CN103675749A - 电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置，其特征在于，包括第一整流二极管、第二整流二极管、一只平衡阻抗负载、一只标准电能表及单片机，标准电能表的电流输出经第一整流二极管整流后接入被试电能表电流输入端，被试电能表的电流输出经第二整流二极管整流后接入平衡阻抗负载的电流输出端，标准电能表的电流输出端连接至平衡阻抗负载的电流输入端，标准电能表和被试电能表的计量结果输出至单片机进行比较。本发明装置可以用于电能表在直流和偶次谐波状态下计量性能的检测，该方法可用于单、三相电能表。测量结果均满足GB/T17215.321要求，准确率为100%，达到预期目标。
Description
技术领域
本发明是针对电能表在复杂用电环境中的抗干扰和容噪能力（即在复杂环境中的计量精度）的性能检测装置，主要测试电能表在直流和偶次谐波影响下的检测精度，属于电能表性能检测技术领域。
背景技术
我国电网覆盖面大、结构复杂，再加上非线性电力电子元件和设备（包括电容、电感等有源元件，以及荧光灯、高压汞灯、高压钠灯等气体放电灯及交流电动机、电焊机变压器和感应电炉等设备）在电力系统及线路中的广泛使用，会产生大量的高次谐波。
高次谐波的危害：电力系统中的高次谐波所带来的负面效应使导线等效截面变小，增加线路损耗（谐波电流趋肤效应）；使供电电压产生畸变，影响电网上其他各种电器设备的正常工作，导致自动装置的误动作；引起公用电网中局部谐振，造成严重事故；同时严重影响电能表计量的准确性，甚至对电能表造成破坏性的危害。
专利《一种智能电能表可靠性自动化检测装置》（申请号：201310105536.5）提出了一种智能电能表可靠性自动化检测装置，测量被试电能表的可靠性，该装置包括控制器、表位计算模块、测试电源功放模块、计算机、标准表及多功能试验仪连接，控制器分别与表位计算模块、测试电源功放模块及计算机连接，测试电源功放模块分别与标准表及多功能试验仪连接，表位计算模块、标准表、多功能试验仪及计算机分别与被试电能表连接。这种方法能够检测智能电能表的各项可靠性性能，但是无法测试电能表在直流和偶次谐波影响下的检测精度。
有鉴于此，有必要提供一种电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置及其检测方法，以填补现有技术的空白，测试电能表在直流和偶次谐波影响下的检测精度。
发明内容
本发明的目的是：针对现有技术的空白，本发明的目的是提供一种电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置及其检测方法，用于判定存在直流和偶次谐波的情况下电能表检测计量的准确性。
本发明所采用的技术方案是：一种电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置，其特征在于，包括第一整流二极管、第二整流二极管、一只平衡阻抗负载、一只标准电能表及单片机，标准电能表的电流输出经第一整流二极管整流后接入被试电能表电流输入端，被试电能表的电流输出经第二整流二极管整流后接入平衡阻抗负载的电流输出端，标准电能表的电流输出端连接至平衡阻抗负载的电流输入端，标准电能表和被试电能表的计量结果输出至单片机进行比较。
如上所述的电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置，其特征在于，第一整流二极管及第二整流二极管均选用参数为额定整流电流为100A，最大反向峰值电压为1200V的ZP型整流二极管，正向导通压降≤0.9V。
本发明的有益效果是：本发明装置可以用于电能表在直流和偶次谐波状态下计量性能的检测，该方法可用于单、三相电能表。测量结果均满足GB/T 17215.321要求，准确率为100%，达到预期目标。
附图说明
图1 是本发明电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置的电路原理图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。
如图1所示，本发明提供的电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置，包括第一整流二极管、第二整流二极管、一只平衡阻抗负载、一只标准电能表及单片机。标准电能表的电流输出经第一整流二极管整流后接入被试电能表电流输入端，被试电能表的电流输出经第二整流二极管整流后接入平衡阻抗负载的电流输出端，标准电能表的电流输出端连接至平衡阻抗负载的电流输入端，标准电能表和被试电能表的计量结果输出至单片机进行比较。
第一及第二整流二极管均选用参数为额定整流电流为100A，最大反向峰值电压为1200V的ZP型整流二极管，正向导通压降≤0.9V。
见图1所示, 在该电路的电流回路中，加入了一条平衡支路，其中Rb为平衡阻抗，值等于R被试表，二极整流管方向与被试表支路相反。整个电流回路的流向为：正弦基波流过标准表后经二极管整流，正半波流过被试表支路，负半波流经平衡负载支路再返回电流源。由于两支路的阻抗相等，在一个基波周期内流经标准表的电能量是流经被试表的两倍，因此在检定时被试表的电能量常数应设置为默认值的1/2，这样才能保证检定误差的准确。
平衡阻抗的选取，为了保证不同厂家、不同批次的电能表都适用，对各厂家同批次电能表的阻抗进行了调查：对各厂家同批次中3只送检电能表的电流回路容量进行了测试。同厂家、同批次的电能表的容量基本一致，即：在工作状态下电流回路的阻抗近似相等。所以选用与被试表同厂家、同批次、同时期的电能表作为其平衡阻抗就能满足要求。
本装置的特点及工作原理是：
1、采用二极管整流法产生所需波形。
工作原理：通过傅里叶分析和实验室模拟，50Hz的正弦波经整流二极管来滤掉正弦基波的负半波后其得到波形主要包含：基波、偶次谐波分量和直流三种成分，基本满足测试要求。
2、在电路上采用分流法，保证了标准电能表在正常波形下工作，完成被测电能表与标准电能表的对比，较简单实现了被测电能表在直流和偶次谐波下准确性的测试。
采用本发明的电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置其测试电路的构成特点是（如图1）：
1、为保证标准表测试精度，标准电能表电流回路不存在直流和偶次谐波电流。
2、被试电能表电流回路引入直流和偶次谐波，电流平衡支路进行阻抗匹配。
3、单片机读取标准表、被测表计量结果，进行分析比较。
4、电流和电压信号分开提供给电能表。
测试电路原理（如图1）所示在理论上半波的能耗应为全波的一半。即被测试计量值等与标准的二分之一。单片机实时读取标准表和和被测试值进行比较给出结果。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (2)
1.一种电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置，其特征在于，包括第一整流二极管、第二整流二极管、一只平衡阻抗负载、一只标准电能表及单片机，标准电能表的电流输出经第一整流二极管整流后接入被试电能表电流输入端，被试电能表的电流输出经第二整流二极管整流后接入平衡阻抗负载的电流输出端，标准电能表的电流输出端连接至平衡阻抗负载的电流输入端，标准电能表和被试电能表的计量结果输出至单片机进行比较。
2.根据权利要求1所述的电能表直流与偶次谐波状态下性能检测装置，其特征在于，第一整流二极管及第二整流二极管均选用参数为额定整流电流为100A，最大反向峰值电压为1200V的ZP型整流二极管，正向导通压降≤0.9V。
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