传递系统、全数字式电力测控设备的误差传递方法四方面的
技术实现思路
。二.
技术介绍
为适应电力系统数字化发展的需要,基于IEC61850等通信协议的全数字化电力系统得到了越来越多的应用,与此相应的全数字化电力测控系统也应运而生。全数字化电力测控系统的核心是全数字化的电力测控设备。这种电力测控设备与传统机械式或电子式电力测控设备的最大不同点是其测量输入信号不再是传统的模拟电压和模拟电流,而是全数字化的数据流。由于这种新型数字化电力测控设备内部没有模数转换误差,因而提高了测控计量精度。但是,我国目前的电力测控设备计量误差的量值传递体系仍然是基于传统的模拟系统的,尚无成熟的全数字化的电力测控设备检定标准和误差传递体系。而由于电力测控设备计量的准确与否,直接关系到电力生产和消费全过程的安全以及发、供、用电三方的经济利益和社会公正,因此,专利技术可纳入国家现行电力测控设备计量误差传递体系中的全数字式电力测控设备的误差量值传递方法及检定装置是极为迫切和必要的。专利技术专利“数字式电能表的误差量值检定装置及误差量值传递方法”(专利号201010259309. 4)和技术专利“数字式电能表的误差量值检定装置及误差量值传递系统”(专利号201020500189. 8)只解决了全数字式电能表的计量误差传递问题,而且在对全数字电能表进行检定时,仍然需要使用笨重耗电的电能表检定电源进行校验,既费时费力费电,又因经过传统的电能表检定电源和A/D采样环节,会由于向上溯源和向下检定的不同时性而产生附加误差。而本专利技术“”的创新点在于在模数式标准电力测控设备中设置有完全数字化的电源信息及误差信息存储机构,只需在向上溯源时使用电力测控设备检定电源,当检定全数字式电力测控设备时则只需使用模数式标准电力测控设备中设置的电源信息及误差信息存储机构存储的全数字化电源信息及误差信息对被检的全数字式电力测控设备进行检定,就完全不再需要使用笨重耗电的电力测控设备检定电源进行校验了,这样既省时省力省电,又在使用同样的模数式标准电力测控设备的条件下,实现了更高的检定精度。三.
技术实现思路
本专利技术的目的在于向社会公开“”的技术方案,它们是可纳入国家现行电能计量误差传递体系中的全数字式电力测控设备的误差检定装置、误差检定系统、误差传递系统、误差传递方法。这对于提升我国电能计量的准确程度与现代化水平,对于我国的数字化电能计量的创新研究和普及化推进,对发、供、用电三方的电能供求带来的经济利益和社会公平、公正,都具有重要意义。本专利技术的技术方案包括全数字式电力测控设备的误差检定装置、全数字式电力测控设备的误差检定系统、全数字式电力测控设备的误差传递系统、全数字式电力测控设备的误差传递方法四个技术方案。本专利技术的全数字式电力测控设备的误差检定装置的技术方案如下这种全数字式电力测控设备的误差检定装置,由传统的可输出各种波形的三相交流电压和三相交流电流的电力测控设备检定电源,带有符合各种高层标准数字通信规约的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器,以及新型的既带传统三相电压和三相电流输入接口、又带有符合各种高层和低层标准数字通信规约的数字流输出和输入接口、并带有本地电力测控参数显示面板的模数式标准电力测控设备三部分组成。所述的可输出各种测试波形的三相交流电压和电流的电力测控设备检定电源可以是但不限于1.传统的可输出各种测试波形的三相交流电压和三相交流电流的电力测控设备检定电源;2.可输出各种测试波形的三相交流电压和三相交流电流的功率较小的三相交流电源,只要该电源的输出功率可带动模数式标准电力测控设备即可。所述的特定高层标准数字通信规约包括但不限于1.1EC61850-8-1 ;2.1EC61850 MMS ;3·DL/T 645 ;4·M0DBUS/TCP ;5· MODBUS ;6·ETHERCAT。所述的特定低层标准数字通信规约包括但不限于1.1EC61850-9-1 ;2. MODBUS ;3.1EC61850-9-2 ;4.1EC61850-9-2LE ;5. ETHERCAT ;6.1EC61850G00SE ;7.1EC61850GSSE ;8. M0DBUS/TCP。