[發明專利]多表位數字化電能表校驗儀

有效

• 申請號: 201210399358.7
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102928805A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 姚艷松;郭立煌;周建波;王程謙
• 申請（專利權）人: 國電南京自動化股份有限公司
• 主分類號: G01R35/04
• 分類號: G01R35/04
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種數字化電能表校驗儀，尤其是涉及一種可實現批量檢定的數字化電能表校驗儀，屬于電能儀表技術領域。

背景技術

多表位同步檢驗的問題：傳統電能表校驗儀不能適應數字化電能表校驗。傳統電能表校驗儀通過電壓并聯、電流串聯方式一次檢定多塊傳統電能表，數字化電能表采用數字信號輸入，不同的電能表具有不同的配置，只能一對一連接。現有數字化電能校驗儀每次只能校驗一塊數字化電能表，效率低下，不能大批量進行檢定，無法適應大規模生產需要。

傳統電能表校驗臺進行數字化改造的問題：對于需要數字化電能表校驗臺的用戶，一般都有傳統電能表校驗臺，數字化電能表校驗臺和傳統電能表校驗臺之間，主要是量值傳遞方式不一，其他測試硬件和臺體部件都大同小異，出于節約用戶資金的目的，可以通過開發兼容性接口，與傳統電能表校驗臺組合，改造其為數字化電能表校驗臺；

輸出功率穩定度的問題：對于現有的數字化電能表校驗儀，其輸出數字化采樣值報文發送間隔波動大，輸出功率穩定度不高，測試結果不能如實反映被測數字化電能表的準確度水平。

數字化電能表是應用于數字化智能變電站的計量裝置，與傳統模擬式電能表不同，其輸入信號為符合IEC61850(-9-1、-9-2、-9-2LE)采樣值傳輸規范的數字報文，其采樣環節在電子式互感器部分或合并單元部分完成。因此數字化電能表的溯源和檢定方式與傳統電能表不同。

傳統電能表檢定輸入是電壓電流模擬量，這些電參量非常容易通過串聯或并聯實現級聯，輸入給多個電能表，而數字化電能表需要輸入的是數字化信號，是一對一的，并且每個傳輸鏈路的報文都不一定相同，因此數字化電能表不能通過類似傳統電能表檢定方法進行批量檢定。

目前，國內對數字式校驗儀正處于探索階段，校驗儀通常只有一個輸出鏈路和一個脈沖輸入接口，這種校驗儀每次只能檢定一塊電能表，效率非常低，不能適應數字化電能表的大規模檢定。

針對多表位數字化電能表校驗，有以下兩種方法：

1)采用數字化電能表校驗儀+交換機的方式，輸出多路報文，這種方式雖然能同時檢定多個數字化電能表，但檢定前需要更改電能表配置，檢定完成后再將配置還原，這樣不但增加了工作量，而且容易出錯,導致現場配置混亂。

2)采用傳統電能表校驗儀+模擬式合并單元(MU)+三相模擬源方式，三相模擬源產生三相電壓和三相電流，分別輸出到傳統電能表校驗儀和合并單元，合并單元將模擬量轉換為數字量，發送到數字化電能表，傳統電能表對比模擬量電能和接收到的脈沖頻率，確定電能誤差。這種方式接線非常復雜，而且模擬式合并單元存在轉換誤差，測得的誤差不真實。

綜上所述，目前國內尚沒有用于工程實踐的大規模檢定數字電能表的方式方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是實現可以同步并行檢定多個數字化電能表，以提高檢定效率。

為解決上述技術問題，本發明提供一種多表位數字化電能表校驗儀，包括后臺系統和前臺系統，其特征在于：后臺系統包括FPGA1，FPGA1分別與AD轉換芯片、SRAM存儲器、多路以太網接口、SPI?FLASH芯片、脈沖輸入相連接，前臺系統包括FPGA2，FPGA2分別與以太網接口、DDR2?RAM存儲芯片、高精度RTC芯片、液晶顯示顯示器、鍵盤、文件系統相連接，前臺系統的FPGA1與后臺系統的FPGA2通過高速串口相連。

后臺系統還包括RS232接口，RS232接口與FPGA1相連。

前臺系統還包括RS232接口和RS485接口，RS232接口和RS485接口分別與FPGA2相連。

所述FPGA1運行以下各功能模塊：

電量計算模塊：根據采集到的電壓電流計算出有功電能和無功電能；

報文轉換模塊：按照IEC61850采樣值傳輸規范以及系統配置，將離散采樣數據輸入到相應數字通道，添加發送序號，生成初始報文；

發送模塊：把初始報文添加MAC地址，從相應表位的物理層將報文通過光纖傳輸到被試電能表；

脈沖采集模塊：實時采集電能表脈沖，計算兩次脈沖間隔；

誤差比較模塊：通過比較兩次脈沖間隔時間內積累的電能量，與理論值進行對比計算得出被試電能表計量電能誤差；

通訊模塊：負責與其他系統通訊，配置系統參數，傳輸誤差結果、控制校驗過程。