專利名稱：智能載波電能表通訊能力測試裝置及其測試方法
技術領域：
本發明涉及一種電力測試方法與裝置，尤其是一種單、三相智能載波電能表通訊能力實驗室測試裝置及其方法。
背景技術：
低壓電力線載波通信已成為國家電網公司建設用電信息采集系統的主要通信方式，該技術不用對現有電網進行改造，只需要在集中器和各個電能表端安裝專門的載波通信芯片，就可利用現成的電力線進行載波通信從而完成抄表工作。現有的載波電表中直接安裝有載波通信芯片，但是載波電表在使用前都需要對其載波通信功能進行測試和驗證， 這種測試和驗證，可能在實驗室進行，也可能包括在現場調試過程中進行。否則當載波通信不能正常進行時，就無法判斷問題所在，因為這既可能是電能表發生故障，也可能是線路出現問題，特別是電表端出現故障，往往會導致得不到有用的用電信息。而電表端的問題，可能是出廠前就存在，也可能是使用過程中造成的，往往難以辨別。傳統的單相載波測試裝置的單相隔離PT對載波有很大影響，測試結果也不準確， 基于上述問題，迫切需要一種載波通信功能測試方法和儀器，用于智能載波電能表出廠前的實驗室測試。

發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種能夠對智能載波電能表的載波通信功能進行實驗室驗證的測試裝置及其測試方法，其結構比較簡單，測試時使用方便。為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是一種智能載波電能表通訊能力測試裝置，包括計算機、測試臺體和安裝在測試臺體上的集中器，測試臺體上安裝有測試電源，集中器接在測試電源的電壓輸出端上，計算機上安裝有集中抄表系統管理軟件和測試電源控制軟件，并且計算機分別與集中器和測試電源連接；其關鍵技術在于所述測試臺體上還安裝有四個衰減器和五個標準載波電能表，所述五個標準載波電能表的電流端依次串連在測試電源的電流輸出端上，并且相鄰兩個標準載波電能表的電流端之間接有繼電器，第一個標準載波電能表的電流端與測試電源的電流輸出端之間也接有繼電器；所述測試電源的電壓輸出端通過多路隔離電壓互感器分別接五個標準載波電能表的電壓端，并且相鄰兩個標準載波電能表的電壓端之間接有衰減器和繼電器，多路隔離電壓互感器上還連接有將其旁路的旁路繼電器。上述衰減器由第一至第三扼流線圈T1-T3、電容Cl、C2和電感LI、L2組成；電容 C2、電感L2和電容Cl、電感LI分別組成兩級120K串聯諧振。上述測試臺體為單相測試臺體或三相測試臺體，相應的，所述標準載波電能表為標準單相載波電能表或標準三相載波電能表。上述單相測試臺體與三相測試臺體并聯后，通過手動開關與測試電源連接。本發明智能載波電能表通訊能力測試方法采用上述測試裝置，其包括以下步驟(O載波衰減測試
I.I)利用繼電器將標準載波電能表從測試電源的電流輸出端斷開，利用旁路繼電器將測試電源電壓輸出端的多路隔離電壓互感器旁路；
1.2)將被測電能表依次分別接在第一至第四衰減器之后的標準載波電能表的位置上，利用計算機上的集中抄表系統管理軟件測試被測電能表分別經過500米、1000米、1500 米和2000米載波衰減后，其電量信息是否能夠成功抄回，如果被測電能表依次經過上述四個級別的衰減后，其電量信息都能夠成功抄回，則說明被測電能表的載波通信性能正常；否則，說明被測電能表存在問題；
(2)中繼轉發測試
2.I)利用繼電器斷開電能表電壓端之間的四個衰減器，利用繼電器接通五個載波電能表與測試電源的電流輸出端之間的電路，并且，關閉旁路繼電器，使標準載波電能表通過多路隔離電壓互感器連接測試電源的電壓輸出端；
2.2)將被測電能表依次分別接于第二至第五標準載波電能表的位置上，同時相應的， 利用集中抄表系統管理軟件分別將第一至第四標準載波電能表設置成為一級至四級中繼轉發電表，然后利用集中抄表系統管理軟件測試被測電能表的電量信息分別經過上述四級中繼轉發后是否能夠成功抄回，如果被測電能表依次經過上述四級中繼轉發后，其電量信息都能夠成功抄回，則說明經過一級至四級中繼轉發后，被測電能表載波通信性能正常，否則，說明被測電能表存在問題；
