智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)及其檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)及其測量方法，檢測系統(tǒng)包括二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心，二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置分別與變電站二次側(cè)的電流合并單元和電壓合并單元連接，二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心均安裝有同步授時(shí)器和無線網(wǎng)絡(luò)通訊裝置。本發(fā)明安裝快捷、簡便，可實(shí)現(xiàn)異地分布的電流合并單元、電壓合并單元及支路的電能表的同步電能計(jì)量，可解決智能變電站電壓合并單元與電流合并單元距離遠(yuǎn)、現(xiàn)場檢測不安全的問題，確保電能計(jì)量的準(zhǔn)確性。
【專利說明】
智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及電能計(jì)量領(lǐng)域，具體涉及智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)及其檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]合并單元是伴隨智能變電站興起而出現(xiàn)的設(shè)備，當(dāng)前的智能變電站系統(tǒng)構(gòu)建主要包括控制層、過程層、間隔層等幾個(gè)部分，過程層負(fù)責(zé)傳輸模擬量、開關(guān)量、跳閘等信號，而合并單元是智能變電站過程層的核心設(shè)備之一，分別與電子式互感器的二次側(cè)數(shù)據(jù)接口連接，以及保護(hù)測控設(shè)備的數(shù)據(jù)接口連接，用以實(shí)現(xiàn)對變電站電流和電壓等模擬量的同步采集和合并處理。
[0003]對已投運(yùn)的電能表計(jì)量進(jìn)行現(xiàn)場測量，一般采用在線測量方法，即變電站二次側(cè)的回路合并單元計(jì)量測量和支路的電能表計(jì)量。但由于電流合并回路單元、電壓合并回路單元與電能表一般為異地分布式，在通過回路合并單元進(jìn)行變電站二次側(cè)電能在線計(jì)量測量和電能表計(jì)量時(shí)，測量的時(shí)刻、時(shí)段和時(shí)長無法達(dá)到較為精確的同步一致，往往會產(chǎn)生一定的計(jì)量誤差，同時(shí)缺乏對計(jì)量二次入線的電能質(zhì)量實(shí)時(shí)分析和比對，對于在用電高峰時(shí)段等特殊時(shí)段的電能計(jì)量，造成變電站的二次側(cè)電能和電能表的計(jì)量數(shù)值不夠精確。
[0004]綜上，往往使得校測的結(jié)果往往不甚理想，導(dǎo)致變電站的電能計(jì)量的準(zhǔn)確性和可靠性降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的是上述中的技術(shù)問題，提供一種可使變電站二次側(cè)的電能計(jì)量測量與支路電能表的電能計(jì)量測量保持同步，提高二者計(jì)量值比對的精確性的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)。
[0006]進(jìn)而地，本發(fā)明還提供采用上述在線檢測系統(tǒng)的測量方法。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0008]智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括，
[0009]二次側(cè)電流測量裝置，用于采集和測量電流合并單元的電流模擬量；
[0010]二次側(cè)電壓測量裝置，用于采集和測量電壓合并單元的電壓模擬量；
[0011]電能采集計(jì)算中心，包括電信號采集器和計(jì)量計(jì)算主機(jī)，用于支路的電能表的電量，以及上述二次側(cè)電流測量裝置和和二次側(cè)電壓測量裝置輸出的相關(guān)信號的接收，并進(jìn)行綜合計(jì)算；
[0012]同步授時(shí)器，為若干個(gè)GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊，分別與上述二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置、計(jì)量計(jì)算主機(jī)連接，用于使三者按照統(tǒng)一的時(shí)鐘同步運(yùn)行；
[0013]無線網(wǎng)絡(luò)通訊裝置，為若干個(gè)無線網(wǎng)卡，分別與上述二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置、計(jì)量計(jì)算主機(jī)連接，用于三者間進(jìn)行無線通訊和數(shù)據(jù)傳輸。
[0014]所述電能表為數(shù)字化電能表，所述電壓合并單元與電流合并單元，通過光纜分別接入設(shè)置于二者之間的光以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)合并單元與電能表間的模擬量傳輸。
[0015]所述GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊，內(nèi)設(shè)有秒脈沖裝置和B碼信號裝置。
[0016]所述無線通訊裝置為GPRS模塊，通過無線接入相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0017]使用智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)的測量方法，包括以下步驟:
[0018]I)、選擇變電站二次側(cè)中被測的電壓合并單元和電流合并單元，通過光以太網(wǎng)交換機(jī)使輸出端對應(yīng)接入電能表的電壓回路和電流回路；
[0019]2)、將二次側(cè)電流測量裝置和二次側(cè)電壓測量裝置的的串行接口分別與電流合并單元和電壓合并單元的輸入回路對應(yīng)連接；
[0020]3 )、將電能表的電腦脈沖輸出端接入電能采集計(jì)算中心；
[0021]4)、二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心均分別相應(yīng)裝配GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊和無線GPRS模塊，GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊中設(shè)有秒脈沖裝置；
