新型現(xiàn)場電能表校驗儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電能表校驗儀。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)場校驗及線路稽查過程中經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：
[0003] 1.在實驗室校驗合格的電能表在工作現(xiàn)場卻發(fā)現(xiàn)校驗數(shù)據(jù)存在較大的誤差
[0004] 2.安裝在現(xiàn)場的客戶電能表和計量總表之間的電能量計量數(shù)據(jù)存在較大的誤差， 也未發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場有線路改裝情況。
[0005] 經(jīng)大量的數(shù)據(jù)測試及分析，發(fā)現(xiàn)原因如下：
[0006] 負(fù)載中存在直流分量會導(dǎo)致鉗形互感器的鐵芯進(jìn)入飽和區(qū)域，在理論情況下，互 感器的一次繞組中的電流將全部用于勵磁，互感器二次電流為0,不能真實反映一次電流的 大小，從而影響鉗形電流表的測量精度，使現(xiàn)場校驗工作失效，嚴(yán)重時甚至?xí)p毀設(shè)備。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種新型現(xiàn)場電能表校驗儀，提高鉗形電流 表的測量精度。
[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：新型現(xiàn)場電能表校驗儀，包括 鉗形電流表，所述鉗形電流表設(shè)有用于檢測通過鉗形電流表的交直流電流的交直流檢測電 路；還包括一直流補償電路，所述直流補償電路用于抵消鉗形電流表直流分量產(chǎn)生的磁通。
[0009] 優(yōu)選的，所述交直流檢測電路由霍爾元件及其外圍電路組成。
[0010] 優(yōu)選的，所述直流補償電路為設(shè)于鉗形電流表內(nèi)的直流補償線圈，所述直流補償 線圈給鉗形電流表的鐵芯注入一個反向的磁通。
[0011] 優(yōu)選的，通過交直流檢測電路，檢測通過鉗形電流表的直流電流，根據(jù)測得直流電 流的大小產(chǎn)生一個等值的直流電流，通過直流補償電路驅(qū)動及補償線圈，給鉗形電流表的 鐵芯注入一個反向的磁通，使得鉗形電流表內(nèi)的磁芯不會飽和。
[0012] 優(yōu)選的，還包括一交流檢測模塊，用于檢測鉗形電流表內(nèi)的交流電。
[0013] 優(yōu)選的，還包括一AD轉(zhuǎn)換模塊和一DSP模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊將從交直流檢測電 路及交流檢測模塊采樣到的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述DSP模塊通過準(zhǔn)同步算法對數(shù) 字信號進(jìn)行運算及處理，計量出電參數(shù)。
[0014] 本發(fā)明通過霍爾元件組成的交直流檢測電路，檢測通過鉗形表的交直流電流，并 通過直流補償電路驅(qū)動，通過補償線圈，給鉗形表的鐵芯注入一個反向的磁通，使得鉗形表 內(nèi)的磁芯不會飽和，因此可準(zhǔn)確測量負(fù)載中存在直流分量情況下，電能表的真實誤差，提高 鉗形電流表的測量精度，解決了安裝在現(xiàn)場的客戶電能表和計量總表之間存在的計量差異 等實際問題。
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0016] 圖1是本發(fā)明的原理框圖；
[0017] 圖2是交直流檢測電路原理圖；
[0018] 圖3是準(zhǔn)同步算法非整周期采樣原理圖。
【具體實施方式】
[0019] 在鉗形電流表中，如果電流互感器一次繞組存在直流分量，經(jīng)過積分，將使磁通量 一直增加，直至飽和，此時，互感器的一次繞組中的電流將全部用于勵磁，互感器二次電流 為〇,不能真實反映一次電流的大小。那末，從理論上講，只要使電流互感器的磁鏈不要進(jìn) 入飽和區(qū)域便可以避免這個問題，這就是我們的解決思路。
[0020] 基于以上考慮，本發(fā)明的原理框圖如圖1所示：其包括鉗形電流表，所述鉗形電流 表設(shè)有用于檢測通過鉗形電流表的交直流電流的交直流檢測電路；還包括一直流補償電 路，所述直流補償電路用于抵消鉗形電流表直流分量產(chǎn)生的磁通。
[0021] 另外，還包括一交流檢測模塊，用于檢測鉗形電流表內(nèi)的交流電；還包括一ADR 換模塊和一DSP模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊將從交直流檢測電路及交流檢測模塊采樣到的模擬 信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；所述DSP模塊通過準(zhǔn)同步算法對數(shù)字信號進(jìn)行運算及處理，計量出 電參數(shù)。
