一种多功能数字化电能计量培训仿真系统技术方案

一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，涉及电力培训领域。目前，培训本身缺乏一套有效的装置与系统。本实用新型专利技术包括两套数字化计量培训仿真装置，两套数字化计量培训仿真装置间隔设置；每一套数字化计量培训仿真装置均包括柜体、电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块、显示模块及控制模块；柜体面板上设有多个设备接口以连接内置于柜体的电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块。本系统可实现双人在线实时竞赛，培训效率高，培训全面，有利于加快数字化电能计量系统的普及应用。

A multifunctional simulation training system for digital energy metering

The utility model relates to a multifunctional digital energy metering training simulation system, which relates to the field of electric power training. At present, the training itself lacks an effective device and system. The utility model includes two sets of digital measurement training simulation devices and two sets of digital measurement training simulation devices, and each set of digital measurement training simulation devices includes cabinet body, electronic transformer test module, combined unit measurement experiment module, digital watt hour meter experiment module, and digital metrology training imitation. The full performance experiment module, display module and control module are used in the real device. There are several equipment interfaces on the cabinet panel to connect the electronic transformer test module built in the cabinet, the combined unit measurement experiment module, the digital watt hour meter experiment module, and the digital measurement training simulation and installation full performance experiment module. The system can realize the online competition of two person online. The training efficiency is high and the training is comprehensive. It is beneficial to speed up the popularization and application of the digital energy metering system.