[0022]5)、通過無線網(wǎng)絡(luò)，二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置分別與電能采集計(jì)算中心連接，電能采集計(jì)算中心作為服務(wù)器，建立與電能采集計(jì)算中心的信息通道，構(gòu)建測量系統(tǒng);
[0023]6)、根據(jù)統(tǒng)一的時(shí)間，在擬定的時(shí)刻同步啟動二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心，進(jìn)行三相電的電流、電壓信號采集，以及電能表的電能脈沖采集，開展電能計(jì)量準(zhǔn)確性的在線測量；
[0024]7)、綜合二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置的計(jì)量值，以及電能表的電能脈沖計(jì)量值，比較合并單元與電能表的計(jì)量差值，獲得測量結(jié)果；
[0025]8)、完成測量，將二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置與相應(yīng)的合并單元斷開連接，恢復(fù)原狀。
[0026]所述步驟2)中，二次側(cè)電流測量裝置接入電流合并單元的輸入回路前，需將該輸入回路短路，保證電流合并單元的正常運(yùn)行。
[0027]所述步驟6)中，所述統(tǒng)一的時(shí)間據(jù)所述GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊的秒脈沖裝置及B碼信號裝置獲得。
[0028]所述步驟6)中，在線測量內(nèi)容包括，潛動試驗(yàn)、啟動試驗(yàn)、常數(shù)試驗(yàn);平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電流值的電能基本誤差測試;不平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電流值的正向有功、反向有功、正向無功、反向無功電能基本誤差測試。
[0029]本發(fā)明安裝快捷、簡便，可實(shí)現(xiàn)異地分布的電流合并單元、電壓合并單元及支路的電能表的同步電能計(jì)量，可解決智能變電站電壓合并單元與電流合并單元距離遠(yuǎn)、現(xiàn)場檢測不安全的問題，提高電能數(shù)值的精確性。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的測量原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步地說明。
[0032]本實(shí)施例的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)，設(shè)有用于綜合采集電能數(shù)據(jù)并計(jì)量計(jì)算差值的電能采集計(jì)算中心，電能采集計(jì)算中心包括電信號采集器和計(jì)量計(jì)算主機(jī)，該電能采集計(jì)算中心安裝有GPRS無線通訊模塊接口和GPS模塊或者北斗模塊。
[0033]變電站的二次側(cè)設(shè)有由電流合并單元和電壓合并單元組成的合并單元，各電流合并單元和電壓合并單元的的輸入回路均分別接入了二次側(cè)電流測量裝置和二次側(cè)電壓測量裝置，同時(shí)二次側(cè)電流測量裝置和二次側(cè)電壓測量裝置亦均接入有GPRS無線通訊模塊接口和GPS模塊或者北斗模塊，使二次側(cè)電流測量裝置和二次側(cè)電壓測量裝置可與電能采集計(jì)算中心進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0034]電網(wǎng)系統(tǒng)中，各電網(wǎng)的支路均會安裝有電能表，現(xiàn)今以數(shù)字電能表為主，上述電壓合并單元與電流合并單元，通過光纜分別接入設(shè)置于二者之間的光以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)合并單元與電能表間的模擬量高速傳輸。數(shù)字電能表的電能脈沖輸出端與上述能采集計(jì)量計(jì)算中心的電信號采集器連接，將電能信號輸出至計(jì)量計(jì)算主機(jī)中。通過各個(gè)裝置中安裝的GPS天線，獲得GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，以GPS秒脈沖和B碼信號為同步信號，實(shí)現(xiàn)數(shù)字電能表的計(jì)量值，變電站二次側(cè)的合并單元的電壓信息、電流信號、相位、頻率，同時(shí)刻、時(shí)長的采集，提高合并單元與電能表計(jì)量差值的精度。
[0035]使用本實(shí)施例的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)，其測量方法如下:
[0036]I)、選擇變電站二次側(cè)中被測的電壓合并單元和電流合并單元，通過光以太網(wǎng)交換機(jī)使輸出端對應(yīng)接入電能表的電壓回路和電流回路；
[0037]2)、二次側(cè)電壓測量裝置串行接入電壓合并單元的電壓輸入回路，且不影響電壓合并單元的正常運(yùn)行;二次側(cè)電流測量裝置串行接入電流合并單元的電流輸入回路，接入前需將原接入合并單元的電流回路短路，以確保電流合并單元的正常運(yùn)行；
[0038]3)、將電能表的電腦脈沖輸出端接入電能采集計(jì)算中心的電信號采集器；
[0039]4)、二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心均分別相應(yīng)裝配無線GPRS模塊和GPS模塊或者北斗模塊；
[0040]5)、通過無線網(wǎng)絡(luò)，二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置分別與電能采集計(jì)算中心連接，電能采集計(jì)算中心作為服務(wù)器，構(gòu)建檢測系統(tǒng)；電能采集計(jì)算中心制定檢測方案，包括開始采集計(jì)量的時(shí)間與時(shí)長，被檢合并單元及對應(yīng)電能表的參數(shù)，檢測內(nèi)容等信息;
[0041]6)、以基于GPS模塊或者北斗模塊統(tǒng)一的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)，在擬定的時(shí)刻同步啟動二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心，進(jìn)行三相電的電流、電壓信號采集，以及電能表的電能脈沖采集，開展電能計(jì)量準(zhǔn)確性的在線檢測；在線檢測內(nèi)容包括:潛動試驗(yàn)、啟動試驗(yàn)、常數(shù)試驗(yàn);平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電流值的電能基本誤差測試;不平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電流值的正向有功、反向有功、正向無功、反向無功電能基本誤差測試。
