[发明专利]一种电能表动态性能测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电能表动态性能测试装置，属电能计量仪表测试技术领域。

背景技术

目前的电能表性能测试是以稳态的正弦功率源信号作为测试信号，它能很好的反映电能表在稳态条件下的计量准确度。而实际运行环境中，负荷的多样性和工况的差异性使得在稳态环境下检定合格的表计在特殊运行环境下(如电气化铁路和电解工厂的大功率硅整流设备、炼钢交直流电弧炉和电石炉、交流逆变器、大功率电力拖动设备以及电机变频调速装置等用电场合)未必能准确计量。所以仅检验表计的稳态性不能真实反映表计的整体性能，还必须考查其在实际运行环境下扰动等因素对其准确度的影响。

电力系统的负荷状况是多种多样的，除稳态负荷外，还存在大量的动态负荷，其中斜线性负荷和指数性负荷广泛存在。表计在稳态情况下检定合格，只能说明该表计适于稳态负荷，而在动态负荷下未必能准确计量，因此动态负荷下电能计量的准确性是电力供需双方亟待解决的问题，尤其在斜线性负荷和指数性负荷下的电能表检测目前还缺乏相应检测设备。

公开号CN101907697A公开了一种电能表动态测试仪，其动态功率信号源单元是通过建模编程，输出代表动态负荷各种特性的三相功率信号，作为电能计量装置进行动态性能测试的源信号。该专利未提出利用斜线功率源信号和指数功率源信号的方法来检测斜线性负荷和指数性负荷下的电能表的准确度。

发明内容

本发明的目的是，为解决目前现有技术仅对电能表作静态检测，不能真实反映其整体性能问题，本发明提供了一种电能表动态性能测试装置，利用该装置产生斜线功率源信号和指数功率源信号的方法来校验斜线性负荷和指数性负荷条件下电能表的准确度。

本发明一种电能表动态性能测试装置包括工控机单元、动态功率信号源单元、标准表单元和被测表单元。工控机单元通过串口A经过隔离连接动态功率信号单元；工控机单元通过串口B经过隔离连接标准表单元；动态功率信号单元的功率放大器部分与标准表单元分别连接被测表单元的相应端口。

工控机单元，用于人机对话、向测试装置的其他部分发出命令和传输数据。

动态功率信号源单元，用于产生斜线功率源信号和指数功率源信号校验斜线性负荷和指数性负荷条件下电能表的准确度；产生并输出检定电能表所需的幅值、频率快速变化的各种电压和电流的动态测试信号。

标准表单元，用于实现0.05级基波电能表的准确计量。

动态功率信号源单元包括三相电压源和三相电流源，每相电压源都包括波形数据单元、DA转换单元和电压功放单元，每相电流源都包括波形数据单元、DA转换单元和电流功放单元；DA转换单元含DA转换器和滤波器。在各相电压源和各相电流源中，波形数据单元接收并存储所述工控机单元送来的离散化波形数据，并将其输出给DA转换单元，由DA转换单元的DA转换器将其转换成模拟信号，各相电压源的模拟信号输出送各自的电压功放单元，各相电流源的模拟信号输出送各自的电流功放单元，三相电压源的电压功放单元输出三相电压信号，三相电流源的电流功放单元输出三相电流信号，三相电压信号和三相电流信号同时送标准表和被测表表位。

标准表单元包括输入单元、AD转换单元和运算显示单元。AD转换单元含6个AD转换器，输入单元接收三相电压信号和三相电流信号，将它们变换成适合AD采样的小模拟信号送AD采样并将采样信号送运算显示单元，由运算显示单元计算得出测量的标准值并显示或输出该标准值；所述的被测表表位用于测量装置工作时放置被测表。

标准表单元是本发明装置实现0.05级基波电能计量准确度的关键，必须同时具有很高的采样精度以及很高的计算速度；为此，标准表单元在前端输入单元设计了带电子补偿的仪用互感器(精度较普通互感器提高1～2个数量级)，采用了6个16位的高性能A/D。

动态功率信号源单元根据检定基波谐波电能表和产生幅值、频率快速变化的动态测试信号的实际需要，在各相电压源和各相电流源中，设计了以DSP为核心，每路均配置双D/A(双D/A分别为波形DA转换器和调幅DA转换器)接口、控制用MCU的新型动态功率信号源来实现斜线包络和指数包络。