[发明专利]电能表直流及偶次谐波影响试验的方法及交直流电能表测试装置

说明书

本发明公开了一种电能表直流及偶次谐波影响试验的方法及交直流电能表测试装置，交直流电能表测试装置包括数字电路、模拟信号采集电路和供电电源电路。该方法采用交直流电能表测试装置直接接入被试表的方式，交直流电能表测试装置的电流源采样端直接连接半波电流源，进行待测电能表的直流及偶次谐波影响试验。本发明提出的电能表直流及偶次谐波影响试验的方法中，被试表和交直流电能表测试装置测量的均是同一个电流，电流信号不存在分流问题，也不存在需要平衡阻抗的问题，从源头上解决了阻抗对称的调试问题。同时，采用线性恒流源作为输入电流源，对于波形畸变以及直流及各次谐波含量不标准问题也得到了改善。

技术领域

本发明涉及一种交流电测量设备的标准试验测试方法，尤其涉及一种电能表直流及偶次谐波影响试验的方法及交直流电能表测试装置。

背景技术

根据国标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)中的要求，静止式有功电能表需要通过直流及偶次谐波影响量试验。试验线路如图1所示，直流和偶次谐波试验的试验电流在整流前交流电流幅值为Imax/试验电流和试验电压的功率因数为1.0，1级表引起的误差变化不得超过3.0％，2级表引起的误差变化不得超过6.0％。直流及偶次谐波影响量试验的影响量表如下：

表1影响量表

使用图1中的试验线路进行测试，采用的是交流恒流源产生正弦波，两对二极管将正弦波分成正负两个半波。这种产生半波方式需要平衡阻抗，采用同型号电能表、同型号的二极管并引入电阻RB，从而使两个正负电流对称。因此，这种测试方法存在以下缺点：

1、很难阻保证正负半波回路的阻抗对称，对称的程度对误差测量的影响量多大不好评估。例如实际工作中被试表通过了30A的正半波电流，而平衡阻抗通过了29A的负半波电流。

2、试验线路中的交流恒流源受功率的限制(一般小于500W)，直接接入式电能表最大电流为60A或者100A，因此恒流源输出的电压幅值一般也就小于10V，不过由于有二极管的导通电压(一般为0.7V)存在，因此造成输出的半波电流有较大的波形畸变，其有电流输出的时长小于10ms。因此试验电流的波形不符合图2的规定，试验电流的基波含量、直流含量以及各次谐波含量不符合图3的要求。

3、试验线路中采用的标准电能表内部由于采用电流互感器取样，因此只能测量正弦波电流，若是测量半波电流会产生巨大的测量误差，无法达到其准确的要求。现有的试验线路是测量正负半波两个回路的总电能值，虽然标准表测量的电流是正弦波，测量的功率和电能是准确的，但是由于平衡阻抗的问题依然存在，造成测量的数据不容易对标被试表误差。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明提出一种电能表直流及偶次谐波影响试验的方法及装置，测试线路简单，测试效率高。

技术方案：本发明所采用的技术方案是一种交直流电能表测试装置，包括数字电路、模拟信号采集电路和供电电源电路；

所述数字电路包括用于实现主功能的第一微控制器及第一控制器外围电路，用于实现配套功能的第二微控制器及第二控制器外围电路，以及用于实现第一微控制器和第二微控制器之间数据通信的可编程逻辑器件；所述主功能包括电能计算、谐波分析以及人机交互功能；所述配套功能包括外部通信、无线网络连接以及定位授时；

所述模拟信号采集电路包括电流采样电路和电压采样电路，所述电流采样电路包括顺次连接的同步采样模数转换器、量程控制模块、取样电阻和磁通门电流传感器；所述同步采样模数转换器将采样数据通过可编程逻辑器发送至第一微控制器进行计算处理，可编程逻辑器件控制同步采样模数转换器进行自动采集，可编程逻辑器件通过量程控制模块控制测量量程。