[發明專利]一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 201410218792.X
• 申請日: 2014-05-22
• 公開（公告）號: CN103995198B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 王忠東;萬達;李紅斌;黃奇峰;陳剛;陳銘明;盧樹峰;楊世海;駱翻鈿;田正其
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;江蘇省電力公司;江蘇省電力公司電力科學研究院;華中科技大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 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

1.一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置，其特征在于，包括：三相功率源、合并單元校驗平臺、環境監測系統，所述合并單元校驗平臺分別連接三相功率源、環境監測系統。

2.根據權利要求1所述的一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置，其特征在于，所述三相功率源包括控制單元、數模轉換單元、電壓放大單元、電流放大單元；所述控制單元通過通信接口接收合并單元校驗平臺發送的三相電壓和電流的幅值和相位信息，生成正弦電壓和正弦電流波形數據，再將波形數據發送到數模轉換單元轉換為模擬電壓信號和模擬電流信號，模擬電壓信號經電壓放大單元放大之后輸出，模擬電流信號經電流放大單元放大之后輸出。

3.根據權利要求2所述的一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置，其特征在于，所述三相功率源包括反饋回路，所述電壓放大單元、電流放大單元上均安裝有所述反饋回路，所述反饋回路包括PLL鎖相環和PDI調節電路，以對輸出信號的幅值提供反饋控制。

4.根據權利要求3所述的一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置，其特征在于，所述三相功率源包括直流電源，直流電源分別為控制單元、數模轉換單元、電壓放大單元、電流放大單元、反饋回路供電。

5.根據權利要求1至4任一項所述的一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置，其特征在于，所述合并單元校驗平臺包括計算機、標準信號變換單元、同步時鐘、模數轉換單元、時間數字轉換單元；

計算機為控制和校驗程序提供運行載體；標準信號變換單元用于將三相功率源輸出的電壓和電流按比例變換為小模擬電壓信號；同步時鐘為標準通道采樣和被校通道采樣提供同步采樣觸發信號，標準通道采樣為依次通過標準信號變換單元、模數轉換單元進行的采樣，被校通道采樣為通過被校合并單元進行的采樣；模數轉換單元用于將小模擬電壓信號轉換為數字量，并傳輸給計算機；時間數字轉換單元用于測量觸發采樣的同步信號和實際采樣開始之間的延時時間，將延時時間轉換為數字量并輸入到計算機。

6.根據權利要求5所述的一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置，其特征在于，所述合并單元校驗平臺還包括溯源接口，所述溯源接口用于模擬量溯源，以確保檢測裝置的準確度。

7.根據權利要求6所述的一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置，其特征在于，所述環境監測系統包括溫度傳感器、濕度傳感器、三軸空間磁場傳感器、微控制器單元；所述溫度傳感器用于測量監測環境的溫度，判別當前溫度是否符合檢測條件；濕度傳感器用于測量檢測環境的濕度，判別當前濕度是否符合檢測條件；三軸空間磁場傳感器用于測量監測環境的磁場強度，判別當前磁場強度是否有異常情況；微控制器單元接收溫度傳感器、濕度傳感器、三軸空間磁場傳感器的檢測數據，并傳送給所述計算機。

8.權利要求1所述一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：將被校合并單元接入模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置中；

步驟二：通過環境監測系統，判斷當前環境是否滿足檢測環境條件，若不符合則報警提示實驗人員；若符合則開始步驟三；

步驟三：在計算機中設置三相功率源輸出的電壓和電流的幅值和相位信息，發送給三相功率源，以控制三相功率源輸出的電壓和電流；

步驟四：三相功率源輸出的電壓和電流用線纜分為兩路，一路接入標準信號變換單元，另一路接入被校合并單元；

步驟五：計算機接收到標準通道、被校通道兩路信號后，分別計算標準通道的三相電壓和三相電流的幅值相位、被校合并單元的三相電壓和三相電流的幅值相位、標準通道的三相分元和合元的電能、被合并單元路的三相分元和合元的電能；

步驟六：顯示檢測結果并打印，根據檢測結果評價被測合并單元的計量性能。

9.根據權利要求8所述一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置的檢測方法，其特征在于，所述步驟三：三相功率源采用改進的DDS方式生成波形數據；所述改進的DDS方式包括如下步驟：設離散波形數據為一個周波，離散化點數為N，N與離散采樣率有關，DDS的抽取頻率為f_clk，相位累加器初值為n，累加步長為1，則輸出信號Sig的表達式為：其中，i為相位累加器的計數值，為初始相位，為角頻率。

10.根據權利要求8所述一種模擬量輸入合并單元計量性能檢測裝置的檢測方法，其特征在于，通過時間數字轉換單元測量觸發采樣的同步信號和實際采樣開始之間的延時時間的步驟包括：設計數脈沖頻率為Fclk，在被測時間段內，計數器的計數值為N，那么被測時間差Δt為：Δt＝1/Fclk×N；計算出時間差，據此校正測量相位。