低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源及监测方法
【专利摘要】本发明提供了一种低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源及监测方法，量值溯源用基于网络的远程校准法对低压电流互感器自动化检定系统进行量值溯源；监测方法用统计法监测检定系统输出的低压电流互感器核查样品的测试数据，并依据测试数据对低压电流互感器进行风险预警。与现有技术相比，本发明提供的一种低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源及监测方法，缩短了校准所需要的时间，减少了校准成本，降低了计量中心的误工时间；在检定过程完成以前，其结果可以在线复检，提高了校准质量；通过计算机控制自动完成样品测试和核查数据统计处理，减小了自动化检定系统状态监控的工作量，提高了自动化检定系统状态监控的可靠性和时效性。
【专利说明】低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源及监测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种检定系统的量值溯源及监测方法，具体涉及一种低压电流互感器 自动化检定系统的量值溯源及监测方法。
【背景技术】
[0002] 低压电流互感器用于0.4kV配电线路中的电能计量，为了保证电能贸易结算的公 平公正，低压电流互感器必须经检定合格后才能在现场进行安装和投运。随着经济的快速 发展，各个地区对电力的需求与日俱增，计量用低压电流互感器的使用量也同步迅速增加。 传统的手工方式检定低压电流互感器，工作效率较低，运营成本较高，难以保证检定标准和 检定结果的高度一致。
[0003] 自动化检定系统集成了管理平台、自动传输设施和全自动互感器检定装置，能够 依据生产调度平台下达的检定计划，完成自动传输、互感器自动化检定、数据处理和全程监 控，其一般由预处理、上料、输送、识别定位、绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次绕组匝间绝 缘强度试验、基本误差测量、磁饱和裕度测量、分选贴标、下料、后处理等单元组成。
[0004] 自动化检定线提高检定效率的同时，也对计量检定机构的工作带来了新的考验。 因为一旦自动化检定线自身可靠性不好，出现误检或错检情况，将造成大量互感器的检定 结果失真。如果这一情况没有被及时发现，这些互感器的使用将形成大范围电能计量结果 的失控，严重影响电能贸易的公平公正。因此研究自动化检定系统的量值溯源和运行状态 监测方法具有十分重要的意义。
[0005] 电流互感器自动化检定系统具备上下料、识别、接拆线、试验测试、数据处理和结 果报告等功能，其集成了标准电流互感器、互感器校验仪、负荷箱、绝缘电阻表和耐压测试 仪等多个计量标准和仪器。传统的量值溯源方法是将上述标准和仪器按照其相应的检定规 程、校准规范的规定，定期送至法定计量检定机构进行检定或校准，确保其满足规程规范的 要求后方可开展量值传递工作。采用这种传统的量值传递方法校准自动化检定系统存在以 下问题：
[0006] ①：自动化检定系统结构复杂，体积较大，整体运输困难，不具备整体送检的条 件；
[0007] ②：自动化检定系统安装调试完成后，部分标准设备和测量仪器无法或难以完全 拆卸，造成其送检困难；
[0008] ③：仪器设备送检过程持续时间较长，给用户带来不便，影响其生产任务的完成；
[0009] ④：多数仪器设备的检定周期为一年，在这一年里，可能有的已经超差，而对于其 超差的时间，现行量传方法难以确定；
[0010] ⑤：人员成本和差旅成本较大，不能同时进行多个地点的现场校准，不能充分发挥 计量专家的优势。
[0011] 综上，需要提出一种低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源及监测方法，实 现低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源、运行状态监测和风险预警，确保该检定系 统的量值可靠。
【发明内容】
