一种光学互感器电能计量验证平台和验证方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电能计量技术领域，特别是一种光学互感器电能计量验证平台和验证方法。
【背景技术】
[0002]在传统的电能计量系统的结构中，使用的互感器均为基于电磁感应原理的模拟传感器，即采用电磁式互感器，如图1所示的结构采用电磁式电流互感器和电磁式电压互感器，从待测线路设备感应出与一次电流和电压成比例的小电流、小电压，进入模拟电能计量装置进行运算，计算出电能值。其缺点是:随着电压等级的提高，在电能计量使用过程中容易出现二次开路危险、易受电磁干扰影响、磁饱和带来较大误差、动态范围小等安全问题。
[0003]光学互感器能解决以上问题，光学互感器一次侧通常采用无源工作方式，与二次侧形成光学隔离，故有效避免了有源互感器存在的电磁干扰的问题；而且安全性好，彻底避免了传统互感器存在的二次开路、油气爆炸等危险；无论模拟互感器还是光学互感器，在变电站计量应用中均要求误差不超过0.2 %，在目前的工程应用中光学电流互感器和光学电压互感器已经都达到了 0.2%的精度要求，在理论上完全满足电能计量对互感器的要求，但目前还没有在实际运行中验证。
【发明内容】
[0004]本发明针对传统的电磁式互感器在电能计量使用过程中容易出现二次开路危险、易受电磁干扰影响而光学互感器在电能计量使用中缺乏验证的问题，提供一种光学互感器电能计量验证平台，能够验证光学互感器是否能够应用于电能计量，且验证精度高，为光学互感器在电能计量的实施应用提供了保证。本发明还涉及一种光学互感器电能计量验证方法。
[0005]本发明的技术方案如下:
[0006]一种光学互感器电能计量验证平台，其特征在于，包括采集功率源输出的电压信息的标准电压互感器、采集功率源输出的电流信息的标准电流互感器以及采集功率源输出信息的待测的光学互感器，还包括模拟电能计量装置、AD转换装置、第一合并单元、第一数字化电能计量装置、第二合并单元、第二数字化电能计量装置和上位机，所述标准电压互感器和标准电流互感器的输出端均连接模拟电能计量装置和AD转换装置的输入端，所述第一合并单元的输入端与AD转换装置的输出端相连，所述第一合并单元的输出端连接第一数字化电能计量装置，所述光学互感器以及AD转换装置的输出端均连接第二合并单元的输入端，所述第二合并单元的输出端连接第二数字化电能计量装置，所述模拟电能计量装置、第一数字化电能计量装置和第二数字化电能计量装置均与上位机相连。
[0007]所述光学互感器为采集功率源输出的电流信息的光学电流互感器，所述AD转换装置包括第一 AD转换装置和第二 AD转换装置，所述标准电流互感器的输出端连接第一 AD转换装置的输入端，标准电压互感器的输出端连接第二 AD转换装置的输入端，所述第一 AD转换装置和第二 AD转换装置的输出端均连接第一合并单元的输入端，所述第二 AD转换装置的输出端还连接第二合并单元的输入端。
[0008]所述光学互感器为采集功率源输出的电压信息的光学电压互感器，所述AD转换装置包括第一 AD转换装置和第二 AD转换装置，所述标准电流互感器的输出端连接第一 AD转换装置的输入端，标准电压互感器的输出端连接第二 AD转换装置的输入端，所述第一 AD转换装置和第二 AD转换装置的输出端均连接第一合并单元的输入端，所述第一 AD转换装置的输出端还连接第二合并单元的输入端。
[0009]还包括采集功率源输出的电压信息的待测的光学电压互感器，以及依次与光学电压互感器连接的第三合并单元和第三数字化电能计量装置，所述光学电流互感器的输出端还连接第三合并单元的输入端，所述第三数字化电能计量装置与上位机相连。