【技术实现步骤摘要】
一种多功能数字化电能计量培训仿真系统
本技术涉及电力培训领域，尤其指一种多功能数字化电能计量培训仿真系统。
技术介绍
传统电子式电能计量系统由电磁式互感器和电子式电能表组成，二次大量使用电缆传输信号，误差因素众多。不同于传统的模拟电能计量系统，数字化电能计量系统的整体架构发生了根本性的改变，整个系统由电子式电流互感器（ECT）、电子式电压互感器（EVT）、合并单元、数字化电能表构成，电子式互感器（含合并单元）替代了传统电磁式互感器，光纤通信取代了大量的电线电缆，电子式电能表也被数字化电能表代替。数字化电能计量具有绝缘结构简单、无爆炸、无二次开路危险、数字信号分享更为容易，带负载能力强等优点，且在2009年国家电网公司提出了建设坚强智能电网的发展目标，智能变电站作为智能电网的一个重要环节，在全国各地得到了推广建设。智能变电站的基本要求是全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化，能够自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等功能。数字化计量系统作为智能变电站的重要组成部分，以数字化为特征，以计量某点电能为目标，根据互感器为电子式互感器或传统电磁式互感器，分为全数字化计量装置和半数字化计量装置。基于互感器、合并单元、数字化电能表技术的数字化电能计量系统在智能变电站中得到了广泛应用。数字化电能计量系统与模拟电能计量系统有以下不同特点：1.数字化电能计量系统各个设备存在机理上的相互联系，不可分割，必须作为一个整体进行研究，同时，数字化电能表本身只是完成了一个数字计算器的功能，单独研究数字化电能表的准确度并无实际意义，应当将两者视为一个整体进行溯源，方能对其计量性能进行评估；2.合并单元和数字化电能表之间的数据通信在过程层总线网络传输条件下，设备存在网络功能的适应性考核问题，当发生网络功能异常或者传输回路发生故障时，数字化电能表的不同处理机制可能会引起电能计量的误差，需要研究网络异常条件下的系统自适应性；3.数据传输的安全性问题，数字化电能计量系统由于数据为网络化传输，网络信息存在安全性问题，窃电手段可能会在技术上升级，尽管IEC已经颁布了IEC62351标准来处理IEC61850通信的安全性问题，但是对于数字化电能计量的安全性并无明确规定说明，急需对网络传输安全性进行考核分析，避免电力公司的损失；4.数字化电能计量系统的计量工程模型和模拟电能计量系统也有很大区别，数字化电能计量准确性受设备性能指标、现场工况的影响较大，需要建立数字化电能计量系统的工程模型，准确评估数字化电能计量系统的实际误差。数字化计量技术作为新兴计量技术，各地电力公司及相关设备厂商对其进行了大量的研究，但由于数字化计量系统检测技术、检定规程、相关标准尚不完善，检测设备，检测能力有待大幅度提升，严重制约着数字化电能计量系统的发展，另外国家电网公司目标要求加快完成数字电能计量体系建设，将其用于贸易结算，因此，数字化计量系统的建设已刻不容缓。但对数字化电能计量虽然投入了一定的资金、人力、物力进行了分阶段培训，但培训本身就缺乏一套有效的装置与系统，一线工作人员实际操作更缺乏一套数字化计量仿真培训系统，帮助现场分析与维护数字电能计量，提高管理自动化、智能化水平。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，以实现对工作人员的数字化计量的实际操作培训为目的。为此，本技术采取以下技术方案。一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，包括两套数字化计量培训仿真装置，两套数字化计量培训仿真装置间隔设置；每一套数字化计量培训仿真装置均包括柜体、用于进行电子式互感器试验的电子式互感器试验模块、用于合并单元计量实现的合并单元计量实验模块、用于数字式电能表实现的数字式电能表实验模块、用于数字计量培训仿真装置全性能实验的数字计量培训仿真装置全性能实验模块、显示模块及控制模块，所述的控制模块与电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块、显示模块相连；柜体面板上设有多个设备接口以连接内置于柜体的电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块；所述的电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块均包括标配设备及被测设备。通过两套仿真装置，并通过网络连接，可实现双人在线实时竞赛，提升了仿真学习培训的竞争意识；本系统完善的模块功能和设备接口可方便地接入电子式互感器、合并单元、数字化电能表等数字化设备，对整个数字化电能计量系统进行学习培训、理论研究、仿真计算、故障模拟、通信性能分析、试验验证、误差校验、结业考试、竞赛比武等多方面的研究和测试；工作人员均可随时、实时在线学习、培训、考试，可大幅度减少培训费用，缩短了工作人员的培训学习时间，加快数字化电能计量系统的普及应用。作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本技术还包括以下附加技术特征。所述的电子式互感器试验模块包括标准电压互感器、标准电流互感器、电子式电压传感器、电子式电流传感器、合并单元、同步时钟装置、间隔层交机及电子式互感器校验仪；电子式互感器试验模块以一次电流、电压为输入信号，输入信号同时进入标准电压/电流互感器和电子式电压/电流互感器，标准电压/电流互感器输出的标准二次信号接入电子式互感器校验仪，电子式电压/电流互感器输出的小模拟信号接入电子式互感器校验仪和合并单元，电子式电压/电流互感器输出的信号接入合并单元，合并单元输出端直接接入电子式互感器校验仪输入端或者先通过间隔层交换机然后接入电子式互感器校验仪的输入端。本模块可以单独对电子式互感器本身特性进行培训研究和试验测试，以一次电流、电压为输入信号，测试电子式互感器计量性能（基波、谐波）、通讯性能、时间性能；基本误差、绝对延迟时间特性等；电子式互感器校验仪不仅可以单独对电子式互感器本身特性进行分析，且可以对电子式互感器校验仪+合并单元整体特性进行分析。所述的电子式互感器试验模块还包括三相程控功率源、升压装置、升流装置，所述的升压装置的输入端与程控功率源相连，升压装置的输出端与标准电压互感器相连；所述的升流装置的输入端与三相程控功率源相连，升流装置的输出端与标准电流互感器相连。三相程控功率源作为信号源经升压升流后作为一次试验电流信号和试验电压信号分别提供给标准电压/电流互感器。所述的三相程控功率源、升压装置、升流装置、标准电压互感器、标准电流互感器、同步时钟装置、间隔层交换机及电子式互感器校验仪为标配设备，所述的电子式电压互感器、电子式电流互感器、合并单元为被测设备。所述的标配设备可实现设备共用，所述的被测设备因测试对象和内容不同，便于更换。所述的合并单元计量实验模块包括三相程控功率源、模拟量输入合并单元、同步时钟装置、间隔层交换机、合并单元测试仪，合并单元计量实验模块以三相程控功率源为信号源，输出信号同时进入模拟量输入合并单元及合并单元测试仪，合并单元输出端直接接入合并单元测试仪或者先通过间隔层交换机然后接入合并单元测试仪。合并单元计量实验模块可以对模拟量输入合并单元的误差特性、误差影响量、通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，其特征在于：包括两套数字化计量培训仿真装置，两套数字化计量培训仿真装置间隔设置；每一套数字化计量培训仿真装置均包括柜体、用于进行电子式互感器试验的电子式互感器试验模块、用于合并单元计量实现的合并单元计量实验模块、用于数字式电能表实现的数字式电能表实验模块、用于数字计量培训仿真装置全性能实验的数字计量培训仿真装置全性能实验模块、显示模块及控制模块，所述的控制模块与电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块、显示模块相连；柜体面板上设有多个设备接口以连接内置于柜体的电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块；所述的电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块均包括标配设备及被测设备。

