标准电能表检定装置地设计和开发

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1、上海交通大学工程硕士学位论文第一章引言第一章引言1.1课题的背景和意义1.1.1我国经济发展的电能计量技术需求电能是各类能源中使用最广泛的能源，与国民经济和大众日常生活息息相关。随着社会各行业的发展和人民生活水平的进一步提高，对电能的需求将不断增加。据《2009年中国电力工业统计快报》统计，2009年全口径发电量36639亿千瓦时，全社会用电量达到36430亿千瓦时同比增长5.96%，居世界第二。如此巨大的电力市场对电能计量提出了很高的要求。电能能否进行准确计量直接关系千家万户的利益和企业效益成本，电能计量水平直接决定了电

2、能贸易结算的公平程度。电能计量水平的提高可以促进能源工业进步，推动国民经济发展。1.1.2电能计量发展对高准确度电能标准的需求传统的感应式电能表由于准确度低、适用频率窄、功能单一等特点，已经无法满足用户的需要。随着微电子技术和电子工业的高速发展电子式电能表越来越显示出其优越性，目前国内0.5S级电子式电能技术较成熟，在电网中得到广泛应用。在电能计量量值最多的地方，即通常所说的关口，使用的0.2S级电子式电能表大部分还是依赖进口。长期以来我国电能标准级别较低，装置的稳定性也较差。电能标准成为制约电测仪表生产和发展的瓶颈之一，

3、研制高准确度的电能标准已刻不容缓。1.1.3地区电能量值传递需要高精度电能标准用于贸易结算的电能表是重点管理的计量器具，电能计量工作一直以来都备受关注。为了加强电能的计量监督管理，保证电能的公平交易，维护国家和消费者的利益，需要建立科学准确的电能量传体系。高准确度标准电能表检定装置是做好电能计量工作的基础，国家质量监督检验检疫总局要求提高省级电能计量标准，满足社会对电能计量的要求推动电测仪表产业的发展。我院肩负着华东地区电能量值传第3页上海交通大学工程硕士学位论文第一章引言递工作，建立高、精、尖的电能标准是我院义不容辞的责

4、任。1.1电能计量技术的发展1.1.1电能计量设备的发展（a）电能表的发展电能表就其用途和使用场可分为安装式电能表和标准电能表两大类。1、安装式电能表十九世纪末人们利用电磁感应原理制造出了感应式电能表。感应式电能表具有制造简单、可靠性高等优点一百多年来被广泛使用在世界各地，但由于感应式电能表的结构和原理决定了它无法向更高准确度提升。感应式电能表一般都是安装式电能表其准确度只能达到2级或1级，也有部分0.5级的感应式电能表。为了满足电能计量发展和现代化管理需要电子式电能表应运而生，安装式电子式电能表在上世纪90年代已经开始使

5、用，但最初由于元器件技术不成熟、结构和工艺不过关，使得电子式电能表准确度等级低、功能单一、使用寿命短、可靠性低，在市场上没有受到广泛认同。近几年来，随着大量新型电子元器件的相继出现，尤其是微电子技术和计算机技术的高速发展，使得安装式电子式电能表技术迅速进步、日益成熟。可靠性高的元器件以及大规模集成电路和MCU等的采用，使得安装式电子电能表的准确度、可靠性、稳定性等技术指标显著提供，并且向着多功能以及智能化方向发展。国内目前0.5S级多功能电能表技术已经较成熟并大量使用,0.2S级多功能表已批量生产。2、标准电能表标准电能表

6、的准确度等级较电子式安装电能表高，一般用于电能量值的传递和溯源。标准电能表按其乘法器的不同可分为[1]：霍尔效应乘法器、平方差法乘法器、热点变换型乘法器、三角波平均乘法器和时分割乘法器等，其乘法器的不同准确度也不同。目前国际上0.01级的三相标准电能表和单相标准电能技术较成熟。我国国内的0.05级三相标准电能表技术较成熟，0.02级三相标准电能表也有生产但其长期稳定性和重复性还有待考核，目前尚无较成熟的0.01级三相标准电能表问世。(b)电能计量装置的发展电能计量装置经历了从电工式检定装置到电子式检定装置的发展过程。第4页

7、上海交通大学工程硕士学位论文第一章引言1、电工式检定装置电工式检定装置是电能表检定装置发展的第一个阶段，其准确度较低一般达到1.12级。电工式检定装置以模拟电路技术为基础采用电工源，通过三相供电用特殊变压器抽头以跨相的方法进行移相来产生一定相位的电压和电流信号，把电压和电流信号提供给标准电能表和被检电能表，采用标准表电能值和被检表电能值相比较的方法得到被检表误差。电工式检定装置由于：体积庞大、源输出稳定性差、电源频率不可调、人工操作复杂、不能实现自动化检定和准确度低等缺点现在已经很少使用。2、电子式检定装置随着电子技术的进

8、步特别是大规模集成电路的应用，电子源得到了迅速的发展。电子源通过信号源产生正弦交流电压和电流信号，通过功率放大器放大输出电压和电流值给标准电能表和被检电能表，一般采用标准表电能值和被检表电能值相比较的方法得到被检表误差。电子式检定装置具有：相位、频率、幅度可调、输出波形质量好、输出稳定度高、操控方便等特