电力系统测量装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于电力技术领域，尤其涉及一种电力系统测量装置。本实用新型提出的电力系统测量装置，包括交流量采集单元、处理单元、环境温度采集单元和第一非易失存储器；处理单元分别与交流量采集单元、环境温度采集单元和第一非易失存储器连接。本实用新型提出的电力系统测量装置引入了环境温度采集单元，并且环境温度采集单元与处理单元相连，因而可以结合环境温度采集单元获得零漂基础数据，从而在电力系统测量现场通过零漂补偿改善本实用新型提出的电力系统测量装置的测量精度。
【专利说明】
电力系统测量装置
技术领域
[0001]本实用新型属于电力技术领域，尤其涉及一种电力系统测量装置。
【背景技术】
[0002]电力技术领域的测控装置，通常需要采集交流电网各节点处的电压、电流，并据此计算得到频率、相角、功率等，从而实现电能质量测量及各类继电保护控制。因此电力系统测量装置能否在源头对电压、电流量实现精确测量，直接影响后续各项处理任务。
[0003]目前，测量装置通常需要达到0.5级精度的性能指标要求。以电流通道为例，针对额定电流为5安培的电流测量通道，0.5级的要求就是在输入信号是标准的5安培电流信号时，要求测量装置测量得到的该通道电流值介于5±0.025安培。超出这个范围，则判定该测控设备的性能不达标。
[0004]测量装置的测量精度，反映了测量通道上各组成环节的累计误差，是多因素影响的综合指标。工程上，通常通过采用抑制零漂来作为提高测量装置测量精度的一个重要手段。
[0005]抑制零漂，可以通过精选元件、对元件进行老化处理、选用高稳定度电源以及用稳定静态工作点等方法来实现，但这些措施需要增加测量装置的成本和复杂度。
【实用新型内容】
[0006]鉴于上述提高电力系统测量装置测量精度的方法成本和复杂度高，本实用新型提出一种电力系统测量装置，引入了环境温度采集单元，并且环境温度采集单元与处理单元相连，因而可以结合环境温度采集单元获得零漂基础数据，从而在电力系统测量现场通过零漂补偿改善本实用新型提出的电力系统测量装置的测量精度。
[0007]本实用新型提出的电力系统测量装置，包括交流量采集单元、处理单元、环境温度采集单元和第一非易失存储器;该处理单元分别与交流量采集单元、环境温度采集单元和第一非易失存储器连接。
[0008]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置，还包括第二非易失存储器;该处理单元还与该第二非易失存储器连接。
[0009]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置的交流量采集单元包括三个电流互感器，该三个电流互感器分别用于感知线路上的三相电流之一；该交流量采集单元还包括3个电压互感器，该三个电压互感器分别用于感知线路上的三相电压之一。
[0010]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置，还包括电流比较电路、调零逻辑与门电路和调零逻辑开关量采集单元;该调零逻辑与门电路包括第一输入端和输出端;该电流比较电路与该第二非易失存储器连接;该电流比较电路还与该调零逻辑与门电路的第一输入端连接;该调零逻辑开关量采集单元与该调零逻辑与门电路的输出端连接;该调零逻辑开关量采集单元还与该处理单元连接。
[0011]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置，还包括电压比较电路，该电压比较电路与该第二非易失存储器连接;该调零逻辑与门电路还包括第二输入端;该电压比较电路还与该调零逻辑与门电路的第二输入端连接。
[0012]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置，还包括温度比较电路，该温度比较电路与该第二非易失存储器连接;该调零逻辑与门电路还包括第三输入端;该温度比较电路还与该调零逻辑与门电路的第三输入端连接。