所述的电力测控参数误差比较器是带有满足上述各种高层标准数字通信规约的数字流输入接口的可比较电压、和/或电流、和/或功率、和/或相位、和/或相量、和/或继电保护参数的,和/或相应控制信号的电力测控参数误差比较器。所述的模数式标准电力测控设备是既带传统三相电压和三相电流输入接口又带有满足上述各种特定高层和低层标准数字通信规约的数字流输出和输入接口的,并带有本地电力测控参数显示面板的可测量但不限于测量电压、和/或电流、和/或功率、和/或相位、和/或相量、和/或继电保护参数的,并可输出相应控制信号的电力测控设备。技术特点在于所述的模数式标准电力测控设备由信号调理模块、A/D转换模块、电源及误差信息存储模块、信号处理模块、测控信息输出模块、数字通信模块、接口电路组成,其中信号调理模块带有三相交流电压Ua、Ub、Uc、Uo和三相交流电流la、lb、Ic、Io的输入接口电路,信号调理模块输出与A/D转换模块的输入联接,A/D转换模块的输出与信号处理模块的输入联接,A/D转换模块的输出还与电源及误差信息存储模块的输入联接,电源及误差信息存储模块和信号处理模块联通,电源及误差信息存储模块还带有计量误差值输入接口电路,信号处理模块也带有计量误差值输入接口电路,信号处理模块的输出联接测控信息输出模块的输入,测控信息输出模块输出符合各种高层标准数字通信规约包含信号处理模块所计量的测控信息的数字流,信号处理模块的输出还联接数字通信模块的输入,数字通信模块带有数字接口电路并从该接口电路输出符合特定低层标准数字通信规约的包含与信号处理模块所计量的测控信息完全等价的电压和电流数字量信息的数字流。向上进行误差溯源时,采集的三相交流电压和三相交流电流信号经过信号调理模块调理、A/D转换模块转换、信号处理模块计算、处理完成对测控信息的计量,A/D转换模块输出的原始数字量信息和从计量误差值输入接口输入的测控信息误差值还有序组帧存储在电源及误差信息存储模块中,待向下进行误差检定时采用。向下进行误差检定时,信号处理模块重新读出存储于电源及误差信息存储模块中有序组帧的原始电压和电流数字量信息,对其重新进行计算、处理,完成对测控信息的计量,同时信号处理模块将存储在电源及误差信息存储模块中的测控信息误差值与从其计量误差值输入接口电路输入的当前测控信息误差值带符号相减,完成检定。所述的模数式标准电力测控设备的各电路模块有信号调理模块可以是但不限于1.电阻分压器,电流分流器;2.仪用电压互感器,仪用电流互感器;3.电阻分压器,仪用电流互感器。A/D转换模块可以是但不限于1.AD1674 ;2.ADS7813 ;3.AD7663。信号处理模块可以是但不限于1.单片机,如 80C51, LPC2458 等;2.DSP,如 TMS320C32, TMS320C6712 等;3. FPGAjnXC3S2本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种全数字式电力测控设备的误差检定装置,由传统的可输出各种波形的三相交流电压和三相交流电流的电力测控设备检定电源、带有符合各种高层标准数字通信规约的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器、以及新型的既带传统三相电压和三相电流输入接口又带有符合各种高层和低层标准数字通信规约的数字流输出和输入接口的并带有本地电力测控参数显示面板的模数式标准电力测控设备三部分组成,特征在于:所述的模数式标准电力测控设备由信号调理模块、A/D转换模块、电源及误差信息存储模块、信号处理模块、测控信息输出模块、数字通信模块、接口电路组成,其中信号调理模块带有三相交流电压Ua、Ub、Uc、Uo和三相交流电流Ia、Ib、Ic、Io的输入接口电路,信号调理模块输出与A/D转换模块的输入联接,A/D转换模块的输出与信号处理模块的输入联接,A/D转换模块的输出还与电源及误差信息存储模块的输入联接,电源及误差信息存储模