【正文】 脈沖計算被檢電能表的電能誤差. 第 11 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司實(shí)負(fù)荷檢定原理 RS232 O Ete串華北工控機(jī) 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶以太網(wǎng)信號 netDSP板串口/USB 接口 以太網(wǎng)信號 （ （BF531） i)Et AD 轉(zhuǎn)換 rne 3U3I tPoutM2送給 COM3000 做量傳 脈沖輸出， 用于校驗自身精度 M2 電能脈沖信號(M1) 原理介紹 圖 32 數(shù)字電能表實(shí)負(fù)荷檢定原理圖 在現(xiàn)場光 電互感器的合并單元( 必需具 備兩個光纖接口)，根據(jù) 現(xiàn)場的實(shí)際測量值通過 IEC6185091 協(xié)議同時發(fā)給數(shù)字電能表和數(shù)字電能表校驗儀。 虛擬檢定原理 第 12 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司以太網(wǎng)信號 RS232 O Ete串華北工控機(jī) 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶以太網(wǎng)信號 netDSP板串口/USB 接口 以太網(wǎng)信號 （ （BF531） i)Etere 3U3I tPoutM2M2 脈沖輸出， 用于校驗自身精度 送給 COM3000 做量傳 電能脈沖信號(M1) 圖 33 數(shù)字電能表虛擬檢定原理圖 原理介紹 不需要XL803標(biāo)準(zhǔn)源 也不需要實(shí)負(fù)荷， 通過數(shù)字模擬光 盤事先產(chǎn)生的IEC6185091 協(xié)議的數(shù)字信號，把這個數(shù)字信號通過以太網(wǎng)送給網(wǎng)絡(luò)電能表，網(wǎng)絡(luò)電能表計算產(chǎn)生電能脈 沖 M1，網(wǎng)絡(luò) 電能表校驗儀根據(jù)這個數(shù) 字信號計算電能產(chǎn)生脈沖 M2，對比 M2 和 M1 計算實(shí)際 的電能誤差。 并和同數(shù)字交流采樣校驗儀算出來的 U、I、P、Q、COS。 光電互感器檢驗系統(tǒng)構(gòu)成 1).電壓校驗原理圖 第 15 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司RS232 O Ete串華北工控機(jī) 口r640*480顯示 鍵盤 液 晶netDSP板串口/USB 接口 （ （BF531） )Etern3U3I OtPoutM2模擬電壓 原理介紹 圖 36 光電互感器電壓校驗儀原理圖 被檢驗光電 PT，接受校驗儀送過來的同步信號，并在同步信號的控制下，把光電轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量通過以太網(wǎng)傳給校驗儀，校驗同時通過 AD 采集 標(biāo)準(zhǔn)電壓互感器的模擬信號，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字量和被檢 PT 通過以太網(wǎng)傳遞過來的數(shù)字信號使用 FFT 計算出比差和角差第 16 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司2).電流校驗原理圖 RS232 O Ete串華北工控機(jī) 口t r640*480顯示 鍵盤 液 晶netDSP板串口/USB 接口 （ （BF531） )Eterne 3U3I OtPoutM2模擬電壓 原理介紹 圖 37 光電互感器電流壓校驗儀原理圖 電 流校驗和電壓 校驗的原理是一 樣的，唯一不同 的是標(biāo)準(zhǔn)信號取 電流標(biāo)準(zhǔn)互感器的信號而已。 軟件： 數(shù)字電能表校驗管理軟件； 數(shù)字交流采樣校驗管理軟件； 第 17 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司數(shù)字繼電保護(hù)測試軟件軟件； 光電互感器校驗軟件軟件； 其他軟件； 技術(shù)路線1 ）為 提高產(chǎn)品 的測量長期穩(wěn)定 性，要使用穩(wěn)定 性更好的材料以 及優(yōu)良的制造工 藝 ， 為此 ， 電壓 分 壓器 采 用 1ppm 的 金 屬氧 化 膜電 阻 分 壓， 同 時使 用 PGA205 放大器跟隨，以減小分布電容造成的相移，電流使用零磁通互感器，相關(guān)的電容均使用溫度性能更好的 CBB 電容，布線各個高壓回路相互隔離并保證有足夠的距離，降低串?dāng)_ ，PCB 對于輸入信號采用差分并行走線，減小共模干擾，以及通道串?dāng)_。