[0013]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置的调零逻辑与门电路还包括第四输入端;该调零逻辑与门电路的第四输入端与被测量线路中的开关测量电路连接。
[0014]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置，该调零逻辑与门电路还包括第五输入端;该电力系统测量装置还包括调零开关;该调零逻辑与门电路的第五输入端与该调零开关连接;该电力系统测量装置还包括第三非易失存储器;该处理单元还与该第三非易失存储器连接。
[0015]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置，还包括整定温度设定模块、整定电压设定模块或整定电流设定模块;该整定温度设定模块与该温度比较电路连接;该整定电压设定模块与该电压比较电路连接;该整定电流设定模块与该电流比较电路连接。
[0016]进一步地，本实用新型提出的电力系统测量装置的环境温度采集单元包括温度传感器和温度采集模块;该温度采集模块分别与该温度传感器和该处理单元连接。
[0017]与现有技术相比，本实用新型提出的电力系统测量装置引入了环境温度采集单元，并且环境温度采集单元与处理单元相连，因而可以结合环境温度采集单元获得零漂基础数据，从而在电力系统测量现场通过零漂补偿改善本实用新型提出的电力系统测量装置的测量精度。
【附图说明】
[0018]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
[0019]图1为本实用新型实施例电力系统测量装置的基本组成示意图；
[0020]图2为本实用新型实施例电力系统测量装置的完整组成示意图；其中，
[0021]I交流量采集单元；
[0022]2调零逻辑开关量采集单元；
[0023]3处理单元；
[0024]4环境温度采集单元；
[0025]5第一非易失存储器；
[0026]61第二非易失存储器；
[0027]62第三非易失存储器；
[0028]71电流互感器；
[0029]72电压互感器；
[0030]8电流比较电路；
[0031]9调零逻辑与门电路；
[0032]10电压比较电路；
[0033]11温度比较电路；
[0034]12开关测量电路；
[0035]13调零开关；
[0036]14整定温度设定模块；
[0037]15整定电压设定模块；
[0038]16整定电流设定模块；
[0039]17温度传感器；
[0040]18温度采集模块。
【具体实施方式】
[0041]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于已给出的实施例，本领域普通技术人员在未做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0042]需要说明的是，在本技术领域内，电路互感器、电压互感器、线路及线路中的各种开关器件等是电力系统中常见的组件，也并不是本申请的改进之处所在，所以在本申请中不再详细阐述电路互感器、电压互感器、线路开关及线路的具体结构和工作原理。同时，在本申请中，采用的其他常用器件一般都不对其结构和功能进行详细介绍。另外，下述实施例中所有的组成模块都是独立设置的硬件模块。
[0043I 如图1所示，本实施例电力系统测量装置，包括交流量采集单元1、处理单元3、环境温度采集单元4和第一非易失存储器5;处理单元3分别与交流量采集单元1、环境温度采集单元4和第一非易失存储器5连接。
[0044]在具体应用时，本实施例电力系统测量装置工作在出厂调试模式。环境温度采集单元4感知环境温度，并发送给处理单元3处理;交流量采集单元I采集当前的无载状态下各交流量采集通道输出的电压水平，并发送给处理单元3处理;处理单元3则将环境温度作为索引参考值，以交流量采集单元I发送来的电压水平作为补偿值，并将这些补偿值作为一组零漂基础数据发送到第一非易失存储器5。然后，逐步增加本实施例电力系统测量装置的环境温度，并重复以上操作，从而得到在不同温度时的多组零漂基础数据。利用第一非易失存储器5内存储的该零漂基础数据，可在电力系统测量现场改善本实施例电力系统测量装置的测量精度。