[0042]7)、綜合二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置的計(jì)量值，以及電能表的電能脈沖計(jì)量值，比較合并單元與電能表的計(jì)量差值，獲得測量結(jié)果；
[0043]8)、完成測量，將二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置與相應(yīng)的合并單元斷開連接，并將電壓合并單元和電流合并單元恢復(fù)原狀。
[0044]以上所述僅表達(dá)了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形、改進(jìn)及替代，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于:包括， 二次側(cè)電流測量裝置，用于采集和測量電流合并單元的電流模擬量； 二次側(cè)電壓測量裝置，用于采集和測量電壓合并單元的電壓模擬量； 電能采集計(jì)算中心，包括電信號采集器和計(jì)量計(jì)算主機(jī)，用于支路的電能表的電量，以及上述二次側(cè)電流測量裝置和和二次側(cè)電壓測量裝置輸出的相關(guān)信號的接收，并進(jìn)行綜合計(jì)算； 同步授時(shí)器，為若干個(gè)GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊，分別與上述二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置、采集計(jì)算主機(jī)連接，用于使三者按照統(tǒng)一的時(shí)鐘同步運(yùn)行； 無線網(wǎng)絡(luò)通訊裝置，為若干個(gè)無線網(wǎng)卡，分別與上述二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置、計(jì)量計(jì)算主機(jī)連接，用于三者間進(jìn)行無線通訊和數(shù)據(jù)傳輸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述電能表為數(shù)字化電能表，所述電壓合并單元與電流合并單元，通過光纜分別接入光以太網(wǎng)交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)合并單元與電能表間的數(shù)字量傳輸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線檢測系統(tǒng)，其特征在于，所述無線通訊裝置為GPRS模塊，通過無線接入相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸。4.一種使用權(quán)利要求1所述的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線測量方法，包括以下步驟: 1)、選擇變電站二次側(cè)中被測的電壓合并單元和電流合并單元，通過光以太網(wǎng)交換機(jī)使輸出端對應(yīng)接入電能表的電壓回路和電流回路； 2)、將二次側(cè)電流測量裝置和二次側(cè)電壓測量裝置的的串行接口分別與電流合并單元和電壓合并單元的輸入回路對應(yīng)連接； 3)、將電能表的電腦脈沖輸出端接入電能采集計(jì)算中心； 4)、二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心均分別相應(yīng)裝配GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊和無線GPRS模塊，GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊中設(shè)有秒脈沖裝置； 5)、通過無線網(wǎng)絡(luò)，二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置分別與電能采集計(jì)算中心連接，電能采集計(jì)算中心作為服務(wù)器，建立與電能采集計(jì)算中心的信息通道，構(gòu)建測量系統(tǒng)； 6)、根據(jù)統(tǒng)一的時(shí)間，在擬定的時(shí)刻同步啟動二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置和電能采集計(jì)算中心，進(jìn)行三相電的電流、電壓信號采集，以及電能表的電能脈沖采集，開展電能計(jì)量準(zhǔn)確性的在線測量； 7)、綜合二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置的計(jì)量值，以及電能表的電能脈沖計(jì)量值，比較合并單元與電能表的計(jì)量差值，獲得測量結(jié)果； 8)、完成測量，將二次側(cè)電流測量裝置、二次側(cè)電壓測量裝置與相應(yīng)的合并單元斷開連接，恢復(fù)原狀。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線測量方法，其特征在于，所述步驟2)中，二次側(cè)電流測量裝置接入電流合并單元的輸入回路前，需將該輸入回路短路，保證電流合并單元的正常運(yùn)行。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線測量方法，其特征在于，所述步驟6)中，所述統(tǒng)一的時(shí)間據(jù)所述GPS或者北斗時(shí)鐘同步模塊輸出的秒脈沖及B碼?目號獲得。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的智能變電站二次側(cè)電能計(jì)量系統(tǒng)的在線測量方法，其特征在于，所述步驟6)中，在線測量內(nèi)容包括，潛動試驗(yàn)、啟動試驗(yàn)、常數(shù)試驗(yàn);平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電流值的電能基本誤差測試;不平衡負(fù)載下，不同功率因素、不同電流值的正向有功、反向有功、正向無功、反向無功電能基本誤差測試。
【文檔編號】G01R35/04GK105842649SQ201610180115
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】裴茂林, 劉強(qiáng), 黃洋界, 嚴(yán)勤, 謝三軍, 熊茹, 肖紅霞, 陳琛
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院