電能計量技術(shù)第七章課件

第七章電能計量檢驗裝置及檢驗方法電能計量檢驗裝置定義為向被檢電能表供給電能和測量此電能的器具的組合。本章介紹對電能表進(jìn)行檢驗項目及一般要求的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)程，介紹電能計量檢驗裝置的基本原理及其主要功能和使用方法。主要內(nèi)容第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原理第二節(jié)檢驗裝置的主要功能和使用方法小結(jié)復(fù)習(xí)思考題第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則一、檢驗項目

對單相電能表的檢驗項目有：潛動試驗、啟動試驗、走字試驗、絕緣試驗及誤差測定。對三相電能表除做以上試驗外，還需做三相不平衡試驗。電能表作為電能的計量器具，檢驗時最重要的項目當(dāng)然是它的計量準(zhǔn)確的程度。為了便于考核和比較，就用基本誤差這個概念來衡量電能表的測量準(zhǔn)確度?；菊`差就是指在規(guī)定的測試條件下和規(guī)定的測試范圍內(nèi)以及規(guī)定的接線方式時的相對誤差，其定義式表示為二、檢驗方法1、虛負(fù)荷法和實負(fù)荷法根據(jù)檢驗裝置使用電源的不同，檢驗方法分為虛負(fù)荷法和實負(fù)荷法。實驗室常用的檢驗裝置為虛負(fù)荷法裝置，實負(fù)荷法裝置主要用于交流電能表的現(xiàn)場檢驗。

采用虛負(fù)荷法標(biāo)準(zhǔn)電能表檢驗裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖7-1所示。圖7-1虛負(fù)荷法標(biāo)準(zhǔn)電能表檢驗裝置結(jié)構(gòu)框圖第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則采用實負(fù)荷法的檢驗裝置中，電能表和功率表所測量的電能和功率，與負(fù)荷實際消耗或電源實際供給的電能或功率是一致的，流過儀表電流回路的電流是由加于相應(yīng)電壓回路上的電壓在負(fù)荷上所產(chǎn)生的電流值。

2、瓦秒法和標(biāo)準(zhǔn)電能表法

根據(jù)檢驗裝置所使用的主要標(biāo)準(zhǔn)器不同，檢驗方法分為瓦秒法和標(biāo)準(zhǔn)電能表法。以已知恒定功率（P）乘以已知時間間隔（s）方式確定給予被試表電能的方法，稱為瓦秒法。將已知的電能量加給被檢表的方法稱為比較法，由于已知的電能量是由標(biāo)準(zhǔn)電能表提供的，所以又稱為標(biāo)準(zhǔn)電能表法。第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則三、檢驗裝置的種類1、單相裝置和三相裝置；2、實驗室裝置和現(xiàn)場檢驗裝置；3、電工型裝置和電子型裝置。四、檢驗裝置對電源的要求（1）裝置應(yīng)有足夠的輸出范圍以滿足被檢電能表的檢驗工作需要。1）電流產(chǎn)生電路的輸出范圍：2）電壓產(chǎn)生電路的輸出范圍：（2）相位的調(diào)定范圍應(yīng)能滿足檢定規(guī)程對功率因數(shù)的調(diào)定要求。第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則六、數(shù)字程控電源的基本工作原理數(shù)字程控電源由信號產(chǎn)生、功率放大、輸出控制三大部分組成。信號電路用來產(chǎn)生多相正弦波信號，并完成對信號的頻率、相位和幅度的調(diào)節(jié)；功率放大電路完成對信號的放大和變換，保證一定的功率輸出；輸出控制電路完成對輸出的啟停、切換、保護等。（一）信號產(chǎn)生電路信號產(chǎn)生電路由數(shù)字波形合成、數(shù)字調(diào)幅、數(shù)字變頻、數(shù)字移相等幾部份組成。1、數(shù)字波形合成第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則（1）波形的分解與量化：如圖7-3所示，正弦波在一個周期內(nèi)等分成16個點，在幅值峰-峰之間共分成±100個等級，量化等級標(biāo)于圖中。很顯然，要使波形逼真，一個周期內(nèi)分解的點數(shù)和幅度上的量化級數(shù)越多越好。但是分解的點數(shù)越多，產(chǎn)生一個完整的正弦波所需的數(shù)據(jù)量就越大。幅度量化的級數(shù)越多，將來所需的D/A位數(shù)就越多。圖7-3正弦波的分解與量化第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則（2）波形的合成：波形的合成過程如圖7-4所示。需要指出的是，運放輸出的電壓信號是各點數(shù)字量相應(yīng)的階梯波，里面含有高次諧波，需用低通濾波器加以濾除。圖7-4正弦波的合成第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則3、數(shù)字變頻（1）輸出正弦波的頻率與波形計數(shù)器的脈沖頻率的關(guān)系。（2）頻率合成技術(shù)及鎖相環(huán)工作原理。鎖相環(huán)電路如圖7-6所示，頻率合成電路如圖7-7所示。圖7-6鎖相環(huán)電路圖7-7頻率合成電路第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則4、數(shù)字移相數(shù)字移相的實現(xiàn)，實際上是控制波形合成時的波形計數(shù)器的清零時間，每相正弦波輸出的清零脈沖應(yīng)當(dāng)是每隔3600個計數(shù)脈沖來一次，如圖7-8所示。這樣才能周而復(fù)始地合成正弦波輸出。圖7-8清零移相原理第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則

