CN201600446U - 采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置。它具有结构简单，使用方便，成本较低等优点，其结构为：它包括谐波功率源，谐波功率源将谐波电压和谐波电流送入被检电能表，被检电能表将电能表脉冲送入光电采样器，光电采样器与误差运算器连接，同时误差运算器采集标准测时器时间信号，通过计算机软件控制，能够自动检测谐波条件下电能表误差。

Description

采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置

技术领域

本实用新型涉及一种采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置。

背景技术

近几年来，随着科学技术进步，新型用电设备不断投入使用，大量谐波源设备接入电网，使电网受到严重“污染”，对电能质量、继电保护及自动装置、电能计量准确性、系统无功补偿等产生严重干扰与影响，对电网安全运行和广大用户安全用电构成极大威胁。

为了研究谐波条件下对电能表误差的影响，传统是用标准表法检测谐波条件下电能表误差，即将标准电能表测定含有谐波的电能与被检表测定含有谐波的电能相比较，即能确定被检表的相对误差。采用该方法的前提是必须保证标准电能表在谐波条件下误差准确，而目前我国国内尚未开展在谐波条件下检定标准电能表的量传工作，标准电能表在谐波条件下误差不能溯源。该方法存在不能量值溯源的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决国内检测谐波条件下电能表误差的量值溯源问题，提供一种具有结构简单，使用方便，成本较低等优点的采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置，它包括谐波功率源，谐波功率源将谐波电压和谐波电流送入被检电能表，被检电能表将电能表脉冲送入光电采样器，光电采样器与误差运算器连接，同时误差运算器采集标准测时器时间信号，并接受计算机控制。

采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置的检测方法，它采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差，即用谐波功率源调定含有谐波的恒定功率，同时用标准测时器测量被检表累计电能所需的时间，这时间与含有谐波的恒定功率的乘积为实测电能值，再与被检表累计的电能值相比较，即能确定被检表的相对误差。

它采用固定低频脉冲数N测量时间的瓦秒法检定，被检表的相对误差γ(％)按(1)式计算：

$\mathrm{\γ}=\frac{t^{\′}-t}{t}\×100+{\mathrm{\γ}}_w$ 公式(1)

式中：γ_w--谐波功率源的已定系统误差％，不需修正时γ_w＝0；

t--实测时间(s)，即被检表在含有谐波的恒定功率下输出N的低频脉冲时，标准测时器测定的时间；

t′--算定时间(s)，即假定被检表没有误差时，在含有谐波的恒定功率下输出N个低频脉冲所需要的时间，按(2)式计算：

$t^{\′}=\frac{3.6\×{10}^6\·N}{C_L\·P}---\left(s\right)$ 公式(2)

式中：

N--选定的低频脉冲数；

C_L--被检表的低频脉冲常数pL/kW·h；

p--含有谐波的恒定功率，谐波功率源的设定值(W)。

本实用新型采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置，它采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差，即用谐波功率源调定含有谐波的恒定功率，同时用标准测时器测量被检表累计电能所需的时间，这时间与含有谐波的恒定功率的乘积为实测电能值，再与被检表累计的电能值相比较，即能确定被检表的相对误差。

本实用新型的有益效果是：1.该装置首次解决了国内检测谐波条件下电能表误差的量值溯源问题。2.该装置不需要标准电能表，因此性能价格比较高。3.该装置可以在实验室模拟现场各种谐波条件下的电能表误差检测工作，有较好的应用推广前景。目前我国国内早已开展谐波功率源和标准测时器的量传工作，该装置首次解决了国内检测谐波条件下电能表误差的量值溯源问题，有较好的应用推广前景。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，1.谐波功率源，2.被检电能表，3.光电采样器，4.标准测时器，5.误差运算器，6.计算器机。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。

图1中，它包括谐波功率源1，谐波功率源1将谐波电压和谐波电流送入被检电能表2，被检电能表2将电能表脉冲送入光电采样器3，光电采样器3与误差运算器5连接，同时误差运算器5采集标准测时器4时间信号，并接受计算机控制6。

采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置的检测方法为：它采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差，即用谐波功率源调定含有谐波的恒定功率，同时用标准测时器测量被检表累计电能所需的时间，这时间与含有谐波的恒定功率的乘积为实测电能值，再与被检表累计的电能值相比较，即能确定被检表的相对误差。

采用固定低频脉冲数N测量时间的瓦秒法检定，被检表的相对误差γ(％)按(1)式计算：

$\mathrm{\γ}=\frac{t^{\′}-t}{t}\×100+{\mathrm{\γ}}_w$ 公式(1)

