專利名稱：采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置及檢測(cè)方法。

背景技術(shù)：
近幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，新型用電設(shè)備不斷投入使用，大量諧波源設(shè)備接入電網(wǎng)，使電網(wǎng)受到嚴(yán)重“污染”，對(duì)電能質(zhì)量、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、電能計(jì)量準(zhǔn)確性、系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)犬a(chǎn)生嚴(yán)重干擾與影響，對(duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行和廣大用戶安全用電構(gòu)成極大威脅。
為了研究諧波條件下對(duì)電能表誤差的影響，傳統(tǒng)是用標(biāo)準(zhǔn)表法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差，即將標(biāo)準(zhǔn)電能表測(cè)定含有諧波的電能與被檢表測(cè)定含有諧波的電能相比較，即能確定被檢表的相對(duì)誤差。采用該方法的前提是必須保證標(biāo)準(zhǔn)電能表在諧波條件下誤差準(zhǔn)確，而目前我國(guó)國(guó)內(nèi)尚未開(kāi)展在諧波條件下檢定標(biāo)準(zhǔn)電能表的量傳工作，標(biāo)準(zhǔn)電能表在諧波條件下誤差不能溯源。該方法存在不能量值溯源的缺陷。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決國(guó)內(nèi)檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的量值溯源問(wèn)題，提供一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本較低等優(yōu)點(diǎn)的采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置檢測(cè)方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置，它包括諧波功率源，諧波功率源將諧波電壓和諧波電流送入被檢電能表，被檢電能表將電能表脈沖送入光電采樣器，光電采樣器與誤差運(yùn)算器連接，同時(shí)誤差運(yùn)算器采集標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器時(shí)間信號(hào)，并接受計(jì)算機(jī)控制。
采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置的檢測(cè)方法，它采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差，即用諧波功率源調(diào)定含有諧波的恒定功率，同時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器測(cè)量被檢表累計(jì)電能所需的時(shí)間，這時(shí)間與含有諧波的恒定功率的乘積為實(shí)測(cè)電能值，再與被檢表累計(jì)的電能值相比較，即能確定被檢表的相對(duì)誤差。
它采用固定低頻脈沖數(shù)N測(cè)量時(shí)間的瓦秒法檢定，被檢表的相對(duì)誤差γ(％)按(1)式計(jì)算公式(1) 式中γW--諧波功率源的已定系統(tǒng)誤差％，不需修正時(shí)γw＝0； t--實(shí)測(cè)時(shí)間(s)，即被檢表在含有諧波的恒定功率下輸出N的低頻脈沖時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器測(cè)定的時(shí)間； t′--算定時(shí)間(s)，即假定被檢表沒(méi)有誤差時(shí)，在含有諧波的恒定功率下輸出N個(gè)低頻脈沖所需要的時(shí)間，按(2)式計(jì)算(s) 公式(2) 式中 N--選定的低頻脈沖數(shù)； CL--被檢表的低頻脈沖常數(shù)pL/kW·h； p--含有諧波的恒定功率，諧波功率源的設(shè)定值(W)。
本發(fā)明采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置，它采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差，即用諧波功率源調(diào)定含有諧波的恒定功率，同時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器測(cè)量被檢表累計(jì)電能所需的時(shí)間，這時(shí)間與含有諧波的恒定功率的乘積為實(shí)測(cè)電能值，再與被檢表累計(jì)的電能值相比較，即能確定被檢表的相對(duì)誤差。