[0012] 为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种低压电流互感器自动化检定系统的 量值溯源方法，所述方法用基于网络的远程校准法对所述低压电流互感器自动化检定系统 进行量值溯源；校准数据通过所述网络逐级传递。
[0013] 优选的，所述网络包括依次连接于国网计量体系运行管理系统、省级计量中心生 产调度平台和所述自动化检定系统之间的通信网络；
[0014] 所述自动化检定系统对传递标准检定后，将检定结果发送到所述生产调度平台；
[0015] 优选的，将所述低压电流互感器的所述校准数据按照由高等级到低等级的顺序逐 级下发到国网计量中心、省级计量中心和自动化检定系统；
[0016] 优选的，所述传递标准的量限与自动化检定系统的量限相同；所述传递标准的准 确度大于0. 02S级。
[0017] 为了满足现有技术的需要，基于量值溯源方法所采用的通信网络，本发明提供了 一种低压电流互感器自动化检定系统的监测方法，所述方法用统计法监测所述检定系统输 出的低压电流互感器核查样品的测试数据，并依据所述测试数据对低压电流互感器进行风 险预警；所述测试数据包括所述低压电流互感器的比值差和相位差。
[0018] 优选的，所述检定系统定时对低压电流互感器核查样品进行检定测试，并将测试 数据发送到省级计量中心的生产调度平台；所述生产调度平台的数据处理模块统计计算所 述测试数据的平均值和标准偏差，并依据计算结果构建所述测试数据的平均值控制图和标 准偏差控制图；
[0019] 优选的，所述定时的时间间隔为固定的时间周期或者固定的低压电流互感器检定 数量；
[0020] 优选的，依据JJF1033-2008标准分别计算所述平均值控制图和标准偏差控制图 的中心线、控制上限和控制下限，并将控制上限和控制下限的控制范围自上而下等分为6 个区，其自上而下的第1个区和第6个区为风险预警区；
[0021] 当所述测试数据处于平均值控制图的风险预警区时，则表明自动化检定系统受到 不受控的系统效应的影响；当所述测试数据处于标准偏差控制图的风险预警区时，则表明 自动化检定系统不受控的随机效应的影响。
[0022] 所述方法监测所述低压电流互感器自动化检定系统的监测装置包括设置在省级 计量中心生产调度平台的上位机和设置在自动化检定系统的下位机；
[0023] 所述上位机，用于管理低压电流互感器的核查任务，并统计分析所述下位机发送 的低压电流互感器核查样品的测试数据；
[0024] 所述下位机，执行所述核查任务。
[0025] 优选的，所述上位机包括核查任务管理模块、数据接收模块和数据处理模块；
[0026] 所述核查任务管理模块，用于制定低压电流互感器的核查任务，并将所述核查任 务下发的下位机中；制定所述核查任务的方法包括：
[0027] 方式一：所述下位机控制自动化检定系统每次经过相同的时间周期后对低压电流 互感器进行一次检定；
[0028] 方式二：将低压电流互感器分为N组，每组包括M台低压电流互感器，所述下位机 控制自动化检定系统对一组低压电流互感器检定完成后再检定下一组低压电流互感器，所 述M和N均至少为1 ;
[0029] 所述数据接收模块，用于接收所述低压电流互感器核查样品的测试数据；
[0030] 所述数据处理模块，计算所述测试数据的平均值和标准偏差，并依据计算结果构 建所述测试数据的平均值控制图和标准偏差控制图；依据平均值控制图和标准偏差控制图 判断所述测试数据是否正常，若测试数据正常则将其存储到数据库中，若测试数据异常则 向省级计量中心生产调度平台发出预警信号。
[0031] 与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：
[0032] 本发明提出的低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源及监测方法，大大缩短 了校准所需要的时间，减少了校准成本，降低了计量中心的误工时间；操作指令和校准数据 通过网络传输，在检定过程完成以前，其结果可以在线复检，大大提高了校准质量；检定结 果保存在数据库中，方便以后管理、校准和核查时调用查看，同时可实现无纸化档案管理； 通过计算机控制自动完成样品测试和核查数据统计处理，减小了统计控制的工作量，提高 了统计控制的可靠性和时效性。
【专利附图】
【附图说明】