[0045]优选地，处理单元3可以采用M⑶、DSP、ARM及各类单片机、单板机等来实施。
[0046]本实施例电力系统测量装置引入了环境温度采集单元，并且环境温度采集单元与处理单元相连，因而可以结合环境温度采集单元获得零漂基础数据，从而在电力系统测量现场通过零漂补偿改善本实用新型提出的电力系统测量装置的测量精度。
[0047]如图2所示，本实施例电力系统测量装置，还可以包括第二非易失存储器61;处理单元3与第二非易失存储器61连接。
[0048]实际应用时，本实施例电力系统测量装置的第二非易失存储器61可在现场调零操作时从处理单元3中获得实时测量数据。
[0049]以下结合现场调零操作时本实施例电力系统测量装置的工作过程，对其他各组成模块进行说明。
[0050]如图2所示，本实施例电力系统测量装置的交流量采集单元I可包括三个电流互感器71和3个电压互感器72;电流互感器71分别用于感知线路上的三相电流Ia、Ib和Ic;电压互感器分别用于感知线路上的三相电压Ua、Ub和Uc。
[0051]如图2所示，本实施例电力系统测量装置还可以包括电流比较电路8、调零逻辑与门电路9和调零逻辑开关量采集单元2;调零逻辑与门电路9包括第一输入端和输出端；电流比较电路8与第二非易失存储器61连接；电流比较电路8还与调零逻辑与门电路9的第一输入端连接;调零逻辑开关量采集单元2分别与调零逻辑与门电路9的输出端和处理单元3连接。
[0052]实际应用时，电流比较电路8可从第二非易失存储器61中获取实时测量到的三相电流Ia、Ib和Ic，并确定三相电流Ia、Ib和Ic中的最大值Imax。
[0053]如图2所示，本实施例电力系统测量装置，还可以包括电压比较电路10;电压比较电路10与第二非易失存储器61连接;调零逻辑与门电路9还可以包括第二输入端；电压比较电路10与调零逻辑与门电路9的第二输入端连接。
[0054]实际应用时，电压比较电路10可从第二非易失存储器61中获取实时测量到的三相电压Ua、Ub和Uc，并确定三相电压Ua、Ub和Uc中的最大值Umax。
[0055]如图2所示，本实施例提出电力系统测量装置，还可以包括温度比较电路11;温度比较电路11与第二非易失存储器61连接;调零逻辑与门电路9还可以包括第三输入端;温度比较电路11还与调零逻辑与门电路9的第三输入端连接。
[0056]实际应用时，温度比较电路11可从第二非易失存储器61中获取实时测量到的环境温度，并与整定温度进行比较;并在环境温度与整定温度之差的绝对值大于预设的阈值时，温度比较电路11输出逻辑I到调零逻辑与门电路9;在环境温度与整定温度之差的绝对值小于预设的阈值时，温度比较电路11输出逻辑O到调零逻辑与门电路9。
[0057]优选地，预设的阈值为5°C。
[0058]优选地，本实施例电力系统测量装置还可以包括指示灯，该指示灯与温度比较电路11连接，用于在环境温度与整定温度之差的绝对值大于预设的阈值时，持续点亮或间断点亮，以提醒本实施例电力系统测量装置需要进行现场调零操作。
[0059]如图2所示，本实施例电力系统测量装置的调零逻辑与门电路9还可以包括第四输入端;调零逻辑与门电路9的第四输入端可与被测量线路中的开关测量电路12连接。
[0060]实际应用时，被测量线路中的开关测量电路12可反映线路中的开关是否处于分位。在开关处于分位时，开关测量电路12输出逻辑I到调零逻辑与门电路9;在开关处于合位时，开关测量电路12输出逻辑O调零逻辑与门电路9。
[0061]需要说明的是，在一般情况下，被测量线路及被测量线路中的开关测量电路12并不是本申请电力系统测量装置的一部分，但本申请不限于此。
[0062]实际应用时，如果现场被测量线路的开关合闸了，则开关测量电路12就会检测到合位信号;如果现场被测量线路的开关没有合闸，则开关测量电路12就会检测到分位信号。
