专利名称：智能载波电能表通讯能力测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明涉及一种电力测试方法与装置，尤其是一种单、三相智能载波电能表通讯能力实验室测试装置及其方法。
背景技术：
低压电力线载波通信已成为国家电网公司建设用电信息采集系统的主要通信方式，该技术不用对现有电网进行改造，只需要在集中器和各个电能表端安装专门的载波通信芯片，就可利用现成的电力线进行载波通信从而完成抄表工作。现有的载波电表中直接安装有载波通信芯片，但是载波电表在使用前都需要对其载波通信功能进行测试和验证， 这种测试和验证，可能在实验室进行，也可能包括在现场调试过程中进行。否则当载波通信不能正常进行时，就无法判断问题所在，因为这既可能是电能表发生故障，也可能是线路出现问题，特别是电表端出现故障，往往会导致得不到有用的用电信息。而电表端的问题，可能是出厂前就存在，也可能是使用过程中造成的，往往难以辨别。传统的单相载波测试装置的单相隔离PT对载波有很大影响，测试结果也不准确， 基于上述问题，迫切需要一种载波通信功能测试方法和仪器，用于智能载波电能表出厂前的实验室测试。

发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够对智能载波电能表的载波通信功能进行实验室验证的测试装置及其测试方法，其结构比较简单，测试时使用方便。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是一种智能载波电能表通讯能力测试装置，包括计算机、测试台体和安装在测试台体上的集中器，测试台体上安装有测试电源，集中器接在测试电源的电压输出端上，计算机上安装有集中抄表系统管理软件和测试电源控制软件，并且计算机分别与集中器和测试电源连接；其关键技术在于所述测试台体上还安装有四个衰减器和五个标准载波电能表，所述五个标准载波电能表的电流端依次串连在测试电源的电流输出端上，并且相邻两个标准载波电能表的电流端之间接有继电器，第一个标准载波电能表的电流端与测试电源的电流输出端之间也接有继电器；所述测试电源的电压输出端通过多路隔离电压互感器分别接五个标准载波电能表的电压端，并且相邻两个标准载波电能表的电压端之间接有衰减器和继电器，多路隔离电压互感器上还连接有将其旁路的旁路继电器。上述衰减器由第一至第三扼流线圈T1-T3、电容Cl、C2和电感LI、L2组成；电容 C2、电感L2和电容Cl、电感LI分别组成两级120K串联谐振。上述测试台体为单相测试台体或三相测试台体，相应的，所述标准载波电能表为标准单相载波电能表或标准三相载波电能表。上述单相测试台体与三相测试台体并联后，通过手动开关与测试电源连接。本发明智能载波电能表通讯能力测试方法采用上述测试装置，其包括以下步骤(O载波衰减测试
I.I)利用继电器将标准载波电能表从测试电源的电流输出端断开，利用旁路继电器将测试电源电压输出端的多路隔离电压互感器旁路；
1.2)将被测电能表依次分别接在第一至第四衰减器之后的标准载波电能表的位置上，利用计算机上的集中抄表系统管理软件测试被测电能表分别经过500米、1000米、1500 米和2000米载波衰减后，其电量信息是否能够成功抄回，如果被测电能表依次经过上述四个级别的衰减后，其电量信息都能够成功抄回，则说明被测电能表的载波通信性能正常；否则，说明被测电能表存在问题；
(2)中继转发测试
2.I)利用继电器断开电能表电压端之间的四个衰减器，利用继电器接通五个载波电能表与测试电源的电流输出端之间的电路，并且，关闭旁路继电器，使标准载波电能表通过多路隔离电压互感器连接测试电源的电压输出端；
2.2)将被测电能表依次分别接于第二至第五标准载波电能表的位置上，同时相应的， 利用集中抄表系统管理软件分别将第一至第四标准载波电能表设置成为一级至四级中继转发电表，然后利用集中抄表系统管理软件测试被测电能表的电量信息分别经过上述四级中继转发后是否能够成功抄回，如果被测电能表依次经过上述四级中继转发后，其电量信息都能够成功抄回，则说明经过一级至四级中继转发后，被测电能表载波通信性能正常，否则，说明被测电能表存在问题；
