CN104316896A - 一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法 - Google Patents

一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法 Download PDF

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Abstract

一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法，所述实现两路阻抗的自动平衡，采用运放OP07检测被检表两端的压降，该电压反映被检表阻抗；还用运放OP07检测平衡线路两端的压降，也就是场效应管两端的电压降，该电压反映平衡线路两端的阻抗；将两路的电压送给比较器比较，比较器可用运放OP07实现，比较器将反映两路阻抗的电压进行比较，将比较结果输出一个控制电压接到场效应管IRFP250的栅极，也就控制了场效应管的导通阻抗，通过这一闭环的自动控制，可使平衡阻抗与被检表阻抗相等，从而实现平衡线路与被检表线路两路阻抗的自动平衡。本发明适用于对电能表进行直流和偶次谐波影响下的误差检定。

Description

一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法
  
技术领域    
    本发明涉及一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法，属电力计量技术领域。
背景技术    
随着科学技术的发展，大量新型非线性电力电子设备得到了广泛的应用，与此同时，它们也向电网注入了谐波等各种电磁干扰。谐波对电能表计量准确度的影响日益受到人们的重视。国家标准GB/T 17215.321-2008 交流电测量设备 特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和2级）8.2.3条要求对电能表进行直流和偶次谐波影响试验，并提供了参考试验线路，其简图如图1所示，要求在特殊谐波波形下测得的电表百分误差改变量不应超过规定的改变量极限。
针对以上国标要求，电能表检定装置的电源需要能够输出符合国标要求的直流和偶次谐波波形，目前国内外的源无法产生此特殊波形或者产生了波形却提供不了足够的驱动能力，无法满足电能表检定的需要。 
直流和偶次谐波试验线路要求平衡阻抗与被检表阻抗严格相等，否则产生的波形就达不到要求，达不到测量的准确性。 
之前通用的阻抗匹配方法是手动方式，具体方法是：手动接一个与被检表阻抗相等的阻抗或与被检表同型号的表为平衡阻抗做试验，由于被检表的阻抗各不相同，连接导线的阻抗也不能确定，所以手动接阻抗的方法操作繁琐，试验结果也不准确。为了达到平衡阻抗与被检表阻抗严格相等，目前都采用单表检定，且多采用与被检表同型号的表当平衡阻抗，测试导线也要严格相同，但是两个回路接线的连接不可能完全一致，即使两个回路的阻抗有几毫欧的差值都会造成输出波形达不到试验要求，所以需要一种能根据被检表的阻抗大小来自动调节平衡阻抗大小的方法。 
发明内容    
本发明的目的是，为了解决目前无法产生标准特殊波形，无法满足电能表检定需要的问题，本发明提出一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法。
本发明的技术方案是，本发明方法对被检表和平衡阻抗产生的压降进行检测，输出给比较器比较两个压降的大小，根据比较结果，去控制平衡线路的场效应管的栅极电压，从而控制场效应管的导通电阻，使平衡阻抗与被检表阻抗严格相等，实现两路阻抗的自动平衡。 
本发明方法为了实现两路阻抗的自动平衡，采用运放OP07检测被检表两端的压降，该电压反映被检表阻抗；还用运放OP07检测平衡线路两端的压降，也就是场效应管两端的电压降，该电压反映平衡线路两端的阻抗；将两路的电压送给比较器比较，比较器可用运放OP07实现，比较器将反映两路阻抗的电压进行比较，将比较结果输出一个控制电压接到场效应管IRFP250的栅极，也就控制了场效应管的导通阻抗，通过这一闭环的自动控制，可使平衡阻抗与被检表阻抗相等，从而实现平衡线路与被检表线路两路阻抗的自动平衡。 
