一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置及方法，涉及电能表检定技术领域。动态负荷功率源提供一个触发脉冲给动态负荷标准表，动态负荷标准表接收到触发脉冲后，同步启动开始累积电能，当动态负荷功率源停止输出时再次发送触发脉冲，动态负荷标准表再次接收到触发脉冲时立即停止电能累计。动态负荷标准表接收被检电能表的被检电能脉冲和内部累计的电能量作比较，计算出被检电能表的误差。基于硬件同步触发启停电能累计和被检电能表累计同一时间段的电能，大大的缩短电能表的检定时间，实现快速高效的检定。实现快速高效的检定。实现快速高效的检定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置及方法


[0001]本专利技术涉及电能表检定
，尤其涉及一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]在国际上，许多国家和地区对谐波污染造成电网危害问题都先后作了大量的深入研究，提出了许多意见和措施。针对有功计量，早期国内外对于非线性扰动存在时的研究工作，主要集中在谐波对电子式电能表的影响上，从上世纪末到本世纪初，出现大量对于谐波分析的文献。大部分的发表文献主要基于实验结果，通过实验研究，定性地指出谐波造成电能表计量误差的原因是谐波功率的大小和流向。针对这一问题，许多电能表生产商分别推出自己的具有谐波计量功能的电能表，其基本思想是将采样得到的电压、电流波形进行傅立叶(FFT)分析，得到各自的谐波分量的次数及大小，从而计算得到各次谐波功率并确定功率流向。应该说这是对谐波问题的比较圆满的一种解决方式，但是也存在它的局限性。这种方法对分析整次谐波十分有效，可分析的谐波次数仅受采样率的限制，对于间谐波的分析则需要采用加长数据窗宽度从而提高间谐波分辨率的目的，特别是间谐波特征次数事先不明确的情况下，数据窗宽度难以确定。重要的是，对于动态的、非稳态的谐波、间谐波或者暂态分量，FFT分析有些力不从心，这样难免造成冲击性负荷能量计量失准。因此，急需准确、高效、快速的检测手段，提高电能表在动态负荷情况下的测量准确度。
[0004]目前传统的电能表的检定方法采用瓦秒法，通过规范标准源的稳定度，采用以功率替代电能的方式，达到快速检定的目的，要求标准源的输出稳定度非常高，大约为准确度等级1/5内,检定标准表和被检表的功率误差的方法来检定被检表的误差，但是这种方法的前提是：标准源的输出稳定度高。但是对于动态负荷，其特征就是不稳定、快变化的，很难采用这种方法检定；目前动态负荷电能表是通过电能比较法来检定其误差，但是电能比较法的检定时间非常长，一个检定点约半个小时，整个被检表检定完成需要1
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2天，耗时长，检定效率低，极大的浪费人力物力。
[0005]因此寻找一种能够减少检定时间、提升检定效率的动态负荷电能表检定装置，用于检定动态负荷电能表，并且可作为动态负荷电能表计量溯源标准，为动态负荷电能表的溯源标准体系的建立提供技术手段，成为本
人员所研究的重要课题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置及方法。基于硬件同步触发启停电能累计，和被检电能表累计同一时间段的电能，大大的缩短电能表的检定时间，实现快速高效的检定。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0008]本公开第一方面提供了一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置，包括：动态负荷功率源和动态负荷标准表；动态负荷标准表包括电压传感器、电流传感器、信号调理电路、采样AD和DSP处理器；动态负荷功率源给被检电能表和动态负荷标准表提供动态负荷电压、电流功率信号；动态负荷标准表接收被检电能表的被检电能脉冲和内部累计的电能量。
[0009]进一步的，DSP处理器包括DMA1控制器、DMA2控制器、SPORT1口、 SPORT2口、DSP内核、RAM、IO输入口、IO输出口和以太网接口。
[0010]更进一步的，信号调理电路包括AV1模块和AV2模块，电压传感器和信号调理电路的AV2模块相连，将输入的功率电压信号转换为小电压信号；所诉电流传感器和信号调理电路的AV1模块相连，将输入的功率电流转换为小电压信号。
[0011]更进一步的，采样AD包括A/D1模块和A/D2模块，所述信号调理电路的 AV2模块和A/D 2模块相连，电压传感器转换的小电压信号通过信号调理电路转换为适合采样AD采样的电压信号；所述信号调理电路的AV1模块和A/D 1模块相连，电流传感器转换的小电压信号通过信号调理电路转换为适合采样AD采样的电压信号。
[0012]更进一步的，所述采样AD的A/D 1模块和DSP的SPORT1接口相连，通过高速的SPORT读取采样AD的A/D 1模块的采样数据，实现高SPS采样；所述的采样AD的A/D 2模块和DSP的SPORT2接口相连，通过高速的SPORT读取采样AD的A/D 2模块的采样数据，实现高SPS采样。