块和信号处理模块联通,电源及误差信息存储模块还带有计量误差值输入接口电路,信号处理模块也带有计量误差值输入接口电路,信号处理模块的输出联接测控信息输出模块的输入,测控信息输出模块输出符合各种高层标准数字通信规约包含信号处理模块所计量的测控信息的数字流,信号处理模块的输出还联接数字通信模块的输入,数字通信模块带有数字接口电路并从该接口电路输出符合特定低层标准数字通信规约的包含与信号处理模块所计量的测控信息完全等价的电压和电流数字量信息的数字流,向上进行误差溯源时,采集的三相交流电压和三相交流电流信号经过信号调理模块调理、A/D转换模块转换、信号处理模块计算、处理完成对测控信息的计量,A/D转换模块输出的原始数字量信息和从计量误差值输入接口输入的测控信息误差值还有序组帧存储在电源及误差信息存储模块中,待向下进行误差检定时采用;向下进行误差检定时,信号处理模块重新读出存储于电源及误差信息存储模块中有序组帧的原始电压和电流数字量信息,对其重新进行计算、处理,完成对测控信息的计量,同时信号处理模块将存储在电源及误差信息存储模块中的测控信息误差值与从其计量误差值输入接口电路输入的当前测控信息误差值带符号相减,完成检定。...

【技术特征摘要】
1.一种全数字式电力测控设备的误差检定装置,由传统的可输出各种波形的三相交流电压和三相交流电流的电力测控设备检定电源、带有符合各种高层标准数字通信规约的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器、以及新型的既带传统三相电压和三相电流输入接口又带有符合各种高层和低层标准数字通信规约的数字流输出和输入接口的并带有本地电力测控参数显示面板的模数式标准电力测控设备三部分组成,特征在于所述的模数式标准电力测控设备由信号调理模块、Α/D转换模块、电源及误差信息存储模块、信号处理模块、测控信息输出模块、数字通信模块、接口电路组成,其中信号调理模块带有三相交流电压Ua、Ub、Uc、Uo和三相交流电流Ia、Ib、Ic、Io的输入接口电路,信号调理模块输出与A/D转换模块的输入联接,Α/D转换模块的输出与信号处理模块的输入联接,Α/D转换模块的输出还与电源及误差信息存储模块的输入联接,电源及误差信息存储模块和信号处理模块联通,电源及误差信息存储模块还带有计量误差值输入接口电路,信号处理模块也带有计量误差值输入接口电路,信号处理模块的输出联接测控信息输出模块的输入,测控信息输出模块输出符合各种高层标准数字通信规约包含信号处理模块所计量的测控信息的数字流,信号处理模块的输出还联接数字通信模块的输入,数字通信模块带有数字接口电路并从该接口电路输出符合特定低层标准数字通信规约的包含与信号处理模块所计量的测控信息完全等价的电压和电流数字量信息的数字流,向上进行误差溯源时,采集的三相交流电压和三相交流电流信号经过信号调理模块调理、Α/D转换模块转换、信号处理模块计算、处理完成对测控信息的计量,Α/D转换模块输出的原始数字量信息和从计量误差值输入接口输入的测控信息误差值还有序组帧存储在电源及误差信息存储模块中,待向下进行误差检定时采用;向下进行误差检定时,信号处理模块重新读出存储于电源及误差信息存储模块中有序组帧的原始电压和电流数字量信息,对其重新进行计算、处理,完成对测控信息的计量,同时信号处理模块将存储在电源及误差信息存储模块中的测控信息误差值与从其计量误差值输入接口电路输入的当前测控信息误差值带符号相减,完成检定。2.根据权利要求1所述的全数字式电力测控设备的误差检定装置构成的全数字式电力测控设备误差检定系统,特征在于所述的该全数字式电力测控设备误差检定系统由全数字式电力测控设备的误差检定装置与被检定全数字式电力测控设备组成;所述的全数字式电力测控设备的误差检定装置由传统的可输出各种波形的三相交流电压和三相交流电流的电力测控设备检定电源,带有符合各种高层标准数字通信规约的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器,以及新型的既带传统三相电压和三相电流输入接口又带有