智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统及其检测方法
【专利摘要】本发明提供了智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统及其测量方法，检测系统包括二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心，二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置分别与变电站二次侧的电流合并单元和电压合并单元连接，二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心均安装有同步授时器和无线网络通讯装置。本发明安装快捷、简便，可实现异地分布的电流合并单元、电压合并单元及支路的电能表的同步电能计量，可解决智能变电站电压合并单元与电流合并单元距离远、现场检测不安全的问题，确保电能计量的准确性。
【专利说明】
智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统及其检测方法
技术领域
[0001]本发明涉及电能计量领域，具体涉及智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统及其检测方法。
【背景技术】
[0002]合并单元是伴随智能变电站兴起而出现的设备，当前的智能变电站系统构建主要包括控制层、过程层、间隔层等几个部分，过程层负责传输模拟量、开关量、跳闸等信号，而合并单元是智能变电站过程层的核心设备之一，分别与电子式互感器的二次侧数据接口连接，以及保护测控设备的数据接口连接，用以实现对变电站电流和电压等模拟量的同步采集和合并处理。
[0003]对已投运的电能表计量进行现场测量，一般采用在线测量方法，即变电站二次侧的回路合并单元计量测量和支路的电能表计量。但由于电流合并回路单元、电压合并回路单元与电能表一般为异地分布式，在通过回路合并单元进行变电站二次侧电能在线计量测量和电能表计量时，测量的时刻、时段和时长无法达到较为精确的同步一致，往往会产生一定的计量误差，同时缺乏对计量二次入线的电能质量实时分析和比对，对于在用电高峰时段等特殊时段的电能计量，造成变电站的二次侧电能和电能表的计量数值不够精确。
[0004]综上，往往使得校测的结果往往不甚理想，导致变电站的电能计量的准确性和可靠性降低。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的是上述中的技术问题，提供一种可使变电站二次侧的电能计量测量与支路电能表的电能计量测量保持同步，提高二者计量值比对的精确性的智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统。
[0006]进而地，本发明还提供采用上述在线检测系统的测量方法。
[0007]本发明所采用的技术方案为:
[0008]智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统，其特征在于:包括，
[0009]二次侧电流测量装置，用于采集和测量电流合并单元的电流模拟量；
[0010]二次侧电压测量装置，用于采集和测量电压合并单元的电压模拟量；
[0011]电能采集计算中心，包括电信号采集器和计量计算主机，用于支路的电能表的电量，以及上述二次侧电流测量装置和和二次侧电压测量装置输出的相关信号的接收，并进行综合计算；
[0012]同步授时器，为若干个GPS或者北斗时钟同步模块，分别与上述二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置、计量计算主机连接，用于使三者按照统一的时钟同步运行；
[0013]无线网络通讯装置，为若干个无线网卡，分别与上述二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置、计量计算主机连接，用于三者间进行无线通讯和数据传输。
[0014]所述电能表为数字化电能表，所述电压合并单元与电流合并单元，通过光缆分别接入设置于二者之间的光以太网交换机，实现合并单元与电能表间的模拟量传输。
[0015]所述GPS或者北斗时钟同步模块，内设有秒脉冲装置和B码信号装置。
[0016]所述无线通讯装置为GPRS模块，通过无线接入相应网络，实现无线数据传输。
[0017]使用智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统的测量方法，包括以下步骤:
[0018]I)、选择变电站二次侧中被测的电压合并单元和电流合并单元，通过光以太网交换机使输出端对应接入电能表的电压回路和电流回路；
[0019]2)、将二次侧电流测量装置和二次侧电压测量装置的的串行接口分别与电流合并单元和电压合并单元的输入回路对应连接；
[0020]3 )、将电能表的电脑脉冲输出端接入电能采集计算中心；
