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专利名称：电能计量装置仿真系统及其接线的矩阵控制方法
技术领域：
本发明涉及电能计量技术领域，尤其涉及一种电能计量装置仿真系统，以及实现系统智能自动接线的矩阵控制方法。
背景技术：
在电力系统的发电、输电和供电过程中，电能计量是非常重要的一个环节。电能计量是电网经济核算的依据，它不仅关系着电力生产部门的安全经济运行和直接经济效益，而且还直接、间接的关系着整个国计民生的经济效益和社会效益，事关电力工业的发展、国家和电力用户的合法权益。电能计量装置通常包括电压互感器、电流互感器、电能表，以及电能表到互感器之间的二次回路。在高电压、大电流系统中，测量表计不能直接接入被测电路进行测量，需要先通过电压互感器和电流互感器将高电压、大电流变换成低电压、小电流后再经过二次回路接入电能表进行测量。随着电力行业的发展，各类型的高端二次计量设备逐步走出实验室，进入现场实际运行，如何对这些设备评估、考核，使之能够尽快并网运行；如何对现场电能计量装置综合误差进行分析和减�。蝗绾稳檬导使ぷ魅嗽倍源臣屏可璞�、数字化计量设备加深理性及感性认识，提高实际操作水平，如何开展模拟实际现场的培训，考核；如何把实际现场出现的各种故障情况在实验室中模拟出来，以便更好的开展工作是电能计量工作中急需解决的重大课题。在现场的电能计量检测和试验工作比较繁琐，测试情况十分复杂，经常出现各种非正常的测量情况，对这些结果由于现场停电时间较紧和条件限制，很难作出正确的判断分析以及深入研究问题原因。因此需要在实验室内建立一套电能计量模拟仿真系统，从而对现场情况进行实际模拟，发现问题、分析原因、解决现场实际问题，并深入研究，模拟如CT二次短路、开路、极性反接，PT —、二次断相，谐波、间谐波等非线性负载和冲击性负载，分析数据结果和原因，预防和减小异常情况对电能计量装置产生的影响。在电力系统的发电、输电和供电的过程中，电能计量装置的接线是非常重要的一个环节，电能计量装置的错接线虽然不会造成较为严重设备损失和人员伤亡，但是有可能对用电企业或供电企业造成严重的经济损失。因此为了能仿真现场的接线，需要能对装置的各种接线可能进行组合，以便再现现场的情况。而在常规应用中，大多数导线都是由人工进行连接，由于人为的原因，可能导致连接错误，并且人工连接需要花费大量的时间。

发明内容
本发明的目的在于，提出一种电能计量装置仿真系统及其接线的矩阵控制方法，其可以在电能计量仿真过程中实现智能自动接线过程，提高仿真过程的智能化和自动化。为实现上述目的，本发明提供了一种电能计量装置仿真系统，其包括被测试电能计量设备，以及设于被测试电能计量设备前端的电压互感器及电流互感器，所述电压互感器及电流互感器分别通过一矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该两矩阵控制的接线控制器均与一上位机通信连接。其中，所述被测试电能计量设备可以为一电能表；所述上位机可以为一计算机，该计算机通过一信号转换装置分别与两矩阵控制的接线控制器通信连接。本发明中，所述电压互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过4条导线相连接。在本发明具体实施例中，所述电压互感器可以通过一 4X4的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该4X4矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关。本发明中，所述电流互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过6条导线相连接。在本发明具体实施例中，所述电流互感器可以通过一 6X6的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该6X6矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关。进一步地，本发明还提供了一种电能计量装置仿真系统接线的矩阵控制方法，其包括如下步骤分别在电压互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路接入一矩阵控制的接线控制器，电压互感器及电流互感器分别通过矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接；将上述两矩阵控制的接线控制器一端分别与一上位机通信连接，该上位机对该两矩阵控制的接线控制器进行控制，以实现电压互感器与被测试电能计量设备之间，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间接线的任意组合。其中，所述被测试电能计量设备可以为一电能表；所述上位机可以为一计算机，该计算机通过一信号转换装置分别与两矩阵控制的接线控制器通信连接。再者，所述电压互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过4条导线相连接；该电压互感器通过一4X4的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该4X4矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关，以实现电压互感器与被测试电能计量设备之间4条接线的任意组合。此外，所述电流互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过6条导线相连接；该电流互感器通过一6X6的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该6X6矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关，以实现电流互感器与被测试电能计量设备之间6条接线的任意组合。