【技术特征摘要】
1.一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，其特征在于：包括两套数字化计量培训仿真装置，两套数字化计量培训仿真装置间隔设置；每一套数字化计量培训仿真装置均包括柜体、用于进行电子式互感器试验的电子式互感器试验模块、用于合并单元计量实现的合并单元计量实验模块、用于数字式电能表实现的数字式电能表实验模块、用于数字计量培训仿真装置全性能实验的数字计量培训仿真装置全性能实验模块、显示模块及控制模块，所述的控制模块与电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块、显示模块相连；柜体面板上设有多个设备接口以连接内置于柜体的电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块；所述的电子式互感器试验模块、合并单元计量实验模块、数字式电能表实验模块、数字计量培训仿真装置全性能实验模块均包括标配设备及被测设备。2.根据权利要求1所述的一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，其特征在于：所述的电子式互感器试验模块包括标准电压互感器、标准电流互感器、电子式电压传感器、电子式电流传感器、合并单元、同步时钟装置、间隔层交机及电子式互感器校验仪；电子式互感器试验模块以一次电流、电压为输入信号，输入信号同时进入标准电压/电流互感器和电子式电压/电流互感器，标准电压/电流互感器输出的标准二次信号接入电子式互感器校验仪，电子式电压/电流互感器输出的小模拟信号接入电子式互感器校验仪和合并单元，电子式电压/电流互感器输出的信号接入合并单元，合并单元输出端直接接入电子式互感器校验仪输入端或者先通过间隔层交换机然后接入电子式互感器校验仪的输入端。3.根据权利要求2所述的一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，其特征在于：所述的电子式互感器试验模块还包括三相程控功率源、升压装置、升流装置，所述的升压装置的输入端与程控功率源相连，升压装置的输出端与标准电压互感器相连；所述的升流装置的输入端与三相程控功率源相连，升流装置的输出端与标准电流互感器相连。4.根据权利要求3所述的一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，其特征在于：所述的三相程控功率源、升压装置、升流装置、标准电压互感器、标准电流互感器、同步时钟装置、间隔层交换机及电子式互感器校验仪为标配设备，所述的电子式电压传感器、电子式电流传感器、合并单元为被测设备。5.根据权利要求1所述的一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，其特征在于：所述的合并单元计量实验模块包括三相程控功率源、模拟量输入合并单元、同步时钟装置、间隔层交换机、合并单元测试仪，合并单元计量实验模块以三相程控功率源为信号源，输出信号同时进入模拟量输入合并单元及合并单元测试仪，合并单元输出端直接接入合并单元测试仪或者先通过间隔层交换机然后接入合并单元测试仪。6.根据权利要求5所述的一种多功能数字化电能计量培训仿真系统，其特征在于：所述的三相程控功率源、同步时钟装置、间隔层交换机、合并单元测试仪为标配设备，所述的模拟量输入合并单元为被测设备。7.根据权利要求1所述的一种多功能数字化电能计量培训仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈佩琼，柳圆成，金祖樑，罗振兴，王晓，
申请(专利权)人：国网浙江省电力公司培训中心，浙江涵普三维电力科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33