[0021]4)、二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心均分别相应装配GPS或者北斗时钟同步模块和无线GPRS模块，GPS或者北斗时钟同步模块中设有秒脉冲装置；
[0022]5)、通过无线网络，二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置分别与电能采集计算中心连接，电能采集计算中心作为服务器，建立与电能采集计算中心的信息通道，构建测量系统;
[0023]6)、根据统一的时间，在拟定的时刻同步启动二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心，进行三相电的电流、电压信号采集，以及电能表的电能脉冲采集，开展电能计量准确性的在线测量；
[0024]7)、综合二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置的计量值，以及电能表的电能脉冲计量值，比较合并单元与电能表的计量差值，获得测量结果；
[0025]8)、完成测量，将二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置与相应的合并单元断开连接，恢复原状。
[0026]所述步骤2)中，二次侧电流测量装置接入电流合并单元的输入回路前，需将该输入回路短路，保证电流合并单元的正常运行。
[0027]所述步骤6)中，所述统一的时间据所述GPS或者北斗时钟同步模块的秒脉冲装置及B码信号装置获得。
[0028]所述步骤6)中，在线测量内容包括，潜动试验、启动试验、常数试验;平衡负载下，不同功率因素、不同电流值的电能基本误差测试;不平衡负载下，不同功率因素、不同电流值的正向有功、反向有功、正向无功、反向无功电能基本误差测试。
[0029]本发明安装快捷、简便，可实现异地分布的电流合并单元、电压合并单元及支路的电能表的同步电能计量，可解决智能变电站电压合并单元与电流合并单元距离远、现场检测不安全的问题，提高电能数值的精确性。
【附图说明】
[0030]图1为本发明的测量原理图。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图，对本发明作进一步地说明。
[0032]本实施例的智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统，设有用于综合采集电能数据并计量计算差值的电能采集计算中心，电能采集计算中心包括电信号采集器和计量计算主机，该电能采集计算中心安装有GPRS无线通讯模块接口和GPS模块或者北斗模块。
[0033]变电站的二次侧设有由电流合并单元和电压合并单元组成的合并单元，各电流合并单元和电压合并单元的的输入回路均分别接入了二次侧电流测量装置和二次侧电压测量装置，同时二次侧电流测量装置和二次侧电压测量装置亦均接入有GPRS无线通讯模块接口和GPS模块或者北斗模块，使二次侧电流测量装置和二次侧电压测量装置可与电能采集计算中心进行无线数据传输。
[0034]电网系统中，各电网的支路均会安装有电能表，现今以数字电能表为主，上述电压合并单元与电流合并单元，通过光缆分别接入设置于二者之间的光以太网交换机，实现合并单元与电能表间的模拟量高速传输。数字电能表的电能脉冲输出端与上述能采集计量计算中心的电信号采集器连接，将电能信号输出至计量计算主机中。通过各个装置中安装的GPS天线，获得GPS标准时间，以GPS秒脉冲和B码信号为同步信号，实现数字电能表的计量值，变电站二次侧的合并单元的电压信息、电流信号、相位、频率，同时刻、时长的采集，提高合并单元与电能表计量差值的精度。
[0035]使用本实施例的智能变电站二次侧电能计量系统，其测量方法如下:
[0036]I)、选择变电站二次侧中被测的电压合并单元和电流合并单元，通过光以太网交换机使输出端对应接入电能表的电压回路和电流回路；
[0037]2)、二次侧电压测量装置串行接入电压合并单元的电压输入回路，且不影响电压合并单元的正常运行;二次侧电流测量装置串行接入电流合并单元的电流输入回路，接入前需将原接入合并单元的电流回路短路，以确保电流合并单元的正常运行；
[0038]3)、将电能表的电脑脉冲输出端接入电能采集计算中心的电信号采集器；
[0039]4)、二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心均分别相应装配无线GPRS模块和GPS模块或者北斗模块；
[0040]5)、通过无线网络，二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置分别与电能采集计算中心连接，电能采集计算中心作为服务器，构建检测系统；电能采集计算中心制定检测方案，包括开始采集计量的时间与时长，被检合并单元及对应电能表的参数，检测内容等信息;