本發(fā)明的有益效果是1.該裝置首次解決了國(guó)內(nèi)檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的量值溯源問(wèn)題。2.該裝置不需要標(biāo)準(zhǔn)電能表，因此性能價(jià)格比較高。3.該裝置可以在實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)各種諧波條件下的電能表誤差檢測(cè)工作，有較好的應(yīng)用推廣前景。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)早已開(kāi)展諧波功率源和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器的量傳工作，該裝置首次解決了國(guó)內(nèi)檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的量值溯源問(wèn)題，有較好的應(yīng)用推廣前景。



圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，1.諧波功率源，2.被檢電能表，3.光電采樣器，4.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器，5.誤差運(yùn)算器，6.計(jì)算器機(jī)。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1中，它包括諧波功率源1，諧波功率源1將諧波電壓和諧波電流送入被檢電能表2，被檢電能表2將電能表脈沖送入光電采樣器3，光電采樣器3與誤差運(yùn)算器5連接，同時(shí)誤差運(yùn)算器5采集標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器4時(shí)間信號(hào)，并接受計(jì)算機(jī)控制6。
采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置的檢測(cè)方法為它采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差，即用諧波功率源調(diào)定含有諧波的恒定功率，同時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器測(cè)量被檢表累計(jì)電能所需的時(shí)間，這時(shí)間與含有諧波的恒定功率的乘積為實(shí)測(cè)電能值，再與被檢表累計(jì)的電能值相比較，即能確定被檢表的相對(duì)誤差。
采用固定低頻脈沖數(shù)N測(cè)量時(shí)間的瓦秒法檢定，被檢表的相對(duì)誤差γ(％)按(1)式計(jì)算公式(1) 式中γW--諧波功率源的已定系統(tǒng)誤差％，不需修正時(shí)γw＝0； t--實(shí)測(cè)時(shí)間(s)，即被檢表在含有諧波的恒定功率下輸出N的低頻脈沖時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器測(cè)定的時(shí)間； t′--算定時(shí)間(s)，即假定被檢表沒(méi)有誤差時(shí)，在含有諧波的恒定功率下輸出N個(gè)低頻脈沖所需要的時(shí)間，按(2)式計(jì)算(s) 公式(2) 式中 N--選定的低頻脈沖數(shù)； CL--被檢表的低頻脈沖常數(shù)pL/kW·h； p--含有諧波的恒定功率，諧波功率源的設(shè)定值(W)。
本發(fā)明中原理框圖中各部分的主要功能 1、諧波功率源 能夠產(chǎn)生純正弦波功率、工頻20次以內(nèi)的諧波電壓及諧波電流，可以真實(shí)模擬現(xiàn)場(chǎng)電力諧波的實(shí)際情況。諧波功率源將諧波電壓和諧波電流送入被檢電能表，使被檢電能表在諧波條件下運(yùn)行。
我們采用了美國(guó)FLUKE公司的6101A諧波功率標(biāo)準(zhǔn)源，可以產(chǎn)生純正弦波功率、工頻50次以內(nèi)的諧波電壓及諧波電流，可以真實(shí)模擬現(xiàn)場(chǎng)電力諧波的實(shí)際情況。
2.光電采樣器 能夠檢測(cè)各種被檢電能表輸出的電能脈沖后，輸入誤差運(yùn)算器。
我們采用了德國(guó)EMH公司的SH2003型光電采樣器，能夠檢測(cè)國(guó)內(nèi)外各種被檢電能表輸出的電能脈沖。
3.標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器 能夠檢測(cè)被檢電能表輸出的N個(gè)低頻電能脈沖脈沖所需要的時(shí)間。
我們采用了鄭州三暉電氣有限公司的GT2000型標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器。
4.誤差運(yùn)算器 能夠接收光電采樣器檢測(cè)被檢電能表輸出的電能脈沖，以及同時(shí)接收標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器檢測(cè)被檢電能表輸出的N個(gè)低頻電能脈沖脈沖所需要的時(shí)間，從而進(jìn)行電能表誤差計(jì)算。
我們采用了鄭州三暉電氣有限公司的JS1誤差型運(yùn)算器。
5.計(jì)算機(jī) 能夠通過(guò)專門開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)軟件，控制誤差運(yùn)算器自動(dòng)檢測(cè)諧波條件下電能表誤差。
我們采用了美國(guó)戴爾公司755型商用電腦。