(3)載波衰減與中繼轉發共同作用測試
3.I)利用繼電器將標準載波電能表從測試電源的電流輸出端斷開，利用旁路繼電器將測試電源電壓輸出端的多路隔離電壓互感器旁路；
3. 2)將被測電能表依次分別接在第一至第四衰減器之后的標準載波電能表的位置上，同時相應的，利用集中抄表系統管理軟件分別將第一至第四標準載波電能表設置成為一級至四級中繼轉發電表，然后利用集中抄表系統管理軟件測試被測電能表的電量信息分別經過上述四級衰減、四級中繼轉發后是否能夠成功抄回，如果電量信息都能夠成功抄回， 則說明經過一級至四級中繼轉發、一級至四級載波衰減后，被測電能表載波通信性能正常， 否則，說明被測電能表存在問題。上述衰減器由第一至第三扼流線圈T1-T3、電容Cl、C2和電感LI、L2組成；電容 C2、電感L2和電容Cl、電感LI分別組成兩級120K串聯諧振；每個衰減器對信號的衰減量相當于載波在實際線路中傳輸500米距離的衰減量。 上述標準載波電能表為標準單相載波電能表或標準三相載波電能表。采用上述技術方案所產生的有益效果在于1)本發明測試裝置根據電力線載波的通訊原理和載波衰減器的工作原理設計而成，其在傳統電能表測試裝置的基礎上進行了改裝設計，考慮到傳統單相測試裝置的單相隔離PT對載波的影響，對該裝置進行了特殊處理，將衰減器加入到測試裝置中，每個衰減器對信號的衰減量相當于載波在實際線路中傳輸500米距離的衰減量，因此本發明可測試電能表分別經過500米、1000米、1500米和2000 米載波衰減后的載波通訊能力，測試結果準確可靠，且整體結構比較簡單。2)本測試方法把實驗室測試與現場應用結合起來，針對在現場出現的突出問題來完善實驗室測試系統，用實驗室測試來防止問題在現場應用中再度發生，從而促進現代營銷電量采集系統實用化水平的有效提高。


下面結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明。圖I是本發明測試裝置的結構原理框圖2是本發明單相測試裝置的接線示意圖3是本發明三相測試裝置的接線示意圖4是本發明衰減器的電路圖5是本發明測試方法的流程框圖。
具體實施例方式參見附圖1，本發明智能載波電能表通訊能力測試裝置包括計算機、測試臺體和安裝在測試臺體上的集中器，測試臺體上安裝有測試電源，集中器接在測試電源的電壓輸出端上，計算機上安裝有目前常用的集中抄表系統管理軟件和測試電源控制軟件，并且計算機分別與集中器和測試電源連接；所述測試臺體上還安裝有四個衰減器和五個標準載波電能表，所述五個標準載波電能表的電流端依次串連在測試電源的電流輸出端上，并且相鄰兩個標準載波電能表的電流端之間接有繼電器，第一個標準載波電能表的電流端與測試電源的電流輸出端之間也接有繼電器；所述測試電源的電壓輸出端通過多路隔離電壓互感器分別接五個標準載波電能表的電壓端，并且相鄰兩個標準載波電能表的電壓端之間接有衰減器和繼電器，多路隔離電壓互感器上還連接有將其旁路的旁路繼電器。參見附圖4，其為本發明衰減器的電路圖，衰減器由第一至第三扼流線圈T1-T3、 電容Cl、C2和電感LI、L2組成；電容C2、電感L2和電容Cl、電感LI分別組成兩級120K串聯諧振。每個衰減器對信號的衰減量相當于載波在實際線路中傳輸500米距離的衰減量。所述測試臺體為單相測試臺體或三相測試臺體，相應的，所述標準載波電能表為標準單相載波電能表或標準三相載波電能表。所述單相測試臺體與三相測試臺體并聯后，通過手動開關與測試電源連接。單相測試臺體和三相測試臺體上僅提供三相電壓和三相電流。單相測試臺體與三相測試臺體不能同時使用，兩個臺體的電壓和電流都采用并聯的方式。兩個臺體通過手動開關選擇是使用單相臺體還是使用三相臺體，在使用單相臺體的時候切斷三相臺體上的電壓回路，同時三相臺體的三相電流必須切斷路。在使用三相臺體的時候切斷單相臺體上的電壓回路同時單相臺體的三相電流必須切斷。參見附圖2，其中，Dl為標準單相載波電能表，JU J2為繼電器，S2為衰減器，T4 為多路隔離電壓互感器，圖中的繼電器與旁路繼電器都受計算機控制。采用三相測試電源 SI，三相測試電源SI通過RS-232 口受計算機上供電電源控制軟件的控制。