[0013]更进一步的，所述DSP处理器的SPORT1口和DMA1控制器相连，DMA1 控制器通过SPORT1口读取采样AD的数据；DSP处理器的SPORT2口和DMA2 控制器相连，DMA2控制器通过SPORT2口读取采样AD的数据。
[0014]更进一步的，所述DSP的DMA1控制器、DSP的DMA2控制器均和DSP 内核相连，DSP内核通过DMA1控制器和DMA2控制器控制SPORT1口和 SPORT2口高速存取AD的采样数据。
[0015]更进一步的，所述DSP内核和RAM相连，DSP内核将通过DMA1和DMA2 控制的SPORT高速存取的AD采样数据，送至RAM做运算。
[0016]更进一步的，所述DSP内核和以太网口相连，DSP内核可以通过以太网口和外部PC通讯，交换数据；所述DSP内核还和IO输出口相连，DSP内核根据累计的电能和设置的电参数控制IO输出口电能脉冲；所述DSP内核还和IO输入口相连，DSP通过IO输入口接收启停脉冲，启动或者停止电能累计，DSP内核通过IO输入口接收外部电能脉冲输入，和内部累计的电能量做比较计算出被检表的误差。
[0017]本公开第二方面提供了一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定方法，包括以下步骤：
[0018]动态负荷功率源在输出动态负荷电压、电流功率信号的同时，同步输出一个触发脉冲，动态负荷标准表接收到触发脉冲后，同步启动开始累积电能，当动态负荷功率源停止输出时再次发送触发脉冲，动态负荷标准表再次接收到触发脉冲时立即停止电能累计。动态负荷标准表接收被检电能表的被检电能脉冲和内部累计的电能量作比较，计算出被检电能表的误差。
[0019]上述本专利技术的实施例的有益效果如下：
[0020]本专利技术公开了一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置，能够基于硬件同步触发启停电能累计，和被检电能表累计同一时间段的电能，保证动态负荷标准表和被
检电能表几乎同时开始累积电能，同时停止累计电能，两者之间的时间差基本可以忽略不计，基本可认为是计量同一时间段的电能，因此理论上误差的来源分为两部分，被检电能表的电能分辨率误差，动态负荷标准表的电能分辨率的误差，理论上被检电能表的电能分辨率和动态负荷标准表的电能分辨率中较大值所占的比例为累计电能值的0.05％以内，即可以测量出被检电能表的误差，与电能起始累计时的时间差无关，相比较通过相互独立的电能脉冲比较法来说，大大缩减了检定时间，提升了检定效率。
[0021]本专利技术公开了一种基于硬件同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置，其特征在于，包括：动态负荷功率源和动态负荷标准表；动态负荷标准表包括电压传感器、电流传感器、信号调理电路、采样AD和DSP处理器；动态负荷功率源给被检电能表和动态负荷标准表提供动态负荷电压、电流功率信号；动态负荷标准表接收被检电能表的被检电能脉冲和内部累计的电能量。2.如权利要求1所述的基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置，其特征在于，DSP处理器包括DMA1控制器、DMA2控制器、SPORT1口、SPORT2口、DSP内核、RAM、IO输入口、IO输出口和以太网接口。3.如权利要求2所述的基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置，其特征在于，信号调理电路包括AV1模块和AV2模块，电压传感器和信号调理电路的AV2模块相连，将输入的功率电压信号转换为小电压信号；所诉电流传感器和信号调理电路的AV1模块相连，将输入的功率电流转换为小电压信号。4.如权利要求3所述的基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置，其特征在于，采样AD包括A/D1模块和A/D2模块，所述信号调理电路的AV2模块和A/D 2模块相连，电压传感器转换的小电压信号通过信号调理电路转换为适合采样AD采样的电压信号；所述信号调理电路的AV1模块和A/D 1模块相连，电流传感器转换的小电压信号通过信号调理电路转换为适合采样AD采样的电压信号。5.如权利要求4所述的基于硬件同步触发的动态负荷电能表检定装置，其特征在于，所述采样AD的A/D 1模块和DSP的SPORT1接口相连，通过高速的SPORT读取采样AD的A/D 1模块的采样数据，实现高SPS采样；所述的采样AD的A/D 2模块和DSP的SPORT2接口相连，通过高速的SPORT读取采样AD的A/D 2模块的采样数据，实现高SPS采样。6.如权利要求2所述的基于硬件...

【专利技术属性】
技术研发人员：范学忠，李琮琮，韩云峰，刘彦霞，吕先品，王玲玲，吴开起，张灿伍，马国强，高海峰，王祖程，徐文，郜建清，刘敏，韩长英，潘星宇，赵丹丹，魏灵燕，曹善美，孙琳，王宗华，杨晶，郑方园，张鸿飞，曹颖，
申请(专利权)人：山东爱普电气设备有限公司，
类型：发明
国别省市：