CN104698425A - 一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，包括步骤1：获取直流偶次谐波的正半周波形和负半周波形；步骤2：采样流过被测电能表单元后的正半周波形的电流值i₁，以及采样流过负载匹配装置中平衡阻抗后的负半周波形的电流值i₂；步骤3：判断电流值i₁和电流值i₂的有效值是否相等；若不相等，则负载匹配装置中微处理器调节平衡阻抗单元的阻值后返回步骤2。与现有技术相比，本发明提供的一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，采用对比正负半波电流有效值的策略，确保在使用任意电流源或接线方法时均能够正确匹配负载阻抗。

Description

一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法

技术领域

本发明涉及一种负载匹配方法，具体涉及一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法。

背景技术

随着电力电子技术在各工业部门和用电设备上的广泛应用，非线性负荷数量越来越多，容量也越来越大，谐波大量注入电网，使电力系统电压、电流波形发生严重的畸变。由于大多数仪器、仪表是针对工频正弦波设计的，因而造成指示数据不正确。电能计量是电网经济核算的依据，电能的计量精度直接关系到电力供需双方的经济效益和社会效益。确保电能计量的准确、可靠具有十分重要的意义。电能表是电能计量的核心部分和基本量具，其计量准确度直接关系到电能计量的精度。因此在电能表的检定过程中有直流和偶次谐波影响试验，以此来作为判定电能表计量准确度的方法之一。

根据计量标准要求，进行直流偶次谐波试验时需要接入一路负载匹配端，其阻抗应与被试表完全一致。以往在电能表检定装置上做直流和偶次谐波影响试验时，负载匹配端都是采用手动调试平衡阻抗，且每次只能检定1只电能表，由此看出此种方法不但不易匹配成功，而且效率低下。针对目前这种试验时出现的弊端，提出了一种电能表直流偶次谐波负载自动匹配方法，该方法能根据电能表检定装置上检定电能表数量的不同自动调节平衡阻抗，快速匹配成功，大大提高了检定效率，并有效的提高电能表检定的自动化程度。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，所述方法包括：

步骤1：获取所述直流偶次谐波的正半周波形和负半周波形；

步骤2：采样流过被测电能表单元后的正半周波形的电流值i₁，以及采样流过负载匹配装置中平衡阻抗后的负半周波形的电流值i₂；

步骤3：判断所述电流值i₁和电流值i₂的有效值是否相等；若不相等，则所述负载匹配装置中微处理器调节平衡阻抗单元的阻值后返回步骤2。

优选的，所述被测电能表单元由N个被测电能表串联组成，N至少为1；

优选的，所述平衡阻抗单元由M个平衡阻抗串联组成，每个平衡阻抗两端均并联有继电器，M至少为2；

优选的，所述平衡阻抗为锰铜片，每个平衡阻抗的阻值均不相同；

优选的，所述步骤1中获取所述正半周波形和负半周波形包括：

步骤1-1：将标准电能表的一条支路通过全控型器件与被测电能表单元的输入端连接，所述全控型器件的阴极与所述输入端相连；将标准电能表的另一条支路也通过全控型器件与负载匹配装置的输入端连接，所述全控型器件的阳极与所述输入端相连；所述被测电能表单元的输出端与负载匹配装置相连；

步骤1-2：将与被测电能表单元连接的全控型器件导通，则所述正半周波形接入被测电能表单元；

将与负载匹配装置连接的全控型器件导通，则所述负半周波形接入负载匹配装置；

优选的，所述步骤2中采样所述电流值i₁和电流值i₂包括：

步骤2-1：将所述负载匹配装置中的第一采样电阻接入被测电能表单元的输出端，第二采样电阻接入所述平衡阻抗的输出端；

步骤2-2：采集流过所述第一采样电阻和第二采样电阻两端的电流信号，从而确定所述电流值i₁和电流值i₂的电流波形；

优选的，所述步骤3包括：

步骤3-1：所述负载匹配装置的计量单元计算所述电流值i₁的电流有效值I₁和电流值i₂的电流有效值I₂，并将计算结果发送到微处理器；

步骤3-2：所述微处理器比较所述电流有效值I₁和电流有效值I₂：

若电流有效值I₁＞I₂，则微处理器计算实现电流有效值I₁＝I₂时需要减小的平衡阻抗值，并依据所述平衡阻抗值向平衡阻抗单元发送继电器闭合指令，短路平衡阻抗，从而增大所述电流有效值I₂；