本发明采用低噪声、宽范围差动运算放大电路，对被检表线路和平衡电阻线路电压的进行检测。 
本发明的压降比较器采用稳定差动比较电路，可防止自激产生。 
本发明的工作原理是，电流源输出正弦波形电流通过两个整流二极管分两路，一路是直流和偶次谐波给被检表，另一路经平衡阻抗旁路掉，这里平衡阻抗一定要与被检表阻抗相等才行，否则直流偶次谐波不准确。为了使平衡阻抗与被检表阻抗相等，采用图2所示的闭环反馈控制方法，只要使平衡阻抗和被检表产生的压降相等，这两路的阻抗就一定相等。 
本发明的有益效果是， 
本发明提出的负载自动平衡的方法能够产生国家标准GB/T 17215.321-2008 交流电测量设备 特殊要求第21部分：静止式有功电能表（1级和2级）8.2.3条要求的标准的直流和偶次谐波波形，实现了在直流和偶次谐波影响下对电能表进行误差检定试验。相比于手动接平衡阻抗的方法，本方法产生的波形更准确，操作更简便。
本发明适用于对电能表进行直流和偶次谐波影响下的误差检定。 
附图说明    
图1为现有直流和偶次谐波参考试验线路图；
图2为本发明直流和偶次谐波试验线路负载自动平衡原理图；
图3为被检表线路电压的检测原理图；
图4为平衡阻抗线路电压检测原理图；
图5为比较器稳定差动比较电路图；
图中，11是接被检表压降检测输出；12是接平衡线路压降检测输出；13是接场效应管栅极。
具体实施方式
本发明的具体实施方式如图2所示。 
在直流和偶次谐波影响下进行电能表误差检定按图2实施。 
被检表和平衡阻抗分别串联一个整流二极管并联后，连接在电流源与标准表的串联电路上；被检表和平衡阻抗的两端分别连接一个运放OP07，两个运放OP07的输出端分别连接一个比较器的输入端；比较器的输出端连接场效应管IRFP250的栅极控制场效应管的导通阻抗，即平衡阻抗。 
本实施例为了实现使平衡阻抗与被检表阻抗相等，首先用运放OP07检测被检表两端的压降，该电压反映被检表阻抗，还用运放OP07检测平衡线路两端的压降，也就是场效应管两端的电压降，该电压反映平衡线路两端的阻抗，将两路的电压送给比较器比较，比较器可用运放OP07实现，比较器将反映两路阻抗的电压进行比较，将比较结果输出一个控制电压接到场效应管IRFP250的栅极，也就控制了场效应管的导通阻抗，通过这一闭环的自动控制，可使平衡阻抗与被检表阻抗相等，这样就实现了平衡线路与被检表线路两路阻抗的自动平衡。 
本实施例被检表线路和平衡阻抗线路电压的检测采用低噪声、宽范围差动运算放大电路，对被检表线路和平衡电阻线路电压的进行检测。如图3和图4所示。 
本实施例的压降比较器采用稳定差动比较电路，可防止自激产生，如图5所示。 
   

Claims (3)

1.一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法，其特征在于，所述实现两路阻抗的自动平衡，采用运放OP07检测被检表两端的压降，该电压反映被检表阻抗；还用运放OP07检测平衡线路两端的压降，也就是场效应管两端的电压降，该电压反映平衡线路两端的阻抗；将两路的电压送给比较器比较，比较器可用运放OP07实现，比较器将反映两路阻抗的电压进行比较，将比较结果输出一个控制电压接到场效应管IRFP250的栅极，也就控制了场效应管的导通阻抗，通过这一闭环的自动控制，可使平衡阻抗与被检表阻抗相等，从而实现平衡线路与被检表线路两路阻抗的自动平衡。
2.根据权利要求1所述一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法，其特征在于，所述平衡线路与被检表线路的检测采用低噪声、宽范围差动运算放大电路。
3.根据权利要求1所述一种在直流和偶次谐波影响下电能表误差检定方法，其特征在于，所述比较器的压降检测采用稳定差动比较电路，可防止自激产生。
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