[0033] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0034] 图1 :本发明实施例中的低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源及监测方法 示意图；
[0035] 图2 :本发明实施例中低压电流互感器自动化检定系统测量结果的平均值和标准 偏差控制图；
[0036] 图3 :本发明实施例中低压电流互感器自动化检定系统检测装置的结构图。
【具体实施方式】
[0037] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附 图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0038] 一、本发明实施例中涉及的低压电流互感器自动化检定系统、国网计量体系运行 管理系统、省级计量中心生产调度平台和智能仓储系统的功能为：
[0039] 1、低压电流互感器自动化检定系统；
[0040] 低压电流互感器自动化检定系统与智能仓储系统无缝接驳，实现互感器自动传 输、自动接线、自动检定、自动分拣、自动贴标、自动装箱、自动入库等操作，同时对互感器进 行外观检查、绝缘电阻测量、工频耐压试验、二次匝间绝缘强度试验、误差检定试验和磁饱 和裕度试验等。省级计量中心的生产调度平台管理互感器自动化检定系统的存储量和检定 结果等多方面信息。
[0041] 自动化检定系统的工作过程主要包括：
[0042] ①：接收生产调度平台下发的检定任务，包括要检定互感器的型号，数量等信息。
[0043] ②：接收检定任务后向仓库申请要检定的互感器型号、数量等信息的出库任务请 求，并核对仓库的出库信息。
[0044] ③：设备检定，向生产调度平台上传检定结果。
[0045] 2、国网计量体系运行管理系统；
[0046] 由检定、仓储、配送模块，现场运行管理模块，计量体系管理模块，计量器具收发管 理模块组成，通过对国网公司各类计量生产运营数据进行集中，对计量生产关键指标、计量 体系建设、工作质量、服务质量、业务执行以及用电信息采集应用和建设情况等进行全面管 控和集中监督。
[0047] 3、省级计量中心生产调度平台；
[0048] 由生产管理、生产监控、生产分析、生产维护等相关业务功能模块组成，接受业务 系统派发的工单，将工单转化成具体操作指令，控制自动化检定系统和智能化仓储系统完 成检定和仓储等工作任务。
[0049] 4、智能仓储系统；
[0050] -种基于自动仓储技术和现代化物流系统的智能化仓储设施，用以实现低压电流 互感器等计量器具仓储过程自动装（拆）箱、自动搬运、自动盘点、自动出入库和自动定位 等智能化管理。
[0051] 二、本发明提出的一种低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源方法，采用基 于网络的远程校准法对低压电流互感器进行量值溯源。
[0052] 1、量值溯源；
[0053] 指的是通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的 值能够与规定的参考标准（通常是国家计量基准或国际计量基准）联系起来的特性，称为 量值溯源。
[0054] 量值溯源等级图，表明了测量仪器的计量特性与给定量的计量基准之间关系的一 种代表等级顺序的框图。实现量值溯源的最主要的技术手段是校准和检定。
[0055] 2、传递标准；
[0056] 指的是在测量标准相互比较中用作媒介的测量标准。
[0057] 3、如图1所示，上述网络包括连接于国网计量体系运行管理系统和省级计量中心 的生产调度平台之间的通信网络，以及该生产调度平台和自动化检定系统之间的通信网 络。
[0058] 自动化检定系统对低压电流互感器的准确度等级检定后，将检定结果发送到生产 调度平台；省级计量中心将该鉴定结果发送到国网计量体系运行管理系统。
[0059] 本实施例中，校准数据通过网络逐级传递，具体为将与低压电流互感器的准确度 等级相应的校准数据按照由高等级到低等级的顺序逐级下发到国网计量系统、省级计量中 心和自动化检定系统。其中，校准用传递标准的量限与自动化检定系统的常用量限相同，其 准确度优于〇. 02S级，外形尺寸符合自动化检定系统的传输、接拆线和测试要求。
[0060] 三、本发明提出了一种低压电流互感器自动化检定系统的监测方法，该方法用统 计法监测自动化检定系统输出的低压电流互感器的测试数据，并依据测试数据对低压电流 互感器进行风险预警；其中，测试数据包括低压电流互感器的比值差和相位差。
