[实用新型]用于电能表直流和偶次谐波影响试验的负载自动匹配装置

说明书

技术领域

一种用于电能表直流和偶次谐波影响试验的负载自动匹配装置，属电能表计量技术领域。

背景技术

非线性用电设备的使用，会在电网中产生谐波，其对电能表的影响也越来越受到重视。针对几种典型的谐波类型，国家标准（GB/T17215.321-2008）提出了具体的谐波影响量试验方法和要求。其中，直流和偶次谐波影响量试验的目的是检测电流中的直流和偶次谐波对电能表计量特性的影响是否满足相应要求。试验中，标准表电流线路上的电流为全波，被检表电流线路上的电流为正半周导通且负半周截止的半波，匹配负载流过的电流为负半周导通且正半周截止的半波。平衡负载与被检表的电阻应相等，否则波形不满足要求，造成试验结果不准确。

为保证平衡电阻与被检表电阻相等，目前多采用手动的方法，使用与被检表同型号的被检表或电阻当平衡负载。由于试验时被检表的规格、型号和数量不相同，并且两个回路的导线连接不可能完全一致，因此每次试验都需重新调整匹配负载。传统方法具有操作不便、耗时长且测试结果不够准确的缺点。

公开号CN104698425公开了一种电能表直流偶次谐波试验的负载自动匹配方法，采用继电器和电阻并联的阵列作为匹配负载，通过控制继电器的闭合和关断，改变匹配负载的电阻值，以实现和被检测表电阻的匹配。试验时，继电器需不停动作直至匹配负载和被检表的电阻相等，继电器频繁动作易产生电弧且自动匹配耗时较长。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服了现有技术的不足，提供一种用于电能表直流和偶次谐波影响量试验的负载自动匹配装置，实现电能表直流和偶次谐波影响量试验中匹配负载和被检表电阻的快速、准确的自动匹配。

为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现：

一种用于电能表直流和偶次谐波影响试验的负载自动匹配装置，包括：电子负载单元、驱动电路、反相器、反馈电路单元、R11电阻、R12电阻和R13电阻。

所述电子负载单元和电阻R13串联，构成一条支路，电阻R11和电阻R12串联，构成另一条支路，二条支路并联为负载支路，负载支路的两个端点分别为I+和I-；反馈电路单元输入端11和27分别连接被检表的两端IM-和I+；反馈电路单元的输入端12和27分别连接二极管D2的阴极和I+；反馈电路单元的输入端13和14分别连接电阻R12的两端Fv+和I-，以取电阻R12两端的电压作为参考信号；反馈电路单元的输出端15和驱动电路输入端20连接；反相器的输入端16和17分别连接电阻R13的两端Fv-和I-，反相器的输出端18和驱动电路的输入端19连接，将电阻13二端的电压信号反相并输出；驱动电路的输出端21和22分别连接电子负载单元输入端28和29，电子负载单元一端口23和I+连接，电子负载单元另一端口24和Fv-连接。

所述反馈电路单元，包括：第一有效值转换器AD1、第二有效值转换器AD2、比较器A2、电容C2、电容C3、电阻R21、二极管D3、乘法器、电阻R22、电阻R23、电容C4、第二放大器A3和电阻R24。

第一有效值转换器AD1将被检表电流线路二端的交流电压信号转换成直流电压信号，第二有效值转换器AD2将匹配负载支路两端的交流电压信号转换成直流电压信号；电容C2和电容C3并联，且两端分别连接比较器A2的反相端和输出端；第一有效值转换器AD1和第二有效值转换器AD2的输出分别连接比较器A2的反相端和同相端，比较器A2的输出端经过电阻R21和二极管D3，连接到乘法器的一个输入端；从取样电阻R12上获取参考波形信号，以差分的形式传输到乘法器的输入端13和14；乘法器输出端经过电阻R22，连接到第二放大器A3的反相端，第二放大器A3的正相端接地；电阻R23和电容C4并联，且两端分别连接第二放大器A3的反向端和输出端；第二放大器A3的输出端与电阻R24连接。

反馈电路单元的作用是，被检表两端的电压信号反映了被检表的阻抗大小，匹配负载两端的电压信号反映了电子负载两端的阻抗大小；将被检表两端的电压和匹配负载支路（该支路包括电子负载单元、电阻R11、电阻R12和电阻R13）两端的电压接到反馈电路单元，反馈电路单元比较两者的电压大小，将被检表和匹配负载支路之间阻抗的匹配情况反馈给驱动电路。

所述驱动电路，包括：第三放大器A4、电容C7、电阻R41、电阻R42、第一开关S1、MOSFET管Q7、第四放大器A5、电容C8、电阻R43、电阻R44、第二开关S2和MOSFET管Q8。