原理框圖中各部分的器件，國(guó)內(nèi)外廠家均有產(chǎn)品供應(yīng)，用戶可以根據(jù)本專利，結(jié)合自己的實(shí)際需求，進(jìn)行不同精度的配置。我們研制的采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置，屬于國(guó)內(nèi)首次高精度配置。
例1電氣化鐵路牽引機(jī)車通過(guò)時(shí)諧波模擬試驗(yàn)工作原理 某電氣化牽引機(jī)車通過(guò)時(shí)的基波電壓、電流及功率因數(shù)見(jiàn)表1，諧波電壓、電流及相角見(jiàn)表2。將表1和表2的數(shù)據(jù)輸入到6101A型諧波功率源，諧波功率源將輸出諧波電壓和諧波電流送入被檢電能表，被檢電能表輸出的電能脈沖由光電采樣器檢測(cè)后送入誤差運(yùn)算器。誤差運(yùn)算器接收光電采樣器檢測(cè)被檢電能表輸出的電能脈沖，以及同時(shí)接收標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器檢測(cè)被檢電能表輸出的N個(gè)低頻電能脈沖脈沖所需要的時(shí)間。計(jì)算機(jī)按照公式(1)和公式(2)，，控制誤差運(yùn)算器自動(dòng)檢測(cè)諧波條件下電能表誤差見(jiàn)表3。
表1基波電壓、電流及功率因數(shù) 表2諧波電壓、電流及相角 表3某型電能表在基波和諧波條件下的誤差
權(quán)利要求
1.一種采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置，其特征是，它包括諧波功率源，諧波功率源將諧波電壓和諧波電流送入被檢電能表，被檢電能表將電能表脈沖送入光電采樣器，光電采樣器與誤差運(yùn)算器連接，同時(shí)誤差運(yùn)算器采集標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器時(shí)間信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢測(cè)諧波條件下電能表的誤差。
2.一種權(quán)利要求1所述的采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置的檢測(cè)方法，其特征是，它采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差，即用諧波功率源調(diào)定含有諧波的恒定功率，同時(shí)用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器測(cè)量被檢表累計(jì)電能所需的時(shí)間，這時(shí)間與含有諧波的恒定功率的乘積為實(shí)測(cè)電能值，再與被檢表累計(jì)的電能值相比較，即能確定被檢表的相對(duì)誤差。
3.如權(quán)利要求2所述的采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置的檢測(cè)方法，其特征是，所述它采用固定低頻脈沖數(shù)N測(cè)量時(shí)間的瓦秒法檢定，被檢表的相對(duì)誤差γ(％)按(1)式計(jì)算公式(1)
式中γw--諧波功率源的已定系統(tǒng)誤差％，不需修正時(shí)γw＝0；
t--實(shí)測(cè)時(shí)間(s)，即被檢表在含有諧波的恒定功率下輸出N的低頻脈沖時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器測(cè)定的時(shí)間；
t′--算定時(shí)間(s)，即假定被檢表沒(méi)有誤差時(shí)，在含有諧波的恒定功率下輸出N個(gè)低頻脈沖所需要的時(shí)間，按(2)式計(jì)算公式(2)
式中
N--選定的低頻脈沖數(shù)；
CL--被檢表的低頻脈沖常數(shù)pL/kW·h；
p--含有諧波的恒定功率，諧波功率源的設(shè)定值(W)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種采用瓦秒法檢測(cè)諧波條件下電能表誤差的裝置及檢測(cè)方法。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，成本較低等優(yōu)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)為它包括諧波功率源，諧波功率源將諧波電壓和諧波電流送入被檢電能表，被檢電能表將電能表脈沖送入光電采樣器，光電采樣器與誤差運(yùn)算器連接，同時(shí)誤差運(yùn)算器采集標(biāo)準(zhǔn)測(cè)時(shí)器時(shí)間信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件控制，能夠自動(dòng)檢測(cè)諧波條件下電能表誤差。
文檔編號(hào)G01R35/04GK101762801SQ201010002149
公開(kāi)日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2010年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月4日
發(fā)明者王運(yùn)全, 徐民, 代燕杰, 岳巍, 宋光清, 徐新光, 張紅, 夏卓明 申請(qǐng)人:山東電力研究院