[0041]6)、以基于GPS模块或者北斗模块统一的时间标准，在拟定的时刻同步启动二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心，进行三相电的电流、电压信号采集，以及电能表的电能脉冲采集，开展电能计量准确性的在线检测；在线检测内容包括:潜动试验、启动试验、常数试验;平衡负载下，不同功率因素、不同电流值的电能基本误差测试;不平衡负载下，不同功率因素、不同电流值的正向有功、反向有功、正向无功、反向无功电能基本误差测试。
[0042]7)、综合二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置的计量值，以及电能表的电能脉冲计量值，比较合并单元与电能表的计量差值，获得测量结果；
[0043]8)、完成测量，将二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置与相应的合并单元断开连接，并将电压合并单元和电流合并单元恢复原状。
[0044]以上所述仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统，其特征在于:包括， 二次侧电流测量装置，用于采集和测量电流合并单元的电流模拟量； 二次侧电压测量装置，用于采集和测量电压合并单元的电压模拟量； 电能采集计算中心，包括电信号采集器和计量计算主机，用于支路的电能表的电量，以及上述二次侧电流测量装置和和二次侧电压测量装置输出的相关信号的接收，并进行综合计算； 同步授时器，为若干个GPS或者北斗时钟同步模块，分别与上述二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置、采集计算主机连接，用于使三者按照统一的时钟同步运行； 无线网络通讯装置，为若干个无线网卡，分别与上述二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置、计量计算主机连接，用于三者间进行无线通讯和数据传输。2.根据权利要求1所述的智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统，其特征在于，所述电能表为数字化电能表，所述电压合并单元与电流合并单元，通过光缆分别接入光以太网交换机，实现合并单元与电能表间的数字量传输。3.根据权利要求1所述的智能变电站二次侧电能计量系统的在线检测系统，其特征在于，所述无线通讯装置为GPRS模块，通过无线接入相应网络，实现无线数据传输。4.一种使用权利要求1所述的智能变电站二次侧电能计量系统的在线测量方法，包括以下步骤: 1)、选择变电站二次侧中被测的电压合并单元和电流合并单元，通过光以太网交换机使输出端对应接入电能表的电压回路和电流回路； 2)、将二次侧电流测量装置和二次侧电压测量装置的的串行接口分别与电流合并单元和电压合并单元的输入回路对应连接； 3)、将电能表的电脑脉冲输出端接入电能采集计算中心； 4)、二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心均分别相应装配GPS或者北斗时钟同步模块和无线GPRS模块，GPS或者北斗时钟同步模块中设有秒脉冲装置； 5)、通过无线网络，二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置分别与电能采集计算中心连接，电能采集计算中心作为服务器，建立与电能采集计算中心的信息通道，构建测量系统； 6)、根据统一的时间，在拟定的时刻同步启动二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置和电能采集计算中心，进行三相电的电流、电压信号采集，以及电能表的电能脉冲采集，开展电能计量准确性的在线测量； 7)、综合二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置的计量值，以及电能表的电能脉冲计量值，比较合并单元与电能表的计量差值，获得测量结果； 8)、完成测量，将二次侧电流测量装置、二次侧电压测量装置与相应的合并单元断开连接，恢复原状。5.根据权利要求4所述的智能变电站二次侧电能计量系统的在线测量方法，其特征在于，所述步骤2)中，二次侧电流测量装置接入电流合并单元的输入回路前，需将该输入回路短路，保证电流合并单元的正常运行。6.根据权利要求4所述的智能变电站二次侧电能计量系统的在线测量方法，其特征在于，所述步骤6)中，所述统一的时间据所述GPS或者北斗时钟同步模块输出的秒脉冲及B码?目号获得。7.根据权利要求4所述的智能变电站二次侧电能计量系统的在线测量方法，其特征在于，所述步骤6)中，在线测量内容包括，潜动试验、启动试验、常数试验;平衡负载下，不同功率因素、不同电流值的电能基本误差测试;不平衡负载下，不同功率因素、不同电流值的正向有功、反向有功、正向无功、反向无功电能基本误差测试。
【文档编号】G01R35/04GK105842649SQ201610180115
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】裴茂林, 刘强, 黄洋界, 严勤, 谢三军, 熊茹, 肖红霞, 陈琛
【申请人】国家电网公司, 国网江西省电力科学研究院