若I₁＜I₂，则微处理器计算实现电流有效值I₁＝I₂时需要增大的平衡阻抗值，并依据所述平衡阻抗值向平衡阻抗单元发送继电器断开指令，从而减小所述电流有效值I₂。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、现有技术中直流偶次谐波试验负载匹配端采用同被试电能表相同型号电能表匹配阻抗，该方法繁琐且效率较低，本发明提供的电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，采用负载自动匹配法，能够排除人工及接线方式的干扰，自动匹配负载端阻抗，试验稳定性、可靠性得到大大增强；

2、本发明提供的电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，采用对比正负半波电流有效值的策略，确保在使用任意电流源或接线方法时均能够正确匹配负载阻抗。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1：本发明实施例中一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法流程图；

图2：本发明实施例中电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法应用图。

具体实施方式

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。

本发明提供的一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，用于电能表直流偶次谐波影响量试验，该方法能够根据被检电能表的数量不同快速自动调节平衡阻抗，实现平衡阻抗的自动切换，避免人工手动调节，提高检定效率。

一、如图1所示，本实施例中负载自动匹配方法的具体步骤为：

(一)、获取直流偶次谐波的正半周波形和负半周波形。

如图2所示：

1、将标准电能表的一条支路通过全控型器件与被测电能表单元的输入端连接，全控型器件的阴极与被测电能表单元的输入端相连；将标准电能表的另一条支路也通过全控型器件与负载匹配装置的输入端连接，该全控型器件的阳极与被测电能表单元的输入端相连；被测电能表单元的输出端与负载匹配装置相连。

本实施例中被测电能表单元包括N个串联的被测电能表，N至少为1。

2、将与被测电能表连接的全控型器件导通，则正半周波形接入被测电能表；

将与负载匹配装置连接的全控型器件导通，则负半周波形接入负载匹配装置。

本实施例中通过PWM波控制全控型器件通断获取全波电流的正半波和负半波，具有响应速度快，便于同其他类型波形试验整合。

(二)、采样流过被测电能表后的正半周波形的电流值i₁，以及采样流过负载匹配装置中平衡阻抗后的负半周波形的电流值i₂。

如图2所示：

1、将负载匹配装置中的第一采样电阻接入被测电能表单元的输出端，第二采样电阻接入平衡阻抗单元的输出端。

2、采集流过第一采样电阻和第二采样电阻两端的电流信号，从而确定电流值i₁和电流值i₂的电流波形。

(三)、判断电流值i₁和电流值i₂的有效值是否相等；若不相等，则负载匹配装置中微处理器调节平衡阻抗单元的阻值后返回步骤(二)，重新进行电流采样，具体为：

1、负载匹配装置的计量单元计算电流值i₁的电流有效值I₁和电流值i₂的电流有效值I₂，并将计算结果发送到微处理器。

2、微处理器比较电流有效值I₁和电流有效值I₂：

(1)若电流有效值I₁＞I₂，则微处理器计算实现电流有效值I₁＝I₂时需要减小的平衡阻抗值，并依据该平衡阻抗值向平衡阻抗单元发送继电器闭合指令，短路平衡阻抗，从而增大电流有效值I₂。