供電電流輸出被測載波電能表的額定電流，或小于被測載波電能表的最大電流即可。測試時，被測電能表需要分別接在第二個單相表至第五個單相表的位置上，或與其并聯連接。被測電能表的載波信號是通過被測電能表上的載波模塊產生的，是通過表與表之間的電壓線傳輸給集中器的，同樣集中器也是通過電壓線將載波信號傳遞給表的。載波衰減測試時，即在使用衰減器的時候，為了避免單相測試臺體上多路隔離電壓互感器的影響，需要通過旁路繼電器將標準載波電能表從多路隔離電壓互感器的電壓回路中斷開，直接從測試電源上的B相電壓輸出端口上引入電壓加到電能表上。繼電器Jl和 J2可控制各部分電路的通斷，當使用衰減器時，需要將繼電器Jl表示的開關閉合，并斷開繼電器J2表示的開關；當不使用衰減器時，需要將繼電器J2表示的開關閉合，并斷開繼電器Jl表示的開關。參見附圖3，圖中的D2為標準三相載波電能表，三相測試電源SI與標準三相載波電能表D2的連接方式以及測試方法與以上所述的單相測試裝置類似。參見附圖5，其為本發明的智能載波電能表通訊能力測試方法的流程框圖，該測試方法包括以下步驟
(O載波衰減測試
1.1)利用繼電器將標準載波電能表從測試電源的電流輸出端斷開，利用旁路繼電器將測試電源電壓輸出端的多路隔離電壓互感器旁路；
1.2)將被測電能表依次分別接在第一至第四衰減器之后的標準載波電能表的位置上， 利用計算機上的集中抄表系統管理軟件測試被測電能表分別經過500米、1000米、1500米和2000米載波衰減后，其電量信息是否能夠成功抄回，如果被測電能表依次經過上述四個級別的衰減后，其電量信息都能夠成功抄回，則說明被測電能表的載波通信性能正常；否則，說明被測電能表存在問題；
(2)中繼轉發測試
2.I)利用繼電器斷開電能表電壓端之間的四個衰減器，利用繼電器接通五個載波電能表與測試電源的電流輸出端之間的電路，并且，關閉旁路繼電器，使標準載波電能表通過多路隔離電壓互感器連接測試電源的電壓輸出端；
2.2)將被測電能表依次分別接于第二至第五標準載波電能表的位置上，同時相應的， 利用集中抄表系統管理軟件分別將第一至第四標準載波電能表設置成為一級至四級中繼轉發電表，然后利用集中抄表系統管理軟件測試被測電能表的電量信息分別經過上述四級中繼轉發后是否能夠成功抄回，如果被測電能表依次經過上述四級中繼轉發后，其電量信息都能夠成功抄回，則說明經過一級至四級中繼轉發后，被測電能表載波通信性能正常，否則，說明被測電能表存在問題；
(3)載波衰減與中繼轉發共同作用測試
3.I)利用繼電器將標準載波電能表從測試電源的電流輸出端斷開，利用旁路繼電器將測試電源電壓輸出端的多路隔離電壓互感器旁路；
3.2)將被測電能表依次分別接在第一至第四衰減器之后的標準載波電能表的位置上， 同時相應的，利用集中抄表系統管理軟件分別將第一至第四標準載波電能表設置成為一級至四級中繼轉發電表，然后利用集中抄表系統管理軟件測試被測電能表的電量信息分別經過上述四級衰減、四級中繼轉發后是否能夠成功抄回，如果電量信息都能夠成功抄回，則說明經過一級至四級中繼轉發、一級至四級載波衰減后，被測電能表載波通信性能正常，否則，說明被測電能表存在問題。
權利要求
1.一種智能載波電能表通訊能力測試裝置，包括計算機、測試臺體和安裝在測試臺體上的集中器，測試臺體上安裝有測試電源，集中器接在測試電源的電壓輸出端上，計算機上安裝有集中抄表系統管理軟件和測試電源控制軟件，計算機分別與所述集中器和測試電源連接；其特征在于所述測試臺體上還安裝有四個衰減器和五個標準載波電能表，所述五個標準載波電能表的電流端依次串連在測試電源的電流輸出端上，并且相鄰兩個標準載波電能表的電流端之間接有繼電器，第一個標準載波電能表的電流端與測試電源的電流輸出端之間也接有繼電器；所述測試電源的電壓輸出端通過多路隔離電壓互感器分別接五個標準載波電能表的電壓端，并且相鄰兩個標準載波電能表的電壓端之間接有衰減器和繼電器， 多路隔離電壓互感器上還連接有將其旁路的旁路繼電器。
2.根據權利要求I所述的智能載波電能表通訊能力測試裝置，其特征在于所述衰減器由第一至第三扼流線圈T1-T3、電容Cl、C2和電感LI、L2組成；電容C2、電感L2和電容 Cl、電感LI分別組成兩級120K串聯諧振。