[0061] 自动化检定系统定时对低压电流互感器的核查样品进行检定测试,并将测试数据 发送到省级计量中心的生产调度平台；生产调度平台的数据处理模块计算测试数据的平均 值和标准偏差，并依据计算结构构建测试数据的平均值控制图和标准偏差控制图，最后通 过平均值控制图和标准偏差控制图核查测试数据，以判断自动化鉴定系统是否工作正常。 其中，定时的时间间隔为固定的时间周期或者固定的低压电流互感器检定数量。
[0062] 本实施例中，所用低压电流互感器核查样品的量限与自动化检定系统的常用量限 相同，其准确度优于0. 2S级，外形尺寸满足计量用低压电流互感器技术规范Q-GDW572的要 求，具有良好的稳定性。
[0063] 如图3所示，上方法监测低压电流互感器自动化检定系统的监测装置，包括设置 在省级计量中心生产调度平台的上位机和设置在自动化检定系统的下位机；
[0064] 上位机，用于管理低压电流互感器的核查任务，并统计分析下位机发送的低压电 流互感器核查样品的测试数据；下位机，执行所述核查任务。
[0065] 上位机包括核查任务管理模块、数据接收模块和数据处理模块；
[0066] ①：核查任务管理模块，用于制定低压电流互感器的核查任务，并将核查任务下发 的下位机中；制定核查任务的方法包括：
[0067] 方式一：下位机控制自动化检定系统每次经过相同的时间周期后对低压电流互感 器进行一次检定；
[0068] 方式二：将低压电流互感器分为N组，每组包括M台低压电流互感器，下位机控制 自动化检定系统对一组低压电流互感器检定完成后再检定下一组低压电流互感器，M和N均至少为1 ;
[0069] 上述方法即为自动化检定系统定时对低压电流互感器的核查样品进行检定测试。
[0070] ②：数据接收模块，用于接收低压电流互感器核查样品的测试数据。
[0071] ③：数据处理模块，计算测试数据的平均值和标准偏差，并依据计算结果构建测试 数据的平均值控制图和标准偏差控制图；依据平均值控制图和标准偏差控制图判断测试数 据是否正常：
[0072] 若测试数据正常则将其存储到数据库中；
[0073] 若测试数据异常则向省级计量中心生产调度平台发出预警信号。
[0074] 四、本发明提出的溯源方法的一个优选实施例为：
[0075] 国网计量中心将低压电流互感器的准确度等级的校准数据发送的省级计量中心， 同时国网计量体系运行管理系统将该校准数据发送到省级计量中心的生产调度平台。省级 计量中心收到校准数据后通过生产调度平台制定校准工作计划，将校准指令下发给各自动 化检定系统和智能仓储系统。自动化检定系统收到校准指令后，按照校准指令包含的校准 任务检定传递标准，检定完成后将检定结果上传至生产调度平台，由生产调度平台将检定 结果进一步上传至国网计量体系运行管理系统，国网计量中心接收该检定结果后判断测量 结果是否准确，若存在问题，则通知省级计量中心进行复检，重复上面的过程。
[0076] 溯源过程中不需要工作人员参与，即没有人为因素对检定结果的干扰，从而保证 了远程校准的质量。
[0077] 五、本发明提出的监测方法的一个优选实施例为：
[0078] 用统计法对选定的核查样品进行周期性测试并统计测试结果，依据计算结构构建 测试数据的平均值控制图和标准偏差控制图，以对自动化鉴定系统进行连续长期的统计控 制。
[0079] 运维人员根据实际生产运行情况制定合适的核查方案，包括核查时间、核查频度 和核查样品。省级计量中心的生产调度平台按照该核查方案下发监测任务、统计测试数据 以及判定核查结果是否合格。
[0080] 平均值控制图和标准偏差控制图的构建方法为：
[0081] 1、自动化检定系统对核查样品进行n次独立的重复测量，每次测量均包括对核查 样品的运输、接线、拆线等过程；将该n次测量的测量结果作为一个子组。
[0082] 2、每个一段时间间隔，重复步骤1，本实施例中共测量得到k个子组；该时间间隔 为固定的时间周期或者检测固定的低压电流互感器检定数量后进行下一次测量。
[0083] 3、计算每个子组的平均值J和标准偏差s，以及k个子组的平均值f和标准偏差 J〇
[0084] 4、计算平均值控制图的中心线CLS、控制上限和控制下限，计算公式分
【权利要求】