(2)若I₁＜I₂，则微处理器计算实现电流有效值I₁＝I₂时需要增大的平衡阻抗值，并依据该平衡阻抗值向平衡阻抗单元发送继电器断开指令，从而减小电流有效值I₂。

本实施例中平衡阻抗单元由M个平衡阻抗串联组成，每个平衡阻抗两端均并联有继电器，M至少为2。其中，平衡阻抗为锰铜片，每个平衡阻抗的阻值均不相同，锰铜片的最小精度为0.5mΩ。

二、如图2所示，当被测电能表单元和负载匹配装置中接入A相电流时，具体检测过程为：

1、谐波发生装置控制全控型器件D1和全控型器件D2导通，截取正半周波形IA+接入被测电能表单元，负半周波形IA-接入负载匹配装置，二者在被测电能表单元和负载匹配装置的连接端结合形成回流。

2、通过第一采样电阻采集流过被测电能表单元的电流信号，通过第二采样电阻采集流过负载匹配装置的电流信号，将上述电流信号转换为电压信号后发送到负载匹配装置中的计量单元。

3、计量单元计算上述两路电流信号的有效值，并将该有效值计算结果发送到负载匹配装置中的微处理器。微处理器比较正负半波电流有效值，向负载匹配装置中的平衡阻抗单元发送继电器闭合或断开指令。

4、当继电器动作后30秒，微处理器重新进行电流有效值比较，直至正负半周电流有效值相差不超过万分之五时停止，并发出匹配成功信号，以便记录试验数据。

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (7)

1.一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：获取所述直流偶次谐波的正半周波形和负半周波形；

步骤2：采样流过被测电能表单元后的正半周波形的电流值i₁，以及采样流过负载匹配装置中平衡阻抗后的负半周波形的电流值i₂；

步骤3：判断所述电流值i₁和电流值i₂的有效值是否相等；若不相等，则所述负载匹配装置中微处理器调节平衡阻抗单元的阻值后返回步骤2。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述被测电能表单元由N个被测电能表串联组成，N至少为1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述平衡阻抗单元由M个平衡阻抗串联组成，每个平衡阻抗两端均并联有继电器，M至少为2。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述平衡阻抗为锰铜片，每个平衡阻抗的阻值均不相同。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中获取所述正半周波形和负半周波形包括：

步骤1-1：将标准电能表的一条支路通过全控型器件与被测电能表单元的输入端连接，所述全控型器件的阴极与所述输入端相连；将标准电能表的另一条支路也通过全控型器件与负载匹配装置的输入端连接，所述全控型器件的阳极与所述输入端相连；所述被测电能表单元的输出端与负载匹配装置相连；

步骤1-2：将与被测电能表单元连接的全控型器件导通，则所述正半周波形接入被测电能表单元；

将与负载匹配装置连接的全控型器件导通，则所述负半周波形接入负载匹配装置。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中采样所述电流值i₁和电流值i₂包括：

步骤2-1：将所述负载匹配装置中的第一采样电阻接入被测电能表单元的输出端，第二采样电阻接入所述平衡阻抗的输出端；

步骤2-2：采集流过所述第一采样电阻和第二采样电阻两端的电流信号，从而确定所述电流值i₁和电流值i₂的电流波形。

7.如权利要求1或3所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：

步骤3-1：所述负载匹配装置的计量单元计算所述电流值i₁的电流有效值I₁和电流值i₂的电流有效值I₂，并将计算结果发送到微处理器；

步骤3-2：所述微处理器比较所述电流有效值I₁和电流有效值I₂：

若电流有效值I₁＞I₂，则微处理器计算实现电流有效值I₁＝I₂时需要减小的平衡阻抗值，并依据所述平衡阻抗值向平衡阻抗单元发送继电器闭合指令，短路平衡阻抗，从而增大所述电流有效值I₂；

若I₁＜I₂，则微处理器计算实现电流有效值I₁＝I₂时需要增大的平衡阻抗值，并依据所述平衡阻抗值向平衡阻抗单元发送继电器断开指令，从而减小所述电流有效值I₂。