[0010]还包括采集功率源输出的电流信息的待测的光学电流互感器，以及依次与光学电流互感器连接的第四合并单元和第四数字化电能计量装置，所述光学电压互感器的输出端还连接第四合并单元的输入端，所述第四数字化电能计量装置与上位机相连。
[0011]还包括GPS时钟模块，所述第一合并单元和第二合并单元均连接GPS时钟模块以接收GPS时钟模块发出的秒脉冲信号或B码信号。
[0012]还包括GPS时钟模块，所述第一合并单元、第二合并单元和第三合并单元均连接GPS时钟模块以接收GPS时钟模块发出的秒脉冲信号或B码信号。
[0013]还包括GPS时钟模块，所述第一合并单元、第二合并单元和第四合并单元均连接GPS时钟模块以接收GPS时钟模块发出的秒脉冲信号或B码信号。
[0014]一种光学互感器电能计量验证方法，其特征在于，通过标准电压互感器和标准电流互感器采集功率源的电压信息和电流信息后分别输出模拟小电压信号和模拟小电流信号，将模拟小电压信号和模拟小电流信号输出至模拟电能计量装置；同时模拟小电压信号和模拟小电流信号均通过AD转换装置进行AD转换从而分别转换为数字电压值和数字电流值，由第一合并单元将数字电压值和数字电流值进行组帧并按照标准协议发送到第一数字化电能计量装置；将待测的光学互感器采集功率源的相应信息后输出数字值，由第二合并单元将该数字值以及AD转换装置输出的与光学互感器输出的数字值相配的数字电压值或数字电流值进行组帧，并按照标准协议发送到第二数字化电能计量装置；然后由上位机分别接收模拟电能计量装置、第一数字化电能计量装置和第二数字化电能计量装置的三个电能值，并进行实时比较，通过误差计算判断待测的光学互感器输出的计量数据用于电能计量是否可行。
[0015]在待测的光学互感器为光学电流互感器时，光学电流互感器采集功率源输出的电流信息后的输出数字电流值以及AD转换装置输出的数字电压值均进入第二合并单元，由第二合并单元将数字电流值和数字电压值进行组帧，并按照标准协议发送到第二数字化电能计量装置，上位机通过误差计算判断该光学电流互感器输出的计量数据用于电能计量是否可行；
[0016]在待测的光学互感器为光学电压互感器时，光学电压互感器采集功率源输出的电压信息后输出的数字电压值以及AD转换装置输出的数字电流值均进入第二合并单元，由第二合并单元将数字电压值和数字电流值进行组帧，并按照标准协议发送到第二数字化电能计量装置，上位机通过误差计算判断该光学电压互感器输出的计量数据用于电能计量是否可行；
[0017]第一合并单元和第二合并单元均接收GPS时钟发出的秒脉冲信号或B码信号使得标准电流互感器和标准电压互感器以及待测的光学互感器的数据同步。
[0018]本发明的技术效果如下:
[0019]本发明提供的光学互感器电能计量验证平台，设置标准电压互感器、标准电流互感器以及待测的光学互感器，还设置模拟电能计量装置、AD转换装置、第一合并单元、第一数字化电能计量装置、第二合并单元、第二数字化电能计量装置和上位机，标准电压互感器和标准电流互感器分别采集功率源输出的电压信号和电流信号并输出模拟小电压信号和模拟小电流信号至模拟电能计量装置，模拟电能计量装置显示电能值；同时模拟小电压信号和小电流信号均通过AD转换装置进行AD转换从而分别转换为数字电压值和数字电流值进入第一合并单元，第一合并单元将数字电压值和数字电流值进行组帧并按照标准协议发送到第一数字化电能计量装置，第一数字化电能计量装置显示电能值；待测的光学互感器采集功率源的输出信息并输出数字值送入第二合并单元，第二合并单元将该数字值以及AD转换装置输出的与光学互感器输出的数字值相配的数字电压值或数字电流值进行组帧，并按照标准协议发送到第二数字化电能计量装置，第二数字化电能计量装置显示电能值，最终上位机分别接收模拟电能计量装置、第一数字化电能计量装置和第二数字化电能计量装置的三个电能值