盡量使用焊接技術(shù)(因為我們電流小、振動小焊接反而比壓接可靠)。 n 防塵防潮 第 18 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司n n PCB 最后均要防塵防潮處理 冗余設(shè)計 無論對于 PCB 布線還是間距，以及熱設(shè)計，耐壓設(shè)計，要留于充分的余量，對于一些關(guān)鍵地方使用雙重硬件作為冗余 數(shù)據(jù)可靠性 塊數(shù)據(jù)存儲全部使用 CRC16 校驗。對于 Flash 數(shù)據(jù)的寫入進(jìn)行校驗，并記錄擦寫時間，為 Flash 的健康狀態(tài)做初步檢測。 4) 算法驗證 大部分的算法我們通過 Matlab 來驗證后，再在 blackf in 平臺上運(yùn)行，可以節(jié)約反復(fù)調(diào)試的時間 5) 測試驗證 利用廣東電力工業(yè)局研究院的設(shè)備，和技術(shù)支持用戶技術(shù)的最終驗證，以及通過他們的驗收 主要創(chuàng)新點(diǎn) 2pw =Tx(t )M MAjmw t mx(t ) = C e e2MAmX (w) = 2p d (w mw )e11) 使用 可編程時鐘芯片和高性能的同步采樣 AD 實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)同步算法 設(shè)信號 的周期為 T0，最高諧波次數(shù)為 M，則基波的角頻率為 0展成復(fù)數(shù)項級數(shù)： =m= M 2，把推導(dǎo)得到：使用 p( t)采樣后 ，即周期信號的頻譜為δ函數(shù)。x(nTS)w(nTS t0)e jw nTS1T165。M229。 w1W (Dw)=Sn= 165。減小頻譜泄漏的方法是采用旁瓣弱的窗函數(shù)。 所以要提高測量準(zhǔn)確度則必須是 1 也就是 由于我們測量的是 50Hz 左右的工頻信號 T0=50Hz，但是這個 T0 會在 45 ~ 55Hz范圍內(nèi)波動，所以要滿足 T0 = nTs,就必須是 Ts 在 T0/n 的 90% ~ 110% 之內(nèi)變化， 要實(shí)現(xiàn)這個變化我們使用可編程時鐘芯片 CY22393 其中 Fpll 可以在通過一個 8 bit 分頻器再分頻 。 第 20 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司2） 數(shù)字 量溯源 功能 模擬世界 AD 采集卡 標(biāo)準(zhǔn)電能表 24Bit 或以上 ulMeterData IO 采集卡 IEC6185091(16Bit)uiMeterData 脈沖輸出時標(biāo) M2_Ti mer 被檢網(wǎng)絡(luò)電能表(Meter) M1 M2 數(shù)字信號目前沒有更高一級的基準(zhǔn)，而模擬信號確有高到 %的基準(zhǔn)，要實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號的量傳就必須要設(shè)法把它和模擬的基準(zhǔn)聯(lián)系起來，這就需要高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換，本項目利用 6 個同步 24Bit 的高精度 AD，以及使用零磁通電流互感器和 1ppm 的電阻分壓器，實(shí)現(xiàn)了對模擬世界的精確數(shù)字化，后通過數(shù)字電能表計算電能表脈沖再和模擬的標(biāo)準(zhǔn)電能表做比對實(shí)現(xiàn)量傳功能。 第 21 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司4） 統(tǒng)一的硬件平臺 盡管數(shù)字化校驗設(shè)備不一樣的，我們通過了軟件配置，可以實(shí)現(xiàn)一個硬件平臺兼容 4 個產(chǎn)品，這個大大減低了設(shè)計難度和工作量，同時又利于降低生產(chǎn)成本，提高裝置的可靠性。 