3.根據權利要求I所述的智能載波電能表通訊能力測試裝置，其特征在于所述測試臺體為單相測試臺體或三相測試臺體，相應的，所述標準載波電能表為標準單相載波電能表或標準三相載波電能表。
4.根據權利要求3所述的智能載波電能表通訊能力測試裝置，其特征在于所述單相測試臺體與三相測試臺體并聯后，通過手動開關與測試電源連接。
5.一種智能載波電能表通訊能力測試方法，其特征在于采用上述測試裝置，其包括以下步驟(O載波衰減測試1.1)利用繼電器將標準載波電能表從測試電源的電流輸出端斷開，利用旁路繼電器將測試電源電壓輸出端的多路隔離電壓互感器旁路；1.2)將被測電能表依次分別接在第一至第四衰減器之后的標準載波電能表的位置上， 利用計算機上的集中抄表系統管理軟件測試被測電能表分別經過500米、1000米、1500米和2000米載波衰減后，其電量信息是否能夠成功抄回，如果被測電能表依次經過上述四個級別的衰減后，其電量信息都能夠成功抄回，則說明被測電能表的載波通信性能正常；否則，說明被測電能表存在問題；(2)中繼轉發測試2.I)利用繼電器斷開電能表電壓端之間的四個衰減器，利用繼電器接通五個載波電能表與測試電源的電流輸出端之間的電路，并且，關閉旁路繼電器，使標準載波電能表通過多路隔離電壓互感器連接測試電源的電壓輸出端；2.2)將被測電能表依次分別接于第二至第五標準載波電能表的位置上，同時相應的， 利用集中抄表系統管理軟件分別將第一至第四標準載波電能表設置成為一級至四級中繼轉發電表，然后利用集中抄表系統管理軟件測試被測電能表的電量信息分別經過上述四級中繼轉發后是否能夠成功抄回，如果被測電能表依次經過上述四級中繼轉發后，其電量信息都能夠成功抄回，則說明經過一級至四級中繼轉發后，被測電能表載波通信性能正常，否則，說明被測電能表存在問題；(3)載波衰減與中繼轉發共同作用測試、3.I)利用繼電器將標準載波電能表從測試電源的電流輸出端斷開，利用旁路繼電器將測試電源電壓輸出端的多路隔離電壓互感器旁路；、 3.2)將被測電能表依次分別接在第一至第四衰減器之后的標準載波電能表的位置上， 同時相應的，利用集中抄表系統管理軟件分別將第一至第四標準載波電能表設置成為一級至四級中繼轉發電表，然后利用集中抄表系統管理軟件測試被測電能表的電量信息分別經過上述四級衰減、四級中繼轉發后是否能夠成功抄回，如果電量信息都能夠成功抄回，則說明經過一級至四級中繼轉發、一級至四級載波衰減后，被測電能表載波通信性能正常，否則，說明被測電能表存在問題。
6.根據權利要求5所述的智能載波電能表通訊能力測試方法，其特征在于所述衰減器由第一至第三扼流線圈T1-T3、電容Cl、C2和電感LI、L2組成；電容C2、電感L2和電容 Cl、電感LI分別組成兩級120K串聯諧振；每個衰減器對信號的衰減量相當于載波在實際線路中傳輸500米距離的衰減量。
7.根據權利要求5所述的智能載波電能表通訊能力測試方法，其特征在于所述標準載波電能表為標準單相載波電能表或標準三相載波電能表。
全文摘要
本發明公開了一種智能載波電能表通訊能力測試裝置及其測試方法，其中測試裝置包括計算機、測試臺體和安裝在測試臺體上的集中器，測試臺體上安裝有四個衰減器和五個標準載波電能表，測試電源的電流輸出端通過繼電器與各電能表的電流端串聯，電壓輸出端通過設有旁路繼電器的多路隔離電壓互感器為電能表提供電壓，相鄰兩個電能表的電壓端之間接有衰減器和繼電器。每個衰減器對信號的衰減量相當于載波在實際線路中傳輸500米距離的衰減量。本測試方法包括載波衰減測試、中繼轉發測試以及載波衰減、中繼轉發共同作用測試。本發明針對在現場出現的突出問題來完善實驗室測試系統，測試結果準確可靠，且整體結構比較簡單。
文檔編號G01R31/00GK102590657SQ20121000992
公開日2012年7月18日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者馮波, 史輪, 李翀, 牛春霞, 王俊龍, 王永輝, 耿建坡, 陶鵬, 馬紅明 申請人:河北省電力研究院