1. 一种低压电流互感器自动化检定系统的量值溯源方法，其特征在于，所述方法用基 于网络的远程校准法对所述低压电流互感器自动化检定系统进行量值溯源；校准数据通过 所述网络逐级传递。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络包括依次连接于国网计量体系运 行管理系统、省级计量中心生产调度平台和所述自动化检定系统之间的通信网络； 所述自动化检定系统对传递标准检定后，将检定结果发送到所述生产调度平台。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述低压电流互感器的所述校准数据按 照由高等级到低等级的顺序逐级下发到国网计量中心、省级计量中心和自动化检定系统。
4. 如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述传递标准的量限与自动化检定系统的 量限相同；所述传递标准的准确度大于〇. 02S级。
5. -种低压电流互感器自动化检定系统的监测方法，其特征在于，所述方法用统计法 监测所述检定系统输出的低压电流互感器核查样品的测试数据，并依据所述测试数据对低 压电流互感器进行风险预警；所述测试数据包括所述低压电流互感器的比值差和相位差。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述检定系统定时对低压电流互感器核查 样品进行检定测试，并将测试数据发送到省级计量中心的生产调度平台；所述生产调度平 台的数据处理模块统计计算所述测试数据的平均值和标准偏差，并依据计算结果构建所述 测试数据的平均值控制图和标准偏差控制图。
7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述定时的时间间隔为固定的时间周期或 者固定的低压电流互感器检定数量。
8. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，依据JJF1033-2008标准分别计算所述平均 值控制图和标准偏差控制图的中心线、控制上限和控制下限，并将控制上限和控制下限的 控制范围自上而下等分为6个区，其自上而下的第1个区和第6个区为风险预警区； 当所述测试数据处于平均值控制图的风险预警区时，则表明自动化检定系统受到不受 控的系统效应的影响；当所述测试数据处于标准偏差控制图的风险预警区时，则表明自动 化检定系统不受控的随机效应的影响。
9. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法监测所述低压电流互感器自动化 检定系统的监测装置包括设置在省级计量中心生产调度平台的上位机和设置在自动化检 定系统的下位机； 所述上位机，用于管理低压电流互感器的核查任务，并统计分析所述下位机发送的低 压电流互感器核查样品的测试数据； 所述下位机，执行所述核查任务。
10. 如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述上位机包括核查任务管理模块、数据 接收模块和数据处理模块； 所述核查任务管理模块，用于制定低压电流互感器的核查任务，并将所述核查任务下 发的下位机中；制定所述核查任务的方法包括： 方式一：所述下位机控制自动化检定系统每次经过相同的时间周期后对低压电流互感 器进行一次检定； 方式二：将低压电流互感器分为N组，每组包括M台低压电流互感器，所述下位机控制 自动化检定系统对一组低压电流互感器检定完成后再检定下一组低压电流互感器，所述M 和N均至少为1 ; 所述数据接收模块，用于接收所述低压电流互感器核查样品的测试数据； 所述数据处理模块，计算所述测试数据的平均值和标准偏差，并依据计算结果构建所 述测试数据的平均值控制图和标准偏差控制图；依据平均值控制图和标准偏差控制图判断 所述测试数据是否正常，若测试数据正常则将其存储到数据库中，若测试数据异常则向省 级计量中心生产调度平台发出预警信号。
【文档编号】G01R35/02GK104330759SQ201410638553
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】岳长喜, 刘浩, 项琼, 雷民, 章述汉, 朱凯, 王欢, 汪泉, 王雪 申请人:国家电网公司, 中国电力科学研究院, 国网浙江省电力公司