CN201828659U - 数字化电能表检验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种数字化电能表检验装置，包括信号源、标准表、脉冲采集电路、误差处理器，还包括路由器、光纤转换模块，所述信号源为数字信号源，它包括信号源逻辑模块和信号源数据处理模块；所述标准表为数字式标准表，它包括标准表逻辑模块和标准表数据处理模块用于接收数字信号并提供标准高频功率脉冲；所述信号源逻辑模块、标准表逻辑模块及误差处理器用RS485总线连接；路由器与信号源连接将其输出的数据帧分发到标准表处理模块和光纤转换模块；光纤转换模块将数字电信号转换成模拟光信号送到被测表；脉冲采集电路与误差处理器连接，将采集的标准高频脉冲及被测表脉冲送至误差处理器进行比较处理。本实用新型可用于检验符合各种协议标准的数字化电能表。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于检测数字化变电站电能表的装置。
背景技术
数字化电能表是指遵循IEC61850-9-1、IEC61850-9-2数字化变电站通信规约和IEC60044-7/8电子式互感器标准，具有数字信号输入接口，应用于数字化变电站的新型电能表。由于数字化电能表的输入端口为数字接口，而传统的模拟校验装置不能提供数字校验信号，只能提供模拟的校验信号，如图2所示，因此无法用于数字化电能表的校验。
IEC61850标准是基于通用网络通信平台的变电站自动化系统的国际标准，该标准将变电站通信体系分为3层：变电站层、间隔层和过程层。在变电站层和间隔层之间的网络采用抽象通信服务接口映射到制造报文规范、传输控制协议/网际协议以太网或光纤网。在间隔层和过程层之间的网络采用单点向多点的单向传输以太网。变电站内的智能电子设备均采用统一的协议，通过网络进行信息交换。
IEC60044-7/8标准是电子式互感器的国际标准，该标准中定义了由电子式互感器传输到合并单元的数据帧的帧格式，在其中对于每项采样值的映射位置做了规定。
传统的电能表检验装置主要由模拟信号源发生装置、标准表和误差处理器组成，其信号源是通过MCU按照设定的参数计算得到正弦数字量输入到6路D/A转换器，分别得到6路互相间具有一定相位关系的正弦波，作为三相电压和三相电流的信号输入至功率放大器得到UA、UB、UC、IA、IB和IC输出。被测表和标准表接收信号源产生的模拟信号，分别输出被测表脉冲和高频脉冲给误差处理器，从而得到误差值。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种用于数字化电能表校验的检验装置，使得遵循IEC61850-9-1、IEC61850-9-2和IEC60044-7/8协议标准的数字化电能表能够得到检验。
本实用新型提供的这种数字化电能表检验装置，包括信号源、标准表、脉冲采集电路、误差处理器，还包括路由器、光纤转换模块，所述信号源为数字信号源，它包括信号源逻辑模块和信号源数据处理模块；所述标准表为数字式标准表，它包括标准表逻辑模块和标准表数据处理模块用于接收数字信号并提供标准高频功率脉冲；所述信号源逻辑模块、标准表逻辑模块及误差处理器用RS485总线连接；路由器与信号源连接将其输出的数据帧分发到标准表处理模块和光纤转换模块；光纤转换模块将数字电信号转换成模拟光信号送到被测表；脉冲采集电路与误差处理器连接，将采集的标准高频脉冲及被测表脉冲送至误差处理器进行比较处理。
所述信号源数据处理模块及标准表数据处理模块均采用的是具有网络接口和异步串行通信口的数字信号处理器。
本实用新型检验装置输出的数字校验信号遵循IEC61850-9-1、IEC61850-9-2和IEC60044-7/8的协议标准，数据帧的具体格式可根据实现的要求配置，并且输出数字信号所代表的电压、电流信号的幅值和相位可以根据实际要求设置并修改，因此可用于检验符合上述协议标准的各种实现方式的数字化电能表。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是现有技术的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型数字表校验装置由数字信号源、数字式标准表、路由器、脉冲采集电路、误差处理器和电源模块组成。信号源由逻辑功能模块和数据处理模块组成，其中逻辑功能模块由16位单片机及外围的接口电路组成，负责信号源的参数设置及管理功能；信号源的数据处理模块主要由16位的DSP及网络接口芯片组成，DSP负责数据采样及组帧，并通过网络端口输出数据帧。数字式标准表在硬件结构上与信号源类似，主要由软件控制实现不同的功能。路由器、光电转换模块和误差处理器能从市场购买得到，各模块之间的连接见图1。
数字信号源有两种工作模式，一种联机模式，一种是脱机模式。当工作在联机模式时，PC机作为主控设备通过RS485总线来控制数字信号源、数字式标准表和误差处理器；当工作在脱机模式时，信号源的逻辑单元作为主控设备来设置信号源的参数和控制标准表和误差处理器。数字信号源根据所设置的参数构造模拟电网运行情况的信号，按照设定的采样率对该信号采样量化，量化后的数据按照参数要求生成符合IEC61850-9-1、IEC61850-9-2或IEC60044-7/8标准的数据帧，通过网络端口输送给被测表和数字式标准表。
数字式标准表接收数字信号源输出的符合各种协议标准的数据帧，解析数据帧获得其中的采样数据，进行电能计量，得到当前的功率值，并按照计算得到的功率值输出相应的高频脉冲。
路由器用于接收并转发数字信号源输出的数据帧，可把一路数字信号分转出多路信号，同时供多个被测表使用。脉冲采集电路用于采集被测表输出的功率脉冲并传输到误差处理器。
误差处理器接收数字式标准表输出的高频脉冲和脉冲采集电路采集到的被测表功率脉冲，比较两路输入脉冲计算并显示误差值。
电源模块为装置内各功能模块提供稳定的工作电源，由于装置中涉及的模块众多，且各模块工作电压不一致，因此需要电源模块提供各种电压级别稳定工作电源。
根据数字信号源和数字式标准表的DSP功能的不同和所使用的协议不同(IEC61850协议或IEC60044协议)，所选用的器件有所差别。如果使用的是IEC60044协议，采用FPGA实现信号的接收和发送，如果使用的是IEC61850协议，采用光口或电口(因被测表信号接口的不同而不同)的网络芯片实现信号的接收和发送。
Claims (2)
1.一种数字化电能表检验装置，包括信号源、标准表、脉冲采集电路、误差处理器，其特征在于还包括路由器、光纤转换模块，所述信号源为数字信号源，它包括信号源逻辑模块和信号源数据处理模块；所述标准表为数字式标准表，它包括标准表逻辑模块和标准表数据处理模块；所述信号源逻辑模块、标准表逻辑模块及误差处理器用RS485总线连接；路由器与信号源连接将其输出的数据帧分发到标准表处理模块和光纤转换模块；光纤转换模块将数字电信号转换成模拟光信号送到被测表；脉冲采集电路与误差处理器连接，将采集的标准表高频脉冲及被测表脉冲送至误差处理器进行比较处理。
2.根据权利要求1所述数字化电能表检验装置，其特征在于信号源数据处理模块及标准表数据处理模块均采用的是具有网络接口和异步串行通信口的数字信号处理器。
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