式中：γ_w--谐波功率源的已定系统误差％，不需修正时γ_w＝0；

t--实测时间(s)，即被检表在含有谐波的恒定功率下输出N的低频脉冲时，标准测时器测定的时间；

t′--算定时间(s)，即假定被检表没有误差时，在含有谐波的恒定功率下输出N个低频脉冲所需要的时间，按(2)式计算：

$t^{\′}=\frac{3.6\×{10}^6\·N}{C_L\·P}---\left(s\right)$ 公式(2)

式中：

N--选定的低频脉冲数；

C_L--被检表的低频脉冲常数pL/kW·h；

p--含有谐波的恒定功率，谐波功率源的设定值(W)。

本实用新型中原理框图中各部分的主要功能：

1、谐波功率源

能够产生纯正弦波功率、工频20次以内的谐波电压及谐波电流，可以真实模拟现场电力谐波的实际情况。谐波功率源将谐波电压和谐波电流送入被检电能表，使被检电能表在谐波条件下运行。

我们采用了美国FLUKE公司的6101A谐波功率标准源，可以产生纯正弦波功率、工频50次以内的谐波电压及谐波电流，可以真实模拟现场电力谐波的实际情况。

2.光电采样器

能够检测各种被检电能表输出的电能脉冲后，输入误差运算器。

我们采用了德国EMH公司的SH2003型光电采样器，能够检测国内外各种被检电能表输出的电能脉冲。

3.标准测时器

能够检测被检电能表输出的N个低频电能脉冲脉冲所需要的时间。

我们采用了郑州三晖电气有限公司的GT2000型标准测时器。

4.误差运算器

能够接收光电采样器检测被检电能表输出的电能脉冲，以及同时接收标准测时器检测被检电能表输出的N个低频电能脉冲脉冲所需要的时间，从而进行电能表误差计算。

我们采用了郑州三晖电气有限公司的JS1误差型运算器。

5.计算机

能够通过专门开发的计算机软件，控制误差运算器自动检测谐波条件下电能表误差。

我们采用了美国戴尔公司755型商用电脑。

原理框图中各部分的器件，国内外厂家均有产品供应，用户可以根据本专利，结合自己的实际需求，进行不同精度的配置。我们研制的采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置，属于国内首次高精度配置。

例1电气化铁路牵引机车通过时谐波模拟试验工作原理

某电气化牵引机车通过时的基波电压、电流及功率因数见表1，谐波电压、电流及相角见表2。将表1和表2的数据输入到6101A型谐波功率源，谐波功率源将输出谐波电压和谐波电流送入被检电能表，被检电能表输出的电能脉冲由光电采样器检测后送入误差运算器。误差运算器接收光电采样器检测被检电能表输出的电能脉冲，以及同时接收标准测时器检测被检电能表输出的N个低频电能脉冲脉冲所需要的时间。计算机按照公式(1)和公式(2)，，控制误差运算器自动检测谐波条件下电能表误差见表3。

表1：基波电压、电流及功率因数

	电压(V)	电流(A)	功率因数
				A相	61.017	0.713	0.880
B相	61.531	0.045	0.187
				C相	61.288	1.062	0.868

表2：谐波电压、电流及相角

谐波次	Ua95％	相角	Ia95％	相角	Ub95％	相角	Ib95％	相角	Uc95％	相角	Ic95％	相角
													数
3次	0.453	88.2	23.037	22.2	0.133	63.4	5.479	135	0.473	36.5	22.160	164
													5次	0.381	148	11.866	62.5	0.157	100	5.479	135	0.369	46.5	6.374	109
7次	0	0	0	0	0	0	0	0	0.299	8.13	4.797	100
													9次	0.13	167	2.576	131	0	0	0	0	0	0	0	0
11次	0.144	11.3	2.836	109	0.164	59	5.479	45	0.227	150	1.633	5.7

表3：某型电能表在基波和谐波条件下的误差

电能表的编号	基波误差(％)	谐波条件下误差(％)
			94191867	+0.00	+0.02

Claims (1)

1.一种采用瓦秒法检测谐波条件下电能表误差的装置，其特征是，它包括谐波功率源，谐波功率源将谐波电压和谐波电流送入被检电能表，被检电能表将电能表脉冲送入光电采样器，光电采样器与误差运算器连接，同时误差运算器采集标准测时器时间信号，通过计算机自动检测谐波条件下电能表的误差。