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1、(10)申请公布号 CN 103558577 A (43)申请公布日 2014.02.05 CN 103558577 A (21)申请号 201310522902.7 (22)申请日 2013.10.29 G01R 35/04(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 国网四川省电力公司电力科学研究 院 清华大学 (72)发明人 唐毅 肖勇 江波 赵伟 陈贤顺 黄松岭 艾兵 王珅 (74)专利代理机构 成都信博专利代理有限责任 公司 51200 代理人 卓仲阳 (54) 发明名称 双输入式数字化标准电能表及检定系统和量 值溯源系。
2、统 (57) 摘要 本发明公开了一种双输入式数字化标准电能 表及检定系统和量值溯源系统， 其中双输入式数 字化标准电能表， 包括依次连接的采样装置、 微处 理器、 协议编码器、 电光转换器和内嵌式数字化标 准电能表 ； 模拟量输入端连接到采样装置， 数字 量输入端连接到内嵌式数字化标准电能表， 数字 量输出端连接到电光转换器， 脉冲输出端连接到 内嵌式数字化标准电能表。本发明的技术效果在 于 ： 1、 增加了数字量输入端， 能够搭建基于模拟 式检定方法的数字化电能表检定系统和基于数字 式检定方法的数字化电能表检定系统， 以满足不 同检定环境的现实需求， 便于使用。 2、 能够进行量 值溯源， 。
3、以符合国家相关的计量法规及检定规程 的要求。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103558577 A CN 103558577 A 1/1 页 2 1. 一种双输入式数字化标准电能表， 其特征在于， 包括依次连接的采样装置、 微处理 器、 协议编码器、 电光转换器和内嵌式数字化标准电能表 ； 模拟量输入端连接到采样装置， 数字量输入端连接到内嵌式数字化标准电能表， 数字量输出端连接到电光转换器， 脉冲输 出端连接到内嵌式数字化标准。
4、电能表。 2. 一种基于模拟式检定方法的数字化电能表检定系统， 其特征在于， 包括如权利要求 1 所述的双输入式数字化标准电能表 ； 模拟功率源连接到双输入式数字化标准电能表的模 拟量输入端， 双输入式数字化标准电能表的数字量输出端连接到被检数字化电能表， 被检 数字化电能表连接到误差分析单元， 双输入式数字化标准电能表的脉冲输出端连接到误差 分析单元。 3. 一种基于数字式检定方法的数字化电能表检定系统， 其特征在于， 包括如权利要求 1 所述的双输入式数字化标准电能表 ； 数字信号源连接到双输入式数字化标准电能表的数 字量输入端， 数字信号源还连接到被检数字化电能表， 被检数字化电能表连接。
5、到误差分析 单元， 双输入式数字化标准电能表的脉冲输出端连接到误差分析单元。 4. 一种数字化标准电能表的量值溯源系统， 其特征在于， 包括如权利要求 1 所述的双 输入式数字化标准电能表 ； 模拟标准功率源连接到双输入式数字化标准电能表的模拟量输 入端， 模拟标准功率源还连接到模拟标准电能表， 模拟标准电能表连接到误差分析单元， 双 输入式数字化标准电能表的脉冲输出端连接到误差分析单元。 权 利 要 求 书 CN 103558577 A 2 1/4 页 3 双输入式数字化标准电能表及检定系统和量值溯源系统 技术领域 0001 本发明涉及数字化电能表检定技术领域， 具体而言是一种双输入式数字化。
6、标准电 能表， 以及基于模拟式检定方法和数字式检定方法的检定系统和数字化标准电能表的量值 溯源系统。 背景技术 0002 数字化变电站的兴起， 催生了新的电能计量方式， 即基于 IEC61850 标准的数字量 输入的电能计量方式， 其相应的电能计量装置是基于 IEC61850 标准的数字化电能表。由 于数字化电能表接收的反映被测功率和电能的电压与电流， 是通过光纤传输的包含符合 IEC61850-9-1/2 标准的电压、 电流采样数字量报文的以太网数据包， 因此使用传统的电能 表检定方法和检定装置， 无法直接对基于 IEC61850 标准的数字化电能表进行检定。 0003 当前已被较广泛接受和。
7、采用的数字化电能表的检定方法， 主要有模拟式检定方法 和数字式检定方法两种。 但是， 现有的数字化电能表的检定装置， 还没有能够有效地进行量 值溯源， 并且同时适用于上述两种检定方法的。因此， 提供一种能够进行量值溯源， 且同时 适用于采用模拟式检定方法和数字式检定方法的数字化标准电能表， 用来与配套设备搭建 检定系统后对数字化电能表进行检定， 不仅符合国家相关的计量法规及检定规程的要求， 使检定结果能被认可， 且可满足不同检定环境的现实需求， 便于使用。 0004 中国专利申请 201020500189.8 公开了一种数字式电能表的误差量值检定装置及 误差量值传递系统， 该检定装置由三相交流。
