[发明专利]一种智能电能表方波影响试验方法

权利要求书

1.一种智能电能表方波影响试验方法，其特征在于，所述方法的步骤为：

(1)根据被检表的规格，标准功率源电压输出端输出有效值为参比电压U_N的正弦电压信号，标准功率源电流输出端输出有效值为标定电流I_b的正弦电流信号，上述正弦电压信号和正弦电流信号同相位，即功率因数为1且频率均为参比频率f₀＝50Hz；

(2)用被检电能表输出的脉冲控制标准表计数来确定被检表的相对误差，相对误差γ_base按下式计算：

式中：m为标准电能表实测脉冲数；m₀为算定脉冲数，按下式计算：

式中：N为被检表低频或高频脉冲数；C₀为标准表的仪表常数，imp/kWh；C_L为被检表的仪表常数，imp/kWh；K_I、K_U分别为标准表外接的电流、电压互感器的变比；

(3)以设定的步长Δf改变步骤(1)所述正弦电压信号和正弦电流信号的频率，得到n个范围为0.98f₀～1.02f₀的频率点；

(4)按照步骤(2)所述的方法，得到频率改变时对应的被检表相对误差(1≤i≤n)；

(5)得到频率改变时被检表相对误差改变值其中相对误差改变值的最大值记为γ_f；

(6)标准功率源停止输出正弦电压信号和正弦电流信号；

(7)标准功率源的电压输出端和电流输出端分别输出方波电压信号和方波电流信号，所述的方波电压信号满足

其中，f₀为基波频率，分别为电压各次谐波的幅值和相角；

设置要求如下：

所述的方波电流信号满足

其中，f₀为基波频率，分别为电流各次谐波的幅值和相角；

设置要求如下：

(8)按照步骤(2)所述的方法，得到方波影响下被检表相对误差γ_q；

(9)得到方波影响下被检表相对误差改变值Δγ_q＝γ_q-γ_base；

(10)标准功率源停止输出方波电压信号和方波电流信号；

(11)标准功率源电流输出端输出有效值为标定电流I_b的正弦电流信号，上述正弦电压信号和正弦电流信号同相位，即功率因数为1且频率均为参比频率f₀＝50Hz，以步长ΔU改变标准功率源电压输出端输出的正弦电压信号的有效值，使其在0.9U_N～1.1U_N范围内变化，得到m个测量点对应的被检表相对误差(1≤i≤m)；

(12)得到电压改变时被检表相对误差改变值其中相对误差改变值的最大值记为γ_U；

(13)得到被测表在频率、电压及方波综合影响下的相对误差

(14)将γ与设置的误差限γ_max比较，若满足γ≤γ_max，则被测表满足要求；若不满足γ≤γ_max，则被测表不满足要求。

2.根据权利要求1所述的一种智能电能表方波影响试验方法，其特征在于，所述方法实现的一种智能电能表方波影响试验装置包括标准功率源和标准表；所述标准表与被检表的电压线路并联，标准表与被检表的电流线路串联；所述标准功率源的电压端直接连接被检表的电压端；标准功率源的I₊电流端直接连接被检表相应电流端，标准功率源的I_电流端通过标准表连接被检表；标准功率源用于产生试验所需的电压和电流信号；用被检电能表输出的脉冲控制标准电能表计数来确定被检电能表的相对误差。

3.根据权利要求1所述的一种智能电能表方波影响试验方法，其特征在于，所述标准表对方波信号进行功率计量的具体步骤如下：

(a)设方波信号为其中，f₀为基波频率A_i，θ_i分别各次谐波的幅值和相角；

(b)用采样频率f_s对信号x(t)进行采样后得到x(n)；

(c)用H阶最大旁瓣衰减窗w(n)对x(n)进行截断得到x_w(n)，其中n为截断点数且n＝0,1,…,N-1,N；

(d)将x_w(n)进行相关的变换并忽略负频率可得其中|W()|为H阶最大旁瓣衰减窗w(n)的变换式，该变换式满足：

(e)由于非同步采样和栅栏效应的存在，步骤(d)中的ν_i可表示为ν_i＝k_i+δ_i；其中，k_i为最大谱线所在位置，可通过最大谱线搜索得到；δ_i满足-0.5≤δ_i<0.5，可通过三谱线插值算法计算得到；

(f)将步骤(d)中的|X_w(k_i)|代入化简过后可得：

(g)通过步骤(f)，进一步得到第i次谐波的频率f_i为

(h)将步骤(d)中的W(k)代入可得第i个分量幅值为第i个分量相角可以表示为θ_i＝Phase{X_w(k_i)}-πδ_i+π/2；

(i)计算得到第i次谐波的电压幅值相角电流幅值和相角则第i次谐波产生的电能为

(j)标准表得到的总的平均功率P＝P₁+P₃+P₅+P₇+P₁₁+P₁₃，其中，P₁、P₃、P₅、P₇、P₁₁、P₁₃分别为同频率的1、3、5、7、11、13次方波电压信号和方波电流信号产生的功率。