項目相關(guān)技術(shù)參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： GB191 —1990 包裝儲運(yùn)指示標(biāo)志 GB4793—1984 電子測量儀器安全要求 GB6592—1986 電子測量儀器誤差的一般規(guī)定 GB6593—1986 電子測量儀器檢驗規(guī)定—1986 電子測量儀器環(huán)境試驗總綱 —1986 電子測量儀器溫度試驗 —1986 電子測量儀器濕度試驗 —1986 電子測量儀器振動試驗 —1986 電子測量儀器沖擊試驗 —1986 電子測量儀器運(yùn)輸試驗 I EC6185091 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) DL/T 624 1997 繼電保護(hù)微機(jī)型試驗裝置技術(shù)條件 DL/T – 2006 變電站通信網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng) 第 22 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司4 項目預(yù)期目標(biāo) 項目在技術(shù)進(jìn)步、工藝創(chuàng)新方面可實(shí)現(xiàn)的預(yù)期成果 本項目在國內(nèi)外均屬于開拓性、先進(jìn)性的項目、暫時國內(nèi)外均無相關(guān)的成套產(chǎn)品和總體解決方案，本項目為數(shù)字量的量值傳遞提出新方法，建立新標(biāo)準(zhǔn)，有望獲取深圳市的科技進(jìn)步獎，其預(yù)期實(shí)現(xiàn)如下功能 數(shù)字電能表校驗 n n n n n n n n n n n 量傳功能參數(shù)設(shè)定 電能誤差檢定 附加誤差檢定 有效值檢定功率檢定 其他檢定 諧波檢定 標(biāo)準(zhǔn)偏差值測試(S 值) 打印數(shù)據(jù)表格和報表 實(shí)負(fù)荷檢定 n 靜態(tài)測試 數(shù)字繼電保護(hù)校驗 n n n n n n n n n n 故障轉(zhuǎn)換測試 重合閘測試 毫秒計時 諧波測試 差動測試 同期測試 系統(tǒng)振蕩測試 精工電流測試 低周減載測試 反時限測試 第 23 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 數(shù)字交流采樣校驗 n n n n n n n 基本參數(shù)設(shè)定 遙測試驗、遙信試驗、 遙控試驗、 同期試驗、 期間核查、 報表管理、 光電互感器校驗 n n n n 比差檢定 角差檢定、 報表管理 測試波形顯示 項目形成的產(chǎn)業(yè)前景，培養(yǎng)的技術(shù)人才 項目主要應(yīng)用于供電領(lǐng)域。在今后的 10 年內(nèi)每個市縣供電局均應(yīng)該配置全套的數(shù)字測試儀多套。 項目對解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題的預(yù)期貢獻(xiàn)本 公司的產(chǎn)品出 來后對推進(jìn)數(shù)字 化變電站的建設(shè) 具有重要意義 ，目前數(shù)字化變電站還缺乏權(quán)威的檢驗工具，同時能夠促進(jìn)電力二次設(shè)備廠家，不斷提高完善自己的產(chǎn)品 第 24 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司 二年期內(nèi)的可考核技術(shù)指標(biāo)和社會經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)。在未來兩年內(nèi)和廣東電力工業(yè)局一起制定廣東省 數(shù)字電能表檢定規(guī)程，預(yù)計兩年內(nèi)公司需新增員工 10 人左右 ，投入到本項目的開發(fā)和服務(wù)中去。5. 頻率測量 頻率測量范圍： 45Hz～65Hz 頻率測量分辨率： 頻率測量準(zhǔn)確度： 6. 功率因數(shù)測量 功率因數(shù)測量范圍： ～0～+ 功率因數(shù)測量分辨率： 功率因數(shù)測量準(zhǔn)確度： 7. 電能測量 有功電能測量準(zhǔn)確度： %RD (~2In) PF≥ 無功電能測量準(zhǔn)確度： %RD (~2In) PF≥第 25 頁 XL800 系列可行性分析報告 深圳市星龍科技有限公司n n 時間特性 脈沖測量延時 脈沖輸出延時 輸出相應(yīng)時間 環(huán)境條件 l 工作溫度：0℃~40℃； l 相對濕度：≤85% ； l 存儲溫度： 30℃～60℃。預(yù)計 一年半完全可以收回投