[0063]如图2所示，本实施例电力系统测量装置的调零逻辑与门电路9还可以包括第五输入端;该电力系统测量装置还可以包括调零开关13;调零开关13与调零逻辑与门电路9的第五输入端连接;该电力系统测量装置还包括第三非易失存储器62;处理单元3还与第三非易失存储器连接62。
[0064]实际应用时，调零开关13可反映本实施例电力系统测量装置的调零功能是否启用。调零功能启用时，调零开关13输出逻辑I调零逻辑与门电路9;调零功能关闭时，调零开关13输出逻辑O调零逻辑与门电路9。
[0065]优选地，调零开关13默认处于调零功能启用状态。
[0066]如图2所示，本实施例电力系统测量装置，还可以包括整定温度设定模块14、整定电压设定模块15或整定电流设定模块16;整定温度设定模块14与温度比较电路11连接;整定电压设定模块15与电压比较电路10连接;整定电流设定模块16与电流比较电路8连接。
[0067]实际应用时，整定温度设定模块14可设定需要开启调零功能的整定温度;整定电压设定模块15可设定允许开启调零功能的整定电压;整定电流设定模块16可设定允许开启调零功能的整定电流。其中，整定温度是指用户设定的需要开启调零功能时的环境温度基准值;整定电压是指允许开启调零功能时线路电压的最大值;整定电流是指允许开启调零功能时线路电流的最大值。
[0068]整定温度设定模块14与温度比较电路11连接，用于使得温度比较电路11输出逻辑I或逻辑O到调零逻辑与门电路9;整定电压设定模块15与电压比较电路10连接，用于将整定电压与Umax比较后使得电压比较电路10输出逻辑I或逻辑O到调零逻辑与门电路9;整定电流设定模块16与电流比较电路8连接，用于将整定电流与Imax比较后使得电流比较电路8输出逻辑I或逻辑O到调零逻辑与门电路9。
[0069]调零逻辑与门电路9可将5个输入逻辑求“与”后输出到调零逻辑开关量采集单元
2。其中，调零逻辑与门电路9输出I，表示需要启动调零功能；调零逻辑与门电路9输出O，表示需要关闭调零功能。
[0070]调零逻辑开关量采集单元2与调零逻辑与门电路9的输出端和处理单元3连接，可用于将调零逻辑与门电路9的逻辑状态发送给处理单元3处理。
[0071]启动现场调零操作时，处理单元3以当前实际测量的温度值为索引参考值，从第一非易失存储器5中提取与当前实际测量的温度值对应的零漂基础数据，并存储在第三非易失存储器62中，以后续在电力系统测量现场利用该零漂基础数据对交流量测量单元中各测量通道的测量值进行补偿，从而提高本实施例电力系统测量装置的测量精度。
[0072]现场调零操作完成后，本实施例电力系统测量装置可以在电力系统测量现场进行较高精度的电能参数测量。实际应用时，调零功能交流量采集单元I的电流互感器71和电压互感器72可分别感知线路上的三相电流Ia、Ib和Ic及三相电压Ua、Ub和Uc，并送入处理单元3进行处理。处理单元3则可根据预先存储在第三非易失存储器62中的零漂基础数据，对实时测量的上述6项测量数据进行零漂补偿，从而提高测量精度。
[0073]在月平均温度波动大的区域进行电力系统的电能质量测量时，电力系统测量装置可以根据当前环境温度进行现场调零操作，对保证电力系统测量装置的精度尤为重要。
[0074]如图2所示，本实施例电力系统测量装置的环境温度采集单元4还可以包括温度传感器17、温度采集模块18;温度采集模块18分别与温度传感器17和处理单元3连接。
[0075]实际应用时，温度传感器可不间断地测量当前的环境温度。
[0076]综上，本实施例电力系统测量装置具有3种使用模式:
[0077]I)出厂调试模式。这个模式下，本实施例电力系统测量装置的电流互感器、电压互感器无输入，即处于无负载状态;被测量线路中的开关处于分位。在无负载状态下，通过改变环境温度，根据温度传感器检测到的环境温度，得到零漂基础数据；
[0078]2)现场调试或现场维护模式。这个模式下，本实施例电力系统测量装置的电流互感器、电压互感器无输入或输入的电压、电流水平满足设定条件，则启动调零功能，并根据温度传感器检测到的现场环境温度，得到与现场温度相对应的零漂基础数据，并存储到第三非易失存储器中。