本发明的电能计量装置仿真系统及其接线的矩阵控制方法，其电压互感器与被测试电能计量设备之间，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间均通过矩阵控制的接线控制器进行连接，可以实现接线的任意组合，这些组合的选择控制通过计算机进行控制，可以在电能计量仿真过程中实现智能自动接线过程，提高仿真过程的智能化和自动化，避免人工接线可能导致的连接错误，较为省时省力。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明电能计量装置仿真系统一种具体实施例的�？榻峁故疽馔迹煌�2为本发明中电压互感器与被测试电能计量设备通过矩阵控制的接线控制器连接的原理示意图；图3为本发明中电流互感器与被测试电能计量设备通过矩阵控制的接线控制器连接的原理示意图；图4为本发明中电能计量装置仿真系统接线的矩阵控制方法流程图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。如图1所示，本发明提供一种电能计量装置仿真系统，其包括被测试电能计量设备10，以及设于被测试电能计量设备10前端的电压互感器(PT) 20及电流互感器(CT) 30，所述电压互感器20及电流互感器30分别通过一矩阵控制的接线控制器22、32与被测试电能计量设备10电性连接，该两矩阵控制的接线控制器22、32均与一上位机40通信连接。由于电能计量装置应用到现场后，一旦出现问题，在现场查找问题较为困难，因此可以记录现场的情况后，回到实验室在该电能计量装置仿真系统上进行模拟，而在模拟过程中需要重复多次改变接线，常规应用中都是由人工进行连接，效率较低。本发明中，所述被测试电能计量设备10可以为一电能表。在使用电能表时要注意，在低电压(不超过500伏)和小电流(几十安)的情况下，电能表可直接接入电路进行测量。在高电压或大电流的情况下，电能表不能直接接入线路，需配合电压互感器或电流互感器使用。对于直接接入线路的电能表，要根据负载电压和电流选择合适规格的，使电能表的额定电压和额定电流，等于或稍大于负载的电压或电流。另外，负载的用电量要在电能表额定值的10%以上，否则计量不准，因此电能表不能选得太大；同时，电能表也不能选择的太�。粞〉锰∫踩菀咨栈档缒鼙�。本发明中，所述电压互感器20与矩阵控制的接线控制器22之间，及矩阵控制的接线控制器22与被测试电能计量设备10之间均通过4条导线相连接。因此，在本发明具体实施例中，所述电压互感器20可以通过一 4X4的矩阵控制的接线控制器22与被测试电能计量设备10电性连接，使用该4X4的矩阵控制方法，可以实现电压互感器20输出的4条导线到被测试电能计量设备10的4条导线的任意组合。如图2所示，在4X4矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关(未图示)，即图中的16个交叉点均连接有电子控制开关，该电子控制开关可以由上位机40进行接通或断开控制，从而实现电压互感器20输出的4条导线到被测试电能计量设备10的4条接线的任意切换。本发明中，所述电流互感器30与矩阵控制的接线控制器32之间，及矩阵控制的接线控制器32与被测试电能计量设备10之间均通过6条导线相连接。因此，在本发明具体实施例中，所述电流互感器30可以通过一 6 X 6的矩阵控制的接线控制器32与被测试电能计量设备10电性连接，使用该6X6的矩阵控制方法，可以实现电流互感器30输出的6条导线到被测试电能计量设备10的6条导线的任意组合。如图3所示，在6X6矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关(未图示)，即图中的36个交叉点均连接有电子控制开关，该电子控制开关可以由上位机40进行接通或断开控制，从而实现电流互感器30输出的6条导线到被测试电能计量设备10的6条接线的任意切换。作为本发明的一种选择性实施例，所述上位机40可以为一计算机，该计算机40通过一信号转换装置42分别与两矩阵控制的接线控制器22、32通信连接。该计算机内预置有软件控制程序，电压互感器20与被测试电能计量设备10之间4条接线的任意组合，以及电流互感器30与被测试电能计量设备10之间6条接线的任意组合，这些组合的选择控制都可以由计算机的软件程序，通过电缆L1、信号转换装置42、电缆L2进行控制。进一步地，如图4所示，本发明还提供了一种电能计量装置仿真系统接线的矩阵控制方法，其包括如下步骤步骤1，分别在电压互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路接入一矩阵控制的接线控制器，电压互感器及电流互感器分别通过矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接。在本发明中，所述电压互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过4条导线相连接；该电压互感器通过一4X4的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该4 X 4矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关，可以实现电压互感器与被测试电能计量设备之间4条接线的任意组合。本发明的电流互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过6条导线相连接；该电流互感器通过一 6X6的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该6X6矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关，可以实现电流互感器与被测试电能计量设备之间6条接线的任意组合。