符合各种高层和低层标准数字通信规约的数字流输出和输入接口的、并带有本地电力测控参数显示面板的模数式标准电力测控设备三部分组成,该模数式标准电力测控设备的信号处理模块重新读出其向上溯源时存储于电源及误差信息存储模块中有序组帧的原始电压和电流数字量信息,对其重新进行计算、处理,完成对测控信息的计量,并通过其测控信息输出模块输出符合各种高层标准数字通信规约包含所计量的测控信息的数字流给带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器;同时通过其数字通信模块输出符合特定低层标准数字通信规约的包含与所计量的测控信息完全等价的电压和电流数字量信息的数字流给被检定全数字式电力测控设备,该被检定全数字式电力测控设备通过其接口电路输入模数式标准电力测控设备输出的符合特定低层标准数字通信规约的包含电压和电流数字量信息的数字流,经过其自身计算、处理,完成对测控信息的计量并通过其接口电路输出符合各种高层标准数字通信规约包含所计量的测控信息的数字流到带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器,经过带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器对两路测控信息比较,得出全数字式电力测控设备的误差检定装置的模数式标准电力测控设备所计量的测控信息和被检定全数字式电力测控设备所计量的测控信息之差值,同时模数式标准电力测控装置的信号处理模块将存储在电源及误差信息存储模块中的向上溯源时的测控信息误差值与从计量误差值输入接口电路输入的由带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器输出的当前测控信息误差值带符号相减,即可得出被检定全数字电力测控设备与向上溯源时更高等级的常规标准电力测控设备之间的误差,实现对被检定全数字式电力测控设备误差的检定;对于有显示面板的,有或没有高层标准数字通信规约接口的被检定的全数字式电力测控设备,也可省略掉电力测控参数误差比较器,而直接将模数式标准电力测控设备显示面板上显示的各种电力测控信息与被检定的全数字式电力测控制设备显示面板上对应显示的各种电力测控信息进行实时对比,并与存储在模数式标准电力测控设备的电源及误差信息存储模块中对应的向上溯源时的各种电力测控信息的计量误差值带符号相减,从而得出被检全数字式电力测控设备与更高等级的常规标准电力测控设备之间的各种电力测控信息的测量误差,完成向下误差传递。3.—种全数字式电力测控设备的误差传递系统,特征在于该全数字式电力测控设备的误差传递系统采用常规电力测控设备的误差检定装置完成或实现,所述的全数字式电力测控设备的误差传递系统由常规电力测控设备的误差检定装置、带有符合各种高层标准数字通信规约的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器和被检定模数式标准电力测控设备组成,其中所述的常规电力测控设备的误差检定装置由可输出各种波形的三相交流电压和三相交流电流的电力测控设备检定电源和更高准确度等级的常规标准电力测控设备两部分组成,所述采用的常规电力测控设备的误差检定装置的更高准确度等级的常规标准电力测控设备通过其接口电路输入电力测控设备检定电源输出的三相交流电压和三相交流电流信号经过自身计算、处理,完成对测控信息的计量,并通过其接口电路输出符合各种高层标准数字通信规约包含所计量的测控信息的数字流给带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器;所述采用的被检定模数式标准电力测控设备通过其接口电路输入电力测控设备检定电源输出的三相交流电压和三相交流电流信号经过自身计算、处理,完成对测控信息的计量,并通过其接口电路输出符合各种高层标准数字通信规约包含所计量的测控信息的数字流给带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器,经过带