[0022] 1.準(zhǔn)同步采樣算法理論：如圖3所示，為采樣點，h為采樣間隔，由于頻 率波動或其他原因，導(dǎo)致周期終點落在了YjPYn+1之間，由于采樣點不能準(zhǔn)確采在終點處， 在對采樣信號進(jìn)行FFT計算的時候會產(chǎn)生誤差，該誤差表現(xiàn)為FFT計算出來的諧波幅值和 相位不準(zhǔn)確。一般該誤差可以達(dá)到百分之幾，在精密測量中是不能接受的。
[0023] 對此，通過對fft的結(jié)果進(jìn)行數(shù)學(xué)上的補償，該補償通過軟件實現(xiàn)，不增加硬件負(fù) 擔(dān)。
[0024] 1. 1數(shù)學(xué)原理：
[0025] 假設(shè)采樣信號為
[0026]Y=Ao+Afsin(?t) +1^*008 (?t) +A2*sin(2 ?t) +B2*cos(2 ?t) +? ? ? +Ak*sin(k?t )+Bk*cos(k?t)補償?shù)姆椒ㄈ缦鹿剿荆?br>[0027] a' =FR*a
[0028] 其中a為信號的理想系數(shù)，a= (A。，A:，A2，…，Ak，BpB2，…，Bk)T
[0029] a'為采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過FFT變換之后得到的系數(shù)，a' = ，B'k)T，F(xiàn)R為由A(圖3中的0. 2008)，采樣間隔h，以及積分公式所確定的2*k+l維矩 陣，其中的k表示需要分析到的諧波次數(shù)。
[0030] 因此，為了得到理想的系數(shù)a。
[0031] a=FR^^a'
[0032] 其中FIT1為FR矩陣的逆。所以只需要通過計算FR的逆，通過矩陣乘法就可以得 到修正后的各次諧波系數(shù)a。
[0033]
【主權(quán)項】
1. 新型現(xiàn)場電能表校驗儀，包括鉗形電流表，其特征在于：所述鉗形電流表設(shè)有用于 檢測通過鉗形電流表的交直流電流的交直流檢測電路；還包括一直流補償電路，所述直流 補償電路用于抵消鉗形電流表直流分量產(chǎn)生的磁通。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型現(xiàn)場電能表校驗儀，其特征在于：所述交直流檢測電路 由霍爾元件及其外圍電路組成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型現(xiàn)場電能表校驗儀，其特征在于：所述直流補償電路為 設(shè)于鉗形電流表內(nèi)的直流補償線圈，所述直流補償線圈給鉗形電流表的鐵芯注入一個反向 的磁通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型現(xiàn)場電能表校驗儀，其特征在于：通過交直流檢測電路， 檢測通過鉗形電流表的直流電流，根據(jù)測得直流電流的大小產(chǎn)生一個等值的直流電流，通 過直流補償電路驅(qū)動及補償線圈，給鉗形電流表的鐵芯注入一個反向的磁通，使得鉗形電 流表內(nèi)的磁芯不會飽和。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型現(xiàn)場電能表校驗儀，其特征在于：還包括一交流檢測模 塊，用于檢測鉗形電流表內(nèi)的交流電。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型現(xiàn)場電能表校驗儀，其特征在于：還包括一 AD轉(zhuǎn)換模塊 和一 DSP模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊將從交直流檢測電路及交流檢測模塊采樣到的模擬信號轉(zhuǎn) 換為數(shù)字信號；所述DSP模塊通過準(zhǔn)同步算法對數(shù)字信號進(jìn)行運算及處理，計量出電參數(shù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新型現(xiàn)場電能表校驗儀，包括鉗形電流表，所述鉗形電流表設(shè)有用于檢測通過鉗形電流表的交直流電流的交直流檢測電路；還包括一直流補償電路，所述直流補償電路用于抵消鉗形電流表直流分量產(chǎn)生的磁通。本發(fā)明通過霍爾元件組成的交直流檢測電路，檢測通過鉗形表的交直流電流，并通過直流補償電路驅(qū)動，通過補償線圈，給鉗形表的鐵芯注入一個反向的磁通，使得鉗形表內(nèi)的磁芯不會飽和，因此可準(zhǔn)確測量負(fù)載中存在直流分量情況下，電能表的真實誤差，提高鉗形電流表的測量精度，解決了安裝在現(xiàn)場的客戶電能表和計量總表之間存在的計量差異等實際問題。
【IPC分類】G01R35-04
【公開號】CN104749547
【申請?zhí)枴緾N201510107457
【發(fā)明人】程瑾, 陳其俊, 李群仙, 倪衛(wèi)星, 劉沛, 吳征兵, 朱臻, 陳旭霞, 章袆煒, 陳亮, 吳晟, 鄭智翰
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)浙江省電力公司金華供電公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年3月12日