8、电检定电源、 电能脉冲误差比较器、 模数式标准 电能表组成。其中， 模数式标准电能表是指既带传统三相交流电压和三相交流电流输入接 口， 又带有包含电压和电流信息的数字流输出接口的模数式标准电能表。但该模数式标准 电能表并不具有包含电压和电流的数字量输入接口。 使用该模数式标准电能表所搭建的检 定系统， 只适用于采用模拟式检定方法对数字化电能表进行检定。 发明内容 0005 本发明的目的是提供一种双输入式数字化标准电能表， 以及基于双输入式数字化 标准电能表的检定系统和双输入式数字化标准电能表的量值溯源系统。 0006 实现本发明目的的技术方案是 ： 一种双输入式数字化标准电能表， 包括依次连接。
9、 的采样装置、 微处理器、 协议编码器、 电光转换器和内嵌式数字化标准电能表 ； 模拟量输入 端连接到采样装置， 数字量输入端连接到内嵌式数字化标准电能表， 数字量输出端连接到 电光转换器， 脉冲输出端连接到内嵌式数字化标准电能表。 0007 基于模拟式检定方法的检定系统是 ： 一种基于模拟式检定方法的数字化电能表检 定系统， 包括上述双输入式数字化标准电能表 ； 模拟功率源连接到双输入式数字化标准电 能表的模拟量输入端， 双输入式数字化标准电能表的数字量输出端连接到被检数字化电能 表， 被检数字化电能表连接到误差分析单元， 双输入式数字化标准电能表的脉冲输出端连 接到误差分析单元。 说 明 。
10、书 CN 103558577 A 3 2/4 页 4 0008 基于数字式检定方法的检定系统是 ： 一种基于数字式检定方法的数字化电能表检 定系统， 包括上述双输入式数字化标准电能表 ； 数字信号源连接到双输入式数字化标准电 能表的数字量输入端， 数字信号源还连接到被检数字化电能表， 被检数字化电能表连接到 误差分析单元， 双输入式数字化标准电能表的脉冲输出端连接到误差分析单元。 0009 数字化标准电能表的量值溯源的系统是 ： 一种数字化标准电能表的量值溯源系 统， 包括如上述双输入式数字化标准电能表 ； 模拟标准功率源连接到双输入式数字化标准 电能表的模拟量输入端， 模拟标准功率源还连接到。
11、模拟标准电能表， 模拟标准电能表连接 到误差分析单元， 双输入式数字化标准电能表的脉冲输出端连接到误差分析单元。 0010 本发明的技术效果在于 ： 1、 双输入式数字化标准电能表增加了数字量输入端， 因 此不仅能够搭建基于模拟式检定方法的数字化电能表检定系统， 也能够搭建基于数字式检 定方法的数字化电能表检定系统， 以满足不同检定环境的现实需求， 便于使用。 0011 2、 双输入式数字化标准电能表能够进行量值溯源， 以符合国家相关的计量法规及 检定规程的要求。 附图说明 0012 图 1 是双输入式数字化标准电能表的系统结构图。 0013 图 2 是基于模拟式检定方法的检定系统结构图。 0。
12、014 图 3 是基于数字式检定方法的检定系统结构图。 0015 图 4 是数字化标准电能表的量值溯源系统结构图。 具体实施方式 0016 如图 1 所示， 双输入式数字化标准电能表， 包括依次连接的采样装置、 微处理器、 协议编码器、 电光转换器和内嵌式数字化标准电能表 ； 模拟量输入端连接到采样装置， 数字 量输入端连接到内嵌式数字化标准电能表， 数字量输出端连接到电光转换器， 脉冲输出端 连接到内嵌式数字化标准电能表。其中， 模拟量输入端用于接收电压、 电流模拟量， 并将它 们传输给采样装置 ； 采样装置用于对所接收的电压、 电流模拟量进行采样及模数转换， 将电 压、 电流模拟量转换成电。
13、压、 电流采样数字量， 之后， 再将它们传输给微处理器 ； 微处理器用 于对采样装置进行采样率的设置， 对接收到的电压、 电流采样数字量按 IEC61850-9-1/2 标 准协议进行编码， 并将符合 IEC61850-9-1/2 标准的电压、 电流采样数字量传输给以太网协 议编码器 ； 以太网协议编码器用于对所接收的符合 IEC61850-9-1/2 标准的电压、 电流采样 数字量进行以太网协议编码， 使其成为电学以太网数据包， 并将电学以太网数据包传输给 电光转换器 ； 电光转换器用于将所接收的电学以太网数据包转换成光学以太网数据包， 并 将光学以太网数据包通过光纤， 同时传输给数字量输出。
14、端和内嵌式数字化标准电能表 ； 数 字量输出端用于将来自电光转换器的光学以太网数据包传输给被检数字化电能表， 进行电 能计量 ； 数字量输入端用于接收符合 IEC61850-9-1/2 标准的电压、 电流采样数字量的光学 以太网数据包， 并将所接收到的以太网数据包传输给内嵌式数字化标准电能表 ； 内嵌式数 字化标准电能表用于对来自电光转换器或数字量输入端的光学以太网数据包进行解包， 对 符合 IEC61850-9-1/2 标准的电压、 电流采样数字量进行解析， 进行电能计量， 并将电能计 量结果通过脉冲输出端输出 ； 脉冲输出端用于将内嵌式数字化标准电能表的电能计量结 说 明 书 CN 103。
