电能计量技术第七章

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1、第七章电能计量检验装置及检验方法电能计量检验装置定义为向被检电能表供给电能和测量此电能的器具的组合。本章介绍对电能表进行检验项目及一般要求的有关标准或规程，介绍电能计量检验装置的基本原理及其主要功能和使用方法。主要内容第一节电能计量检验装置的基本原理第二节检验装置的主要功能和使用方法小结复习思考题第一节电能计量检验装置的基本原则一、检验项目对单相电能表的检验项目有：潜动试验、启动试验、走字试验、绝缘试验及误差测定。对三相电能表除做以上试验外，还需做三相不平衡试验。电能表作为电能的计量器具，检验时最重要的项目当然是它的计量准确的程度。为了便于考核和比较，就用基本误差这

2、个概念来衡量电能表的测量准确度。基本误差就是指在规定的测试条件下和规定的测试范围内以及规定的接线方式时的相对误差，其定义式表示为式中，W——电能表侧得的电能；W0——通过电能表的实际电能（也称作真值）。根据测量的误差理论可知，真值是无法获知的，再准确的测量也总会有误差。所以一般是用比被检验的电能表误差小的电能表（检验2.0~3.0级电能表时，可用0.5级标准电能表；检验0.5~1.0级电能表时，可用0.1~0.2级标准电能表）测得的值作为真值，代入上式求出被检电能表的误差。第一节电能计量检验装置的基本原则二、检验方法1、虚负荷法和实负荷法根据检验装置使用电源的不同，

3、检验方法分为虚负荷法和实负荷法。实验室常用的检验装置为虚负荷法装置，实负荷法装置主要用于交流电能表的现场检验。采用虚负荷法标准电能表检验装置的结构框图如图7-1所示。图7-1虚负荷法标准电能表检验装置结构框图第一节电能计量检验装置的基本原则采用实负荷法的检验装置中，电能表和功率表所测量的电能和功率，与负荷实际消耗或电源实际供给的电能或功率是一致的，流过仪表电流回路的电流是由加于相应电压回路上的电压在负荷上所产生的电流值。2、瓦秒法和标准电能表法根据检验装置所使用的主要标准器不同，检验方法分为瓦秒法和标准电能表法。以已知恒定功率（P）乘以已知时间间隔（s）方式确定给予

4、被试表电能的方法，称为瓦秒法。将已知的电能量加给被检表的方法称为比较法，由于已知的电能量是由标准电能表提供的，所以又称为标准电能表法。第一节电能计量检验装置的基本原则三、检验装置的种类1、单相装置和三相装置；2、实验室装置和现场检验装置；3、电工型装置和电子型装置。四、检验装置对电源的要求（1）装置应有足够的输出范围以满足被检电能表的检验工作需要。1）电流产生电路的输出范围：2）电压产生电路的输出范围：（2）相位的调定范围应能满足检定规程对功率因数的调定要求。第一节电能计量检验装置的基本原则（3）三相装置的电压回路各相的相位差应不超过2。五、数字程控型检验装置的组成

5、及工作原理数字程控型电能表检验装置主要由主控单片机、程控电源、标准电能表、误差计算器等几部分组成。此外装置还有带显示器的键盘、打印机，并可和PC机通信。其原理框图如图7-2所示。图7-2数字程控型电能表检验装置原理框图第一节电能计量检验装置的基本原则六、数字程控电源的基本工作原理数字程控电源由信号产生、功率放大、输出控制三大部分组成。信号电路用来产生多相正弦波信号，并完成对信号的频率、相位和幅度的调节；功率放大电路完成对信号的放大和变换，保证一定的功率输出；输出控制电路完成对输出的启停、切换、保护等。（一）信号产生电路信号产生电路由数字波形合成、数字调幅、数字变频、

6、数字移相等几部份组成。1、数字波形合成第一节电能计量检验装置的基本原则（1）波形的分解与量化：如图7-3所示，正弦波在一个周期内等分成16个点，在幅值峰-峰之间共分成±100个等级，量化等级标于图中。很显然，要使波形逼真，一个周期内分解的点数和幅度上的量化级数越多越好。但是分解的点数越多，产生一个完整的正弦波所需的数据量就越大。幅度量化的级数越多，将来所需的D/A位数就越多。图7-3正弦波的分解与量化第一节电能计量检验装置的基本原则（2）波形的合成：波形的合成过程如图7-4所示。需要指出的是，运放输出的电压信号是各点数字量相应的阶梯波，里面含有高次谐波，需用低通滤波

7、器加以滤除。图7-4正弦波的合成第一节电能计量检验装置的基本原则2、数字调幅根据U0的表达式，要改变输出正弦波的幅度，只要改变形成波形的基准电压Uref即可，而Uref是由D/A#2的数字量D2即可改变合成数字波形时的基准电压Uref。这样也便于实现幅度的程控调节。至于D/A#2的位数，应由输出幅度的调节细度来决定，当要求调节细度高时，D/A#2的位数可以高一些。图7-5数字式调节幅度电路第一节电能计量检验装置的基本原则3、数字变频（1）输出正弦波的频率与波形计数器的脉冲频率的关系。（2）频率合成技术及锁相环工作原理。锁相环电路如图7-6所示，频率合成电路如图7