步骤2，将上述两矩阵控制的接线控制器一端分别与一上位机通信连接，该上位机对该两矩阵控制的接线控制器进行控制，以实现电压互感器与被测试电能计量设备之间，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间接线的任意组合。作为本发明的一种具体实施例，所述被测试电能计量设备可以为一电能表，所述上位机可以为一计算机，该计算机可以通过一信号转换装置分别与两矩阵控制的接线控制器通信连接。该计算机内预置有软件控制程序，电压互感器与被测试电能计量设备之间4条接线的任意组合，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间6条接线的任意组合，这些组合的选择控制都可以由计算机的软件程序，通过电缆L1、信号转换装置、电缆L2进行控制。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种电能计量装置仿真系统，包括被测试电能计量设备，以及设于被测试电能计量设备前端的电压互感器及电流互感器，其特征在于，所述电压互感器及电流互感器分别通过一矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该两矩阵控制的接线控制器均与一上位机通信连接。
2.如权利要求1所述的电能计量装置仿真系统，其特征在于，所述被测试电能计量设备为一电能表；所述上位机为一计算机，该计算机通过一信号转换装置分别与两矩阵控制的接线控制器通信连接。
3.如权利要求2所述的电能计量装置仿真系统，其特征在于，所述电压互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过4条导线相连接。
4.如权利要求3所述的电能计量装置仿真系统，其特征在于，所述电压互感器通过一4 X 4的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该4 X 4矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关。
5.如权利要求2所述的电能计量装置仿真系统，其特征在于，所述电流互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过6条导线相连接。
6.如权利要求5所述的电能计量装置仿真系统，其特征在于，所述电流互感器通过一6X6的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该6X6矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关。
7.一种电能计量装置仿真系统接线的矩阵控制方法，其特征在于，包括如下步骤 分别在电压互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路接入一矩阵控制的接线控制器，电压互感器及电流互感器分别通过矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接； 将上述两矩阵控制的接线控制器一端分别与一上位机通信连接，该上位机对该两矩阵控制的接线控制器进行控制，以实现电压互感器与被测试电能计量设备之间，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间接线的任意组合。
8.如权利要求7所述的电能计量装置仿真系统接线的矩阵控制方法，其特征在于，所述被测试电能计量设备为一电能表；所述上位机为一计算机，该计算机通过一信号转换装置分别与两矩阵控制的接线控制器通信连接。
9.如权利要求8所述的电能计量装置仿真系统接线的矩阵控制方法，其特征在于，所述电压互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过4条导线相连接；该电压互感器通过一 4 X 4的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该4 X 4矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关，以实现电压互感器与被测试电能计量设备之间4条接线的任意组合。
10.如权利要求9所述的电能计量装置仿真系统接线的矩阵控制方法，其特征在于，所述电流互感器与矩阵控制的接线控制器之间，及矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备之间均通过6条导线相连接；该电流互感器通过一 6 X 6的矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接，该6 X 6矩阵内的每个交叉点均连接有电子控制开关，以实现电流互感器与被测试电能计量设备之间6条接线的任意组合。
全文摘要
本发明涉及电能计量技术领域，具体公开了一种电能计量装置仿真系统及其接线的矩阵控制方法，该方法包括分别在电压互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间的二次回路接入一矩阵控制的接线控制器，电压互感器及电流互感器分别通过矩阵控制的接线控制器与被测试电能计量设备电性连接；将上述两矩阵控制的接线控制器一端分别与一上位机通信连接，该上位机对该两矩阵控制的接线控制器进行控制，以实现电压互感器与被测试电能计量设备之间，以及电流互感器与被测试电能计量设备之间接线的任意组合。本发明可以在电能计量仿真过程中实现智能自动接线过程，提高仿真过程的智能化和自动化。
文档编号G01R35/04GK103064054SQ20121055474
公开日2013年4月24日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者曹敏, 毕志周, 沈鑫, 李波, 张建伟, 陈华波, 张海, 张龙 申请人:云南电力试验研究院(集团)有限公司电力研究院, 昆明天龙经纬电子科技有限公司