数字式电能计量系统及检定装置设计.doc

数字式电能计量系统及检定装置设计 目录 TOC \o 1-9 \h \z \u 目录 1 正文 1 文1：数字式电能计量系统及检定装置设计 2 一、现有数字化变电站计量系统 2 二、数字化变电站独立计量系统 2 （一）与现有计量系统的对比 2 （二）独立计量系统的设计 3 三、数字式电能计量系统检定装置设计 4 （一）装置运行状态的实时在线监测系统的设计与应用 4 1、设计电能量平衡监视系统 4 2.设计计量点视频监控点 4 （二）电能计量装置状态管理系统的设计及应用 4 （三）电能表自动化检定系统设计途径 5 1.系统的组成 5 2.设计方法 5 3.电能表自动化检定系统改进 5 文2：新型数字式高压保护装置设计 6 1 引言 6 2 硬件平台总体设计 7 2.1 整体平台系统结构 7 2.2 系统实现原理 8 3 平台在高压线路保护中的应用 9 4 结语 10 原创性声明（模板） 11 正文 数字式电能计量系统及检定装置设计 文1：数字式电能计量系统及检定装置设计 一、现有数字化变电站计量系统 现有的各个厂家设计的，正在运行的数字化变电站计量系统构架都是使用的是电子式电压、电流互感器+光纤传输系统+合并单元输出信号采样+数字化电表的模式，其结构示意图如下图所示。 图现有计量系统的结构示意图 互感器数据输出到合并单元，数据通过处理后，再重采样后分发到保护、计量、测量设备。合并单元作为数据枢纽，具有改变数据的可能，交换机作为分发设备也具有改变原始数据的可能，而这些都是计量系统要求数据具有唯一性所不能允许的。 二、数字化变电站独立计量系统 （一）与现有计量系统的对比 虽然国内很多专家学者和不少设备厂商积极研究于数字化变电站，对于计量系统仍无明显进展，目前还是停留在电子式互感器、合并单元和电能表的模式。没有对计量系统的严肃性有充分的认识和重视。合并单元在系统中的设计，对于保护设备是必不可少的，但同时又兼顾了采集计量数据功能，且大多数合并单元可随意调整角比差，同时合并单元的运行异常或者检修又严重影响电能量的采集。没有考虑这个环节对于计量独立性的影响，实际就没有保证计量的法律法规需求。 相比较于现有的数字化变电站的计量系统，考虑到对计量领域的严肃性，对数据要求的准确性等因素，本设计提出了计量专用采集单元+数据集中器采样模式。本设计既满足电能采集的独立性又可提高电能采集的准确性，做到电能采集与保护分离，方便计量单位对数字化变电站的电能量核算和维护。 （二）独立计量系统的设计 本设计提供一种基于电子式互感器的数字化变电站的独立计量系统。包括电子式电压互感器，电子式电流互感器，它们把电力系统的电流电压转换为数字信号，通过光纤传输到计量专用数据同步分帧器，再由数据同步分帧器通过光纤传输到数字化电表，由电表完成电能的计量。 这是一种基于电子式互感器的计量专用数据同步分帧器。包括信号输入（NO2、NO5、NO8），接入一个间隔的电流电压输入，最多9个通道；开关输入（NO3、NO6、NO9），接收开关位置输入接点，满足变电站运行方式改变的输入；处理器（NO4、NO7、NO10），接收信号输入模块的信号，重新同步，数据打包，变成IEC-61850标准格式，转发到电表。 数据同步分帧器实现的计量系统，建立了从互感器到电表之间的独立链路的物理设备。从而改变了现有数字化电站计量系统的数据链拓扑结构。电子式互感器感应到电力网络上的电流和电压后，使用专用采集单元就地处理数据采样，完成角比差校正的功能，然后直接经光缆传送到专用数据同步分帧器，最后送至电表。 由此实现数据不再通过合并单元，数据链独立，保持计量数据的封闭性，唯一性和数字化。数据同步分帧器的设计，满足多个间隔的电流电压数据采集，同时实现每个间隔的硬件独立，易于维护。可以精确同步几个数据源的数据，提高了计量精度。 三、数字式电能计量系统检定装置设计 （一）装置运行状态的实时在线监测系统的设计与应用 1、设计电能量平衡监视系统 设置实时在线监测系统可实现现场及远程计量装置误差数据的监测及校验，结合电量数据建立数学模型，利用相关的插值算法对上网计量点进行监视。电能计量装置校验系统可以大大降低监督管理人员的劳动强度，不断增加电能计量装置检测的准确性。采用电能计量装置远程校验系统，能完全避免现场出现各种问题的可能性，远方监控人员能够实现远程和现场电压互感器二次回路压降测试。远程和现场计量装置也可以用来判定被测电能表的误差。对于多块电能表的设计，通过继电器可以控制切换测试线路，然后将监控和校验数据显示在本地显示设备中或上传至上层的数据中心。控制服务器可以单独配置数据冗余备份