(3)载波衰减与中继转发共同作用测试
3.I)利用继电器将标准载波电能表从测试电源的电流输出端断开，利用旁路继电器将测试电源电压输出端的多路隔离电压互感器旁路；
3. 2)将被测电能表依次分别接在第一至第四衰减器之后的标准载波电能表的位置上，同时相应的，利用集中抄表系统管理软件分别将第一至第四标准载波电能表设置成为一级至四级中继转发电表，然后利用集中抄表系统管理软件测试被测电能表的电量信息分别经过上述四级衰减、四级中继转发后是否能够成功抄回，如果电量信息都能够成功抄回， 则说明经过一级至四级中继转发、一级至四级载波衰减后，被测电能表载波通信性能正常， 否则，说明被测电能表存在问题。上述衰减器由第一至第三扼流线圈T1-T3、电容Cl、C2和电感LI、L2组成；电容 C2、电感L2和电容Cl、电感LI分别组成两级120K串联谐振；每个衰减器对信号的衰减量相当于载波在实际线路中传输500米距离的衰减量。 上述标准载波电能表为标准单相载波电能表或标准三相载波电能表。采用上述技术方案所产生的有益效果在于1)本发明测试装置根据电力线载波的通讯原理和载波衰减器的工作原理设计而成，其在传统电能表测试装置的基础上进行了改装设计，考虑到传统单相测试装置的单相隔离PT对载波的影响，对该装置进行了特殊处理，将衰减器加入到测试装置中，每个衰减器对信号的衰减量相当于载波在实际线路中传输500米距离的衰减量，因此本发明可测试电能表分别经过500米、1000米、1500米和2000 米载波衰减后的载波通讯能力，测试结果准确可靠，且整体结构比较简单。2)本测试方法把实验室测试与现场应用结合起来，针对在现场出现的突出问题来完善实验室测试系统，用实验室测试来防止问题在现场应用中再度发生，从而促进现代营销电量采集系统实用化水平的有效提高。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。图I是本发明测试装置的结构原理框图2是本发明单相测试装置的接线示意图3是本发明三相测试装置的接线示意图4是本发明衰减器的电路图5是本发明测试方法的流程框图。
具体实施例方式参见附图1，本发明智能载波电能表通讯能力测试装置包括计算机、测试台体和安装在测试台体上的集中器，测试台体上安装有测试电源，集中器接在测试电源的电压输出端上，计算机上安装有目前常用的集中抄表系统管理软件和测试电源控制软件，并且计算机分别与集中器和测试电源连接；所述测试台体上还安装有四个衰减器和五个标准载波电能表，所述五个标准载波电能表的电流端依次串连在测试电源的电流输出端上，并且相邻两个标准载波电能表的电流端之间接有继电器，第一个标准载波电能表的电流端与测试电源的电流输出端之间也接有继电器；所述测试电源的电压输出端通过多路隔离电压互感器分别接五个标准载波电能表的电压端，并且相邻两个标准载波电能表的电压端之间接有衰减器和继电器，多路隔离电压互感器上还连接有将其旁路的旁路继电器。参见附图4，其为本发明衰减器的电路图，衰减器由第一至第三扼流线圈T1-T3、 电容Cl、C2和电感LI、L2组成；电容C2、电感L2和电容Cl、电感LI分别组成两级120K串联谐振。每个衰减器对信号的衰减量相当于载波在实际线路中传输500米距离的衰减量。所述测试台体为单相测试台体或三相测试台体，相应的，所述标准载波电能表为标准单相载波电能表或标准三相载波电能表。所述单相测试台体与三相测试台体并联后，通过手动开关与测试电源连接。单相测试台体和三相测试台体上仅提供三相电压和三相电流。单相测试台体与三相测试台体不能同时使用，两个台体的电压和电流都采用并联的方式。两个台体通过手动开关选择是使用单相台体还是使用三相台体，在使用单相台体的时候切断三相台体上的电压回路，同时三相台体的三相电流必须切断路。在使用三相台体的时候切断单相台体上的电压回路同时单相台体的三相电流必须切断。参见附图2，其中，Dl为标准单相载波电能表，JU J2为继电器，S2为衰减器，T4 为多路隔离电压互感器，图中的继电器与旁路继电器都受计算机控制。采用三相测试电源 SI，三相测试电源SI通过RS-232 口受计算机上供电电源控制软件的控制。