[0079]3)现场工作模式。这个模式下，本实施例电力系统测量装置的电流互感器、电压互感器的输入水平较高，处于有载状态。在有载状态下，利用第三非易失存储器中预先存储的零漂基础数据对测量值进行补偿，从而提高测量精度。
[0080]需要说明的是，上述实施例中组成单元或模块I至18都是独立设置的硬件模块。具体实施时，上述实施例中各独立设置的硬件模块也可以根据需要进行组合，并完成组合后的功能。
[0081]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0082]在本说明书的描述中，参考术语“实施例”的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合和组合。
[0083]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种电力系统测量装置，包括交流量采集单元和处理单元，所述处理单元与所述交流量采集单元连接，其特征在于，还包括环境温度采集单元和第一非易失存储器； 所述处理单元还与所述环境温度采集单元连接； 所述处理单元还与所述第一非易失存储器连接。2.根据权利要求1所述的电力系统测量装置，其特征在于，还包括第二非易失存储器；所述处理单元还与所述第二非易失存储器连接。3.根据权利要求2所述的电力系统测量装置，其特征在于，所述交流量采集单元包括三个电流互感器，所述三个电流互感器分别用于感知线路上的三相电流之一； 所述交流量采集单元还包括3个电压互感器，所述三个电压互感器分别用于感知线路上的三相电压之一。4.根据权利要求3所述的电力系统测量装置，其特征在于，还包括电流比较电路、调零逻辑与门电路和调零逻辑开关量采集单元； 所述调零逻辑与门电路包括第一输入端和输出端； 所述电流比较电路与所述第二非易失存储器连接； 所述电流比较电路还与所述调零逻辑与门电路的第一输入端连接； 所述调零逻辑开关量采集单元与所述调零逻辑与门电路的输出端连接； 所述调零逻辑开关量采集单元还与所述处理单元连接。5.根据权利要求4所述的电力系统测量装置，其特征在于，还包括电压比较电路，所述电压比较电路与所述第二非易失存储器连接； 所述调零逻辑与门电路还包括第二输入端； 所述电压比较电路还与所述调零逻辑与门电路的第二输入端连接。6.根据权利要求4所述的电力系统测量装置，其特征在于，还包括温度比较电路，所述温度比较电路与所述第二非易失存储器连接； 所述调零逻辑与门电路还包括第三输入端； 所述温度比较电路还与所述调零逻辑与门电路的第三输入端连接。7.根据权利要求4所述的电力系统测量装置，其特征在于，所述调零逻辑与门电路还包括第四输入端； 所述调零逻辑与门电路的第四输入端与被测量线路中的开关测量电路连接。8.根据权利要求4所述的电力系统测量装置，其特征在于，所述调零逻辑与门电路还包括第五输入端； 所述电力系统测量装置还包括调零开关； 所述调零逻辑与门电路的第五输入端与所述调零开关连接； 所述电力系统测量装置还包括第三非易失存储器;所述处理单元还与所述第三非易失存储器连接。9.根据权利要求1至8中任一项所述的电力系统测量装置，其特征在于，还包括整定温度设定模块、整定电压设定模块或整定电流设定模块； 所述整定温度设定模块与所述温度比较电路连接； 所述整定电压设定模块与所述电压比较电路连接； 所述整定电流设定模块与所述电流比较电路连接。10.根据权利要求1至8中任一项所述的电力系统测量装置，其特征在于，所述环境温度采集单元包括温度传感器和温度采集模块； 所述温度采集模块分别与所述温度传感器和所述处理单元连接。
【文档编号】G01R19/00GK205450084SQ201620211391
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】钱鸭, 陈栩, 李进, 张官勇, 邢志兵, 朱永进, 黄雨晴, 郭海军
【申请人】南京大全自动化科技有限公司