（二）功率放大電路功率放大電路的作用是把信號產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的正弦波加以放大，以輸出一定的電壓和電流。每個放大器都是由基本放大器、穩(wěn)幅電路、幅度顯示取樣電路、故障報警檢測電路以及輸出變換電路等組成。

（三）輸出控制電路輸出控制電路完成的主要功能是：（1）輸出軟啟停鍵盤控制。（2）輸出電壓、電流換擋鍵盤控制。（3）電壓、電流試驗點鍵盤控制。（4）頻率鍵盤控制。第一節(jié)電能計量檢驗裝置的基本原則第二節(jié)檢驗裝置的主要功能和使用方法一、數(shù)字程控型三相電能表檢驗裝置的主要功能

（1）潛動試驗、啟動試驗、標(biāo)準(zhǔn)偏差的測定、基本誤差的測定。（2）光電采樣器可進(jìn)行三維調(diào)節(jié)，既可采樣回轉(zhuǎn)式電能表的轉(zhuǎn)盤信號，也可接收電子式電能表的頻閃信號。（3）誤差處理系統(tǒng)能接收光電采樣器信號、安裝式電子表的輸出脈沖和標(biāo)準(zhǔn)電能表的高頻脈沖信號等。（4）相同類型（相線、額定電壓、標(biāo)定電流相同）、不同常數(shù)的電能表可同時檢驗（限三種常數(shù)）。（5）可檢驗多功能電能表485口的通信功能、需量誤差及時鐘誤差（要求表有時鐘信號輸出）。（6）可自動對回轉(zhuǎn)式電能表轉(zhuǎn)盤的標(biāo)記區(qū)進(jìn)行定位，方便做潛（起）動試驗。（7）可在工頻基波上迭加2~21次諧波，諧波的幅值和相位可隨要求設(shè)定，還可對輸出量進(jìn)行諧波分析并繪制波形。（8）能自動測試各單元的電壓、電流、功率穩(wěn)定度和三相總功率穩(wěn)定度，能自動給出裝置監(jiān)視儀表的比對誤差和輸出電量三相不對稱度指標(biāo)（配數(shù)字式標(biāo)準(zhǔn)表的裝置）。（9）裝置穩(wěn)定度高、可靠性好、輸出功率大。電壓（電流）回路可帶任意性質(zhì)的負(fù)載。（10）裝置具有完善的故障檢測、定位、保護和報警功能，以免人為地接線或操作錯誤而損壞裝置。（11）PC機軟件可高效迅速地控制裝置和進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢，具備了功能完善的報表打印、數(shù)理統(tǒng)計和資產(chǎn)維護等功能。第二節(jié)檢驗裝置的主要功能和使用方法二、數(shù)字程控型三相電能表檢驗裝置的使用方法

1、正確接線2、設(shè)定檢表時的參數(shù)通過按操作鍵盤上的[參數(shù)]鍵，將被檢表的相線類型、額定電壓、標(biāo)定電流、常數(shù)等信息告訴給裝置，按一下[參數(shù)]鍵，屏幕顯示如下內(nèi)容：第二節(jié)檢驗裝置的主要功能和使用方法

5、潛動試驗按下[潛動]鍵，液晶屏幕顯示內(nèi)容為：6、裝置輸出量的人工調(diào)節(jié)方法（1）數(shù)字定值調(diào)節(jié)。按一次[調(diào)整]鍵，屏幕顯示變?yōu)椋旱诙?jié)檢驗裝置的主要功能和使用方法

（2）步進(jìn)調(diào)節(jié)。在數(shù)字定值調(diào)節(jié)狀態(tài)時再按一次[調(diào)整]鍵或在其他狀態(tài)時按二次[調(diào)整]鍵，就啟動了輸出量的步進(jìn)調(diào)節(jié)功能。屏幕顯示為：第二節(jié)檢驗裝置的主要功能和使用方法

7、多功能表時鐘誤差的測定在鍵盤上按[時間]鍵，屏幕變?yōu)椋旱诙?jié)檢驗裝置的主要功能和使用方法小結(jié)電能表在投入使用前和使用中都必須對其計量性能進(jìn)行檢驗與測試。對單相電能表的檢驗項目有：潛動試驗、啟動試驗、走字試驗、絕緣試驗及誤差測定。對三相電能表，還需加做三相不平衡試驗。電能表的檢驗，是通過電能計量檢驗裝置進(jìn)行的。按使用電源的不同，檢驗方法分為虛負(fù)荷法和實負(fù)荷法；按使用的標(biāo)準(zhǔn)器不同，分為瓦秒法和標(biāo)準(zhǔn)電能表法。本章主要介紹了數(shù)字程控型裝置的結(jié)構(gòu)、工作原理及使用方法。復(fù)習(xí)思考題7-1對單相電能表進(jìn)行檢驗的項目有哪些？對三相電能表進(jìn)行檢驗的項目有哪些？7-2安裝式電能表和攜帶式精密電能表通常分別檢查什么潛動？7-3如何進(jìn)行電能表的啟動試驗和走字試驗？7-4檢驗電能表的基本誤差時（如何得到W0通過電能表的實際電能，也稱作真值）？7-5虛負(fù)荷法和實負(fù)荷法的區(qū)別是什么？畫出虛負(fù)荷法電能表檢驗裝置結(jié)構(gòu)框圖。7-6解釋瓦秒法和標(biāo)準(zhǔn)電能表法。7-7電能表檢驗裝置分為哪些種類？7-8根據(jù)有關(guān)檢驗規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，電能計量檢驗裝置的電源應(yīng)滿足哪些要求？7-9數(shù)字程