供电电流输出被测载波电能表的额定电流，或小于被测载波电能表的最大电流即可。测试时，被测电能表需要分别接在第二个单相表至第五个单相表的位置上，或与其并联连接。被测电能表的载波信号是通过被测电能表上的载波模块产生的，是通过表与表之间的电压线传输给集中器的，同样集中器也是通过电压线将载波信号传递给表的。载波衰减测试时，即在使用衰减器的时候，为了避免单相测试台体上多路隔离电压互感器的影响，需要通过旁路继电器将标准载波电能表从多路隔离电压互感器的电压回路中断开，直接从测试电源上的B相电压输出端口上引入电压加到电能表上。继电器Jl和 J2可控制各部分电路的通断，当使用衰减器时，需要将继电器Jl表示的开关闭合，并断开继电器J2表示的开关；当不使用衰减器时，需要将继电器J2表示的开关闭合，并断开继电器Jl表示的开关。参见附图3，图中的D2为标准三相载波电能表，三相测试电源SI与标准三相载波电能表D2的连接方式以及测试方法与以上所述的单相测试装置类似。参见附图5，其为本发明的智能载波电能表通讯能力测试方法的流程框图，该测试方法包括以下步骤
(O载波衰减测试
1.1)利用继电器将标准载波电能表从测试电源的电流输出端断开，利用旁路继电器将测试电源电压输出端的多路隔离电压互感器旁路；
1.2)将被测电能表依次分别接在第一至第四衰减器之后的标准载波电能表的位置上， 利用计算机上的集中抄表系统管理软件测试被测电能表分别经过500米、1000米、1500米和2000米载波衰减后，其电量信息是否能够成功抄回，如果被测电能表依次经过上述四个级别的衰减后，其电量信息都能够成功抄回，则说明被测电能表的载波通信性能正常；否则，说明被测电能表存在问题；
(2)中继转发测试
2.I)利用继电器断开电能表电压端之间的四个衰减器，利用继电器接通五个载波电能表与测试电源的电流输出端之间的电路，并且，关闭旁路继电器，使标准载波电能表通过多路隔离电压互感器连接测试电源的电压输出端；
2.2)将被测电能表依次分别接于第二至第五标准载波电能表的位置上，同时相应的， 利用集中抄表系统管理软件分别将第一至第四标准载波电能表设置成为一级至四级中继转发电表，然后利用集中抄表系统管理软件测试被测电能表的电量信息分别经过上述四级中继转发后是否能够成功抄回，如果被测电能表依次经过上述四级中继转发后，其电量信息都能够成功抄回，则说明经过一级至四级中继转发后，被测电能表载波通信性能正常，否则，说明被测电能表存在问题；
(3)载波衰减与中继转发共同作用测试
3.I)利用继电器将标准载波电能表从测试电源的电流输出端断开，利用旁路继电器将测试电源电压输出端的多路隔离电压互感器旁路；
3.2)将被测电能表依次分别接在第一至第四衰减器之后的标准载波电能表的位置上， 同时相应的，利用集中抄表系统管理软件分别将第一至第四标准载波电能表设置成为一级至四级中继转发电表，然后利用集中抄表系统管理软件测试被测电能表的电量信息分别经过上述四级衰减、四级中继转发后是否能够成功抄回，如果电量信息都能够成功抄回，则说明经过一级至四级中继转发、一级至四级载波衰减后，被测电能表载波通信性能正常，否则，说明被测电能表存在问题。
权利要求
1.一种智能载波电能表通讯能力测试装置，包括计算机、测试台体和安装在测试台体上的集中器，测试台体上安装有测试电源，集中器接在测试电源的电压输出端上，计算机上安装有集中抄表系统管理软件和测试电源控制软件，计算机分别与所述集中器和测试电源连接；其特征在于所述测试台体上还安装有四个衰减器和五个标准载波电能表，所述五个标准载波电能表的电流端依次串连在测试电源的电流输出端上，并且相邻两个标准载波电能表的电流端之间接有继电器，第一个标准载波电能表的电流端与测试电源的电流输出端之间也接有继电器；所述测试电源的电压输出端通过多路隔离电压互感器分别接五个标准载波电能表的电压端，并且相邻两个标准载波电能表的电压端之间接有衰减器和继电器， 多路隔离电压互感器上还连接有将其旁路的旁路继电器。