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器对两路测控信息进行比较;对于有显示面板的,有或没有高层标准数字通信规约接口的更高准确度等级的常规标准电力测控设备,也可省略掉电力测控参数误差比较器,而直接将模数式标准电力测控设备显示面板上显示的各种电力测控信息与更高准确度等级的常规标准电力测控设备显示面板上对应显示的各种电力测控信息进行实时对比;得出常规电力测控设备的误差检定装置的更高准确度等级的常规标准电力测控设备和被检定模数式标准电力测控设备的测控信息计量的差值,即被检定模数式标准电力测控设备的测控信息误差值,实现常规电力测控设备的误差检定装置的更高准确度等级的常规标准电力测控设备对被检定模数式标准电力测控设备的误差传递,亦即实现对被检定模数式标准电力测控设备的误差传递向上溯源,同时被检定模数式标准电力测控设备的Α/D转换模块输出的原始数字量和带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器输出的测控信息误差值还有序组帧存储在模数式标准电力测控设备的电源及误差信息存储模块中,待向下误差检定时采用。4.一种全数字式电力测控设备的误差传递系统,特征在于该全数字式电力测控设备的误差传递系统采用全数字式电力测控设备的误差检定装置完成或实现,所述的全数字式电力测控设备的误差传递系统由全数字式电力测控设备的误差检定装置和更高准确度等级的常规标准电力测控设备组成,所述采用的全数字式电力测控设备的误差检定装置的模数式标准电力测控设备通过其接口电路输入传统的可输出各种波形的三相交流电压和三相交流电流的电力测控设备检定电源输出的三相交流电压和三相交流电流信号经过自身计算、处理,完成对测控信息的计量,并通过其接口电路输出符合各种高层标准数字通信规约包含所计量的测控信息的数字流给带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器;所述采用的更高准确度等级的常规标准电力测控设备通过其接口电路输入电力测控设备检定电源输出的三相交流电压和三相交流电流信号经过自身计算、处理,完成对测控信息的计量并通过其接口电路输出符合各种高层标准数字通信规约包含所计量的测控信息的数字流给带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器,经过带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器对两路测控信息进行比较;对于有显示面板的,有或没有高层标准数字通信规约接口的更高准确度等级的常规标准电力测控设备,也可省略掉电力测控参数误差比较器,而直接将模数式标准电力测控设备显示面板上显示的各种电力测控信息与更高准确度等级的常规标准电力测控设备显示面板上对应显示的各种电力测控信息进行实时对比;得出全数字式电力测控设备的误差检定装置的模数式标准电力测控设备和更高准确度等级的常规标准电力测控设备的测控信息计量的差值,即全数字式电力测控设备的误差检定装置的模数式标准电力测控设备的测控参数计量误差值,实现更高准确度等级的常规标准电力测控设备对全数字式电力测控设备的误差检定装置的模数式标准电力测控设备的误差传递,亦即实现对全数字式电力测控设备的误差检定装置的模数式标准电力测控设备误差传递向上溯源,同时全数字式电力测控设备的误差检定装置的模数式标准电力测控设备的Α/D转换模块输出的原始数字量和带有符合各种高层标准数字通信规约包含测控信息的数字流输入接口的电力测控参数误差比较器输出的测控信息误差值还有序组帧存储在模数式标准电力测控设备的电源及误差信息存储模块中,待向下误差检定时采用。5.一种全数字式电力测控设备的误差传递系统,特征在于该全数字式电力测控设备的误差传递系统...

【专利技术属性】
技术研发人员:曹锐
申请(专利权)人:曹锐
类型:发明
国别省市:

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