15、558577 A 4 3/4 页 5 果， 以电能脉冲的形式输出。 0017 如图 2 所示， 基于模拟式检定方法的数字化电能表检定系统， 包括双输入式数字 化标准电能表 ； 模拟功率源连接到双输入式数字化标准电能表的模拟量输入端， 双输入式 数字化标准电能表的数字量输出端连接到被检数字化电能表， 被检数字化电能表连接到误 差分析单元， 双输入式数字化标准电能表的脉冲输出端连接到误差分析单元。采用模拟式 检定方法对数字化电能表进行检定时， 模拟功率源为检定工作提供电压、 电流模拟量 ； 模拟 量输入端接收模拟功率源提供的电压、 电流模拟量， 并将它们传输给采样装置 ； 采样装置对 所接收的电压。
16、、 电流模拟量进行采样和模数转换， 将电压、 电流模拟量转换成电压、 电流采 样数字量， 并将采样数字量传输给微处理器 ； 微处理器对接收到的电压、 电流采样数字量 按 IEC61850-9-1/2 标准协议进行编码， 并将符合 IEC61850-9-1/2 标准的电压、 电流采样 数字量传输给以太网协议编码器 ； 以太网协议编码器对所接收的符合 IEC61850-9-1/2 标 准的电压、 电流采样数字量进行以太网协议编码， 使其成为电学以太网数据包， 并将电学以 太网数据包传输给电光转换器 ； 电光转换器将所接收的电学以太网数据包再转换成光学以 太网数据包， 该光学以太网数据包作为数字化电。
17、能表检定的测试数据， 经光纤， 同时传输给 内嵌式数字化标准电能表和数字量输出端 ； 内嵌式数字化标准电能表对所接收的光学以太 网数据包进行解包， 对符合 IEC61850-9-1/2 标准的电压、 电流采样数字量进行解析和电能 计量， 并将电能计量结果通过脉冲输出端传输给误差分析单元 ； 数字量输出端将光学以太 网数据包传输给被检数字化电能表做电能计量， 其结果也传输给误差分析单元 ； 误差分析 单元对来自脉冲输出端的电能计量结果， 与被检数字化电能表的电能计量结果进行比较分 析， 确定被检数字化电能表的准确度级， 完成对被检数字化电能表的检定。 0018 如图 3 所示， 基于数字式检定方。
18、法的数字化电能表检定系统， 包括双输入式数字 化标准电能表 ； 数字信号源连接到双输入式数字化标准电能表的数字量输入端， 数字信号 源还连接到被检数字化电能表， 被检数字化电能表连接到误差分析单元， 双输入式数字化 标准电能表的脉冲输出端连接到误差分析单元。 采用数字式检定方法对数字化电能表进行 检定时， 数字功率源为检定工作提供电压、 电流采样数字量， 数字功率源输出的电压、 电流 采样数字量以光学以太网数据包形式， 通过光纤， 同时传输给数字量输入端和被检的数字 化电能表 ； 数字量输入端接收来自数字功率源的电压、 电流采样数字量， 并将这些电压、 电 流采样数字量传输给内嵌式数字化标准电。
19、能表 ； 内嵌式数字化标准电能表对接收到的光学 以太网数据包进行解包， 对符合 IEC61850-9-1/2 标准的、 数字功率源提供的电压和电流采 样数字量进行解析和电能计量， 并将电能计量结果通过脉冲输出端传输给误差分析单元 ； 被检数字化电能表也将电能计量结果传输给误差分析单元 ； 误差分析单元对来自脉冲输出 端的电能计量结果， 与被检数字化电能表的电能计量结果进行比较分析， 确定被检数字化 电能表的准确度级， 完成对被检数字化电能表的检定。 0019 如图 4 所示， 数字化标准电能表的量值溯源系统， 包括双输入式数字化标准电能 表 ； 模拟标准功率源连接到双输入式数字化标准电能表的模。
20、拟量输入端， 模拟标准功率源 还连接到模拟标准电能表， 模拟标准电能表连接到误差分析单元， 双输入式数字化标准电 能表的脉冲输出端连接到误差分析单元。其中， 模拟标准电能表的准确度级高于双输入式 数字化标准电能表。进行量值溯源时， 模拟标准功率源提供电压、 电流模拟量， 更高准确度 级的模拟标准电能表和双输入式数字化标准电能表， 分别对来自模拟标准功率源的电压、 说 明 书 CN 103558577 A 5 4/4 页 6 电流模拟量进行电能计量， 两者的电能计量结果都传输给误差分析单元做比较分析， 以更 高准确度级的模拟标准电能表的电能计量结果作为标准， 确定双输入式数字化标准电能表 的准确度级。这样， 双输入式数字化标准电能表就实现了量值溯源。 说 明 书 CN 103558577 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103558577 A 7 2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103558577 A 8 。