2.根据权利要求I所述的智能载波电能表通讯能力测试装置，其特征在于所述衰减器由第一至第三扼流线圈T1-T3、电容Cl、C2和电感LI、L2组成；电容C2、电感L2和电容 Cl、电感LI分别组成两级120K串联谐振。
3.根据权利要求I所述的智能载波电能表通讯能力测试装置，其特征在于所述测试台体为单相测试台体或三相测试台体，相应的，所述标准载波电能表为标准单相载波电能表或标准三相载波电能表。
4.根据权利要求3所述的智能载波电能表通讯能力测试装置，其特征在于所述单相测试台体与三相测试台体并联后，通过手动开关与测试电源连接。
5.一种智能载波电能表通讯能力测试方法，其特征在于采用上述测试装置，其包括以下步骤(O载波衰减测试1.1)利用继电器将标准载波电能表从测试电源的电流输出端断开，利用旁路继电器将测试电源电压输出端的多路隔离电压互感器旁路；1.2)将被测电能表依次分别接在第一至第四衰减器之后的标准载波电能表的位置上， 利用计算机上的集中抄表系统管理软件测试被测电能表分别经过500米、1000米、1500米和2000米载波衰减后，其电量信息是否能够成功抄回，如果被测电能表依次经过上述四个级别的衰减后，其电量信息都能够成功抄回，则说明被测电能表的载波通信性能正常；否则，说明被测电能表存在问题；(2)中继转发测试2.I)利用继电器断开电能表电压端之间的四个衰减器，利用继电器接通五个载波电能表与测试电源的电流输出端之间的电路，并且，关闭旁路继电器，使标准载波电能表通过多路隔离电压互感器连接测试电源的电压输出端；2.2)将被测电能表依次分别接于第二至第五标准载波电能表的位置上，同时相应的， 利用集中抄表系统管理软件分别将第一至第四标准载波电能表设置成为一级至四级中继转发电表，然后利用集中抄表系统管理软件测试被测电能表的电量信息分别经过上述四级中继转发后是否能够成功抄回，如果被测电能表依次经过上述四级中继转发后，其电量信息都能够成功抄回，则说明经过一级至四级中继转发后，被测电能表载波通信性能正常，否则，说明被测电能表存在问题；(3)载波衰减与中继转发共同作用测试、3.I)利用继电器将标准载波电能表从测试电源的电流输出端断开，利用旁路继电器将测试电源电压输出端的多路隔离电压互感器旁路；、 3.2)将被测电能表依次分别接在第一至第四衰减器之后的标准载波电能表的位置上， 同时相应的，利用集中抄表系统管理软件分别将第一至第四标准载波电能表设置成为一级至四级中继转发电表，然后利用集中抄表系统管理软件测试被测电能表的电量信息分别经过上述四级衰减、四级中继转发后是否能够成功抄回，如果电量信息都能够成功抄回，则说明经过一级至四级中继转发、一级至四级载波衰减后，被测电能表载波通信性能正常，否则，说明被测电能表存在问题。
6.根据权利要求5所述的智能载波电能表通讯能力测试方法，其特征在于所述衰减器由第一至第三扼流线圈T1-T3、电容Cl、C2和电感LI、L2组成；电容C2、电感L2和电容 Cl、电感LI分别组成两级120K串联谐振；每个衰减器对信号的衰减量相当于载波在实际线路中传输500米距离的衰减量。
7.根据权利要求5所述的智能载波电能表通讯能力测试方法，其特征在于所述标准载波电能表为标准单相载波电能表或标准三相载波电能表。
全文摘要
本发明公开了一种智能载波电能表通讯能力测试装置及其测试方法，其中测试装置包括计算机、测试台体和安装在测试台体上的集中器，测试台体上安装有四个衰减器和五个标准载波电能表，测试电源的电流输出端通过继电器与各电能表的电流端串联，电压输出端通过设有旁路继电器的多路隔离电压互感器为电能表提供电压，相邻两个电能表的电压端之间接有衰减器和继电器。每个衰减器对信号的衰减量相当于载波在实际线路中传输500米距离的衰减量。本测试方法包括载波衰减测试、中继转发测试以及载波衰减、中继转发共同作用测试。本发明针对在现场出现的突出问题来完善实验室测试系统，测试结果准确可靠，且整体结构比较简单。
文档编号G01R31/00GK102590657SQ20121000992
公开日2012年7月18日 申请日期2012年1月13日 优先权日2012年1月13日
发明者冯波, 史轮, 李翀, 牛春霞, 王俊龙, 王永辉, 耿建坡, 陶鹏, 马红明 申请人:河北省电力研究院