電能表計量性能試驗影響量試驗裝置的實現

摘要：在現在的電網當中，對于非線性負載的使用是越來越多，這樣就給電網帶來了很大的諧波污染，對于電網的經濟安全穩定的運行會造成很大的影響，同時諧波污染還會對電能表的計量引入一些附加的誤差。為了能夠更加方便和高效的開展在諧波的影響之下對電能表的誤差檢測，就需要對電能表的諧波影響實驗裝置進行一些新的研究和開發。

關鍵詞：電能表 誤差檢測 計量 諧波影響

在我國現行的一些電能表的國際標準和國家標準當中，對于各種影響量引起的誤差限是有明確規定的，其中兩個比較重要的實驗項目就是直流和偶次諧波的影響實驗以及奇次和次諧波影響實驗。在相應的國標當中對于試驗波形和試驗線路的要求只提供了一部分，然后對于裝置的硬件實現卻沒有全部的指明，這樣就為開展電能表的一些實驗造成了一些困難。本文主要就是對電能表的計量性能試驗影響量實驗裝置進行了一定的介紹。

1 實現諧波影響試驗裝置方案的一些比較

我國之前有過一些相關的文獻對于搭建諧波影響試驗裝置進行報道，相關的文獻就指出對和次諧波以及奇次諧波的頻譜進行相關的分析，這樣就可以最終得到各個諧波相應的相位數據以及幅值，然后再使用功率源，而這些功率源是具有諧波源的設置功能，最后在對各次諧波進行疊加，這樣就可以實現和次諧波以及奇次諧波。

當然也可以通過一些類似的實驗來完成，主要就是可以采用電能的功率標準源來進行相關的模擬實驗然后產生奇次諧波信號。首先就要應用matlab來進行仿真，這樣就可以獲得奇次諧波的一些波形數據，然后再根據所得到的各個諧波相應的相位數據以及幅值在電能的功率標準源上進行合成。這樣的實驗也就提供了一種實現諧波影響試驗裝置的方案，但是這個實現的方案還是存在著很多的不足之處，比如對于多表位的大批量檢測就沒有辦法進行，而且檢測的過程和接線的過程都是比較的復雜。還有另外的一種方法就是通過對常規的電能表檢定裝置進行相應的改造，主要就是對一些具體的硬件進行改動，然后再結合一些相關的軟件來實現諧波影響試驗裝置。而這種諧波影響試驗裝置的實現方案，在最開始的時候并沒有對諧波影響試驗裝置功能進行很好的規范，而且技術水平是比較的低。

本文主要介紹的就是一種采用DSP構成的系統來做為相應的硬件平臺，然后采用相關的軟件可以產生六相信號，包括了三相電流信號以及三相電壓信號。這樣的諧波影響試驗裝置的實現方案在合成諧波信號的時候速度非常的快，而且對于電流、電壓、相位以及頻率的調節細度非常高。

2 諧波影響試驗裝置的系統設計方法

本文所介紹的諧波影響試驗裝置主要就是由標準表、測試電源以及誤差計算這樣幾個部分組成，其中測試電源主要是由波形板所產生的六路穩定性比較高的諧波以及正弦波信號，而且測試電源還可以調節和控制每相信號的相位、頻率以及幅度。還有就是三路電壓信號源可以通過開關型的功率進行放大，然后通過升壓變壓器產生的交流電壓最終輸出，而這個交流電壓則可以作為被測電表的工作電壓。而另外的三路電流信號源則是可以通過開關型的電流功率的放大器進行放大，然后經過變流器輸出電流，這個輸出的電流就作為被測電表的試驗電流。

諧波影響試驗裝置的硬件系統設計。電路的硬件主要是以DSP來作為處理核心，然后對六個芯片DAC8541產生的諧波和正弦波進行控制，在對各路正弦波的幅值進行控制的時候主要是用D/A（DAC8534）來完成的，其中對于各路信號的幅值是可以進行單獨控制的。而CPLD（XC96288）主要就是對發生電能的脈沖、地址信號的譯碼以及DSP外圍時序的發生負責。在這些電路硬件當中，DSP處理器是核心部分，主要的工作就是發生波形，然后對電流的各次諧波信號的相位數據和幅值進行分析、計算以及處理。

諧波影響試驗裝置的軟件系統設計。DSP處理器是核心部分，主要的工作就是發生波形，然后對電流的各次諧波信號的相位數據和幅值進行分析、計算以及處理。

這個程序主要就分為了兩層，底層主要就是對波形數據的計算以及對DSP程序的驅動，主要就包括了上層對浮點型的數據進行處理時所需要調用到的函數包以及各次諧波數據的處理。而這一部分的程序主要的特點就是可以利用非常高效的代碼利用率來最終的完成對于各個數據的分析以及計算。而上層程序其實也就是主程序，這部分的程序主要就是通過C語言的編寫而形成的，上層程序主要是由波形方式部分的數據表以及數據通信處理的緩沖區這樣兩個部分組成。上層程序的一個構成總體框架主要還是借鑒的操作系統的構成框架，所以上層程序的核心部分還是多任務的調度器，這個多任務的調度器可以對多個任務進行分時的執行，在完成數字波形發生的時候非常的快速和高效。

3 結束語

本文主要就是從電能表的準確度要求有關的影響量試驗要求項目的一些具體的檢測需求以及電能表的性能試驗國際標準中出發，對這些項目現在的一些試驗裝置進行了比較，然后提出了新裝置的設計以及實現的方案，這個設計和實現的方案主要采用的硬件平臺是DSP，試驗所需要的諧波信號合成的速度是非常快的，而且檢測的過程也是全部自動化，整個功能都是集成在電能表的計量自動檢測系統上面，在檢測的過程當中可以同時進行多表位的檢測，這樣對于完善以后的電能表計量檢測試驗就可以提供很大的便利。

參考文獻：

[1]代燕杰，張宇，石燕，彭靜.永久磁鐵對靜止式電能表計量性能的試驗研究[J].電測與儀表，2012，02：60-63.

[2]汪建，閣明進，翁鵬浩，趙良德.諧波對電能計量影響的研究[J].安徽電力，2004，03：1-4.

[3]劉磊.諧波對電能計量影響的測試及分析[J].電測與儀表，2006，07：14-17.

[4]張才德.電能表試驗裝置的發展與研究（下）[J].電測與儀表，1989，04：16-22.

[5]李繼.電能計量裝置改造的有效措施[J].科技致富向導，2012，33：178.