一种多光口数字化电能表检测技术研究纪蕊蕊

一种多光口数字化电能表检测技术研究纪蕊蕊

纪蕊蕊胡晓月

（国网榆林供电公司陕西榆林719000）

摘要：本文对数字化变电站建设中采用多光口数字化电能表的监测技术进行论述。谈及数字信号进行电能计量的数字化电能表加以广泛应用之后，运用到的单光口和多光口的区分，以及带来的数字化电能表中的光纤通信方式的区分。多光口数字化电能表的计量准确性相对较高，受到的因素干扰也较为复杂，例如数据包同步或者异步接受对其进行单元数据采样会有影响等。通过研究显示，多光口数字化电能表需要进行计量特性影响的分析，以及多光口的电能表的检测方法的应用实践，方能真正实现数字化变电站中的数据同步采样的作用。

关键词：多光口；数字化电能表；技术检测

随着数字化变电站的推广和应用，数字信号在数字化电能表应用中逐渐出现电能计量的优势。例如在数字化变电站中，不同的光纤通信方式拥有单光口和多光口的电能表的区分[1]。单光口数字化电能表的数字化电能表，拥有了较为完善的检测方法。多光口数字化电能表的检测方法尚有争议。例如在数字化变电站中，适用3/2接线方式，通过点对点的光纤通信进行数字化电能进行计量，需要对其工作远离进行分析，研究出数字化电能表的计量网络同步的特点，最终研究出相应的检测方法。

1、多光口数字化电能表的工作原理

1.1数字化变电站采用的同步采样的远离，是使用电子式互感器，按照每周波80点的方法，进行电压和电流的采样，采样值经过合并单元的打包协议之后，发送到数字化电能表中。

采用一次对三相电压进行测算的方法，电子互感器采集到的信号，包括了模拟量输入单元采集传统电压、电流互感器的二次测信号。三相电压波形数据形成的合并单元输出报文等。通过接收和对应合并单元，数字化电能表将电压电流的数据以同步采样数据的方式形成SMV报文。数字化电能表对于合并单元是否同步，以及数字化电能量的计量的准确度，都是有相当高的要求的。

单光口数字化电能表的输入将SMV报文组合到同一网络端口，多输入合并单元先将报文组网发送到数字化电能表，输入方式以及其工作原理为，不同合并单元的报文同步，若前端合并单元即合并单元工作基于同步信号采样，则报文中对于组网输入数字化电能表对应的计数的电流、电压波形数据也是同步采样，数字化电能表的光口输入报文同步信号合并单元，其电能表接线图如图3所示。单光口多合并单元报文组网为多个合并单元的报文组合，其数字化电能表合并单元为点对点输入，且时刻不同。数字化电能表进行电能量计算只需解析出对应的数据即可[2]。

1.3三光口数字电能表中输入型模拟量由于采用3/2接线，采用数字化合并单元时，电压互感器侧连接电压输入合并单元为点对点输入方式，例如在500kV智能变电站中，传统变电站设计布局中每条出线或进线回路有电流互感器。而当就地出线或进线电流互感器侧连接电流输入型模拟量输入合并单元后，电流数据和压数据源位于不同类型模拟量输入合并单元，电数字化电能表需要接收电压合并单元和电流合并单元，并进行数字电能计量，分别解析出电压、电流波形数据，显示出电流合并单元和电压合并单元多路输入数字化电能表的情况。

2、多合并单元同异步对数字化电能表准确性的影响

在智能变电站，数字化电能表的电压和电流采样数据由网络时标记录的准确度和插值算法的准确度决定，网络时标假如存在系统误差来自不同的合并单元，电流采样数据由电流合并单元点对点方式传输过来，影响有功功率误差，该误差基于同步时钟采样，也就是多合并单元非同步造成的误差，其电压和电流采样数据是同步，需要进行网络时标误差分析，例如设电压合并单元的传输额定延时为0s，则在电压和电流非同步采样的误差传输额定延时也为0μs，还有一种特殊情况会对数字化电能表准确性产生一定的影响，那就是电压采样数据由电压合并单元点对点方式传输过来，经过采样统计后误差会相互抵消。例如在智能变电站运行中，假如网络时标仅只是存在随机误差，同时电流合并采样是间隔的，这种特殊的情况电网频率f=50Hz，电压通道和电流通的网络时标系统误差为DT，每周波的采样点数为N[3]。

加上网络时标误差后的有功功率：

相对变电站普遍采用的0.2S级数字化电能表，数字化电能表的准确性受到合并单元内部都有自身的插值算法等的影响，即采样值存在一定的延时误差时，可以采用合并单元内部延时，使得延时误差降低，在合并单元本身时钟延时存在误差的条件下，在这里就合并单元内部存在延时采用插值算法带来的误差可以忽略，即在不考虑合并单元本身时钟延时误差的条件下，多合并单元的应用，其同步时钟的误差不会对造成影响，但是，如果两个不同的合并单元同时接入到同一个数字化电能表，一定会对角差、比差造成一定的影响，就会对数字化电能表的准确度造在很大的影响，因此各合并单元也可以忽略其对数字化电能表的影响，在入网检测时利用标准校验仪对其进行校验，合并单元，考虑自身内部的各种滤波电路的存在，并修正内部误差[4]。

3、三光口数字化电能表实际检测案例分析

某集团生产的三光口数字化电能表进行测试时，光口配置分别为：电压MU、输出MAC，地址为：01:0C:CD:04:00:01，为了适用于三光口数字化电能表的检测而进行研制，多功能标准数字功率源可模拟现场三个合并单元IEC61850报文输出，报文发出同步精度为1μs。研制了其内部的MU仿真模块。

一次参比电流设置：电流为600A为二次参比电压为100V，电流220kV，5A。实验显示，为满足三光口数字化电能表检测要求，三个光口发出的电压电流采样值军事经过了电能表正确计算后得到的多功能标准数字功率[5]。

结语

本文中对数字化变电站中一种多光口数字化电能表工作原理、合并单元同步采样等进行了介绍，涉及到了数字化电能表检测方法、电能表的计量准确度影响等内容。经过研究，研制的多功能标准数字功率源可以保证数字化变电站中数字化电能计量的准确可靠性，并且也能满足多光口、单光口数字化电能表检测要求。

参考文献

[1]蔡奇新,徐晴,段梅梅等.一种多光口数字化电能表检测技术研究[J].电测与仪表,2015,52(z1):4-7

[2]蔡奇新,徐晴,段梅梅等.一种多光口数字化电能表检测技术研究

[C].//第六届电磁测量与仪表学术发展方向主题研讨会论文集.2015:4-7.

[3]郑安平,朱会,李萍等.基于IEC61850的多功能电能表[J].仪表技术与传感器,2012,(10):24-26

[4]张建国.数字化油田建设中远程测控终端的设计与实现[D].电子科技大学,2014.

[5]李如坤.基于IEC61850数字电能表的设计[D].河南科技大学,2014.