[实用新型]工频基波电子电能表

说明书

本实用新型属电力测量仪表领域，是一种能准确计量被谐波污染了的电源输出能量的电能表。

目前，供电系统中存在着许多非线性负载，它们将发电机供给的一部分基波功率转换成谐波功率反送给系统，形成对系统的“谐波污染”。在非线性支路中，谐波潮流与基波潮流相反，现在安装在用户的感应式电度表，累计的是正基波电能与负谐波电能的代数和，电度表读数总是要少于基波电量，但这种表若安装在线性用户，其读数又会大于基波电量。还有一种静止型（电子式）电能表，由于频带比感应式电能表宽，反应谐波功率更充分，因此，对于这两种计量的不合理性将暴露的更加充分。显然，这两种电能表都不能在波形畸变状态下，准确计量电能。

本实用新型的目的就是提供一种在有高次谐波污染、波形畸变的情况下，能准确计量出其工频基波电量的基波电子电能表。

本实用新型的设计是这样的：它设有n个相电压、电流采样电路；n个相电压、电流信号基波选通输入电路；n个相电压、电流信号模拟乘电路；1个求和积分电路和V／F转换及数码显示电路所组成。相电压、电流采样电路是由仪用电压互感器、电流互感器和电流取样电阻所组成；相电压、电流采样信号基波选通输入电路是由形式与参数完全一样的两组8阶有源低通滤波器所组成；相电压、电流信号模拟乘电路是由两个运算放大器和9个晶体管及必要的电容电阻构成的时分割的乘法器，其分割频率为10KHZ，是由输出为10HZ的节拍脉冲发生器来提供的；求和积分电路是由一个运算放大器和电阻、电容组成的积分器；V／F转换及数码显示电路是采用常规V／F转换集成块及液晶数码管；它们的联接关系是仪用电压互感器的原边两端接至被测相的电压火线与0线，其付边一端接地，另一端为输出端接至作为跟随器的一个运算放大器的同相输入端，跟随器的输出端接至电压信号的有源低通滤波器的第一阶运算放大器的输入电阻前端；电压信号有源低通滤波器的末阶运算放大器的输出端经一电压跟随器和输入电阻接至相电压、电流时分割乘法器的电压信号运算放大器的同相输入端；仪用电流互感器的付边两端接一取样电阻，取样电阻一端接地，另一端为输出端，接至电流信号的有源低通滤波器的第一阶运算放大器输入电阻的前端，电流信号的有源低通滤波器末阶的输出端经输入电阻电容接至相电压、电流时分割乘法器的电流信号运算放大器的同相输入端；节拍脉冲发生器的同相输出端经输入电阻也接至乘法器电压信号运算放大器的同相输入端；每个相电压、电流乘法器有一个输出端，n个相电压、电流乘法器的n个输出端都接至积分器的同相输入端，积分器的反相输入端经电阻接地；积分器的输出端接至V／F转换器的电压信号输入端，积分器的f输出端接至液晶数码管。若n等于3就构成三相基波电子电能表；若n等于1，就构成单相基波电子电能表。在相电压、电流信号基波选通输入电路中，调整图2中的、电阻R18和R18’，通频为50HZ，即它的基波频率选为50HZ，就构成适用于工频定为50HZ地区的电网。若使它的基波频率选为60HZ，就构成适用于工频定为60HZ地区电网的工频基波电子电能表。

附图说明：

图1。相电压、电流取样原理电路图：

图中：PTA－相电压仪用互感器

CTA－相电流仪用互感器

R57－电流取样电阻

TB1－取样相电压波形测试端子

TB2－取样相电流波形测试端子

图2。相电压、电流信号基波选通输入原理电路图：

图中：A1－运算放大器

A2～A5－运算放大器

A2’～A5’－运算放大器

A6，A6’－运算放大器

C1～C8－电容

C1’～C8’－电容

R1～R19－电阻

R1’～R19’－电阻

TB2－相电压选通输入电路测试端子

TB5－相电流选通输入电路测试端子

图3。相电压、电流信号模拟乘电路：

图中：A7、A8－运算放大器

C9－电容

C10，C11－电容

T1～T4－晶体三极管

T5～T9－单结晶体管

R20～R54－电阻

TB3－乘法器零输入时波形测试端子

图4。（a）乘法器节拍脉冲发生器原理电路图：

图中：YF－与非门集成块

Z－石英晶振子

C14、C16－电容

C15－可调电容

R55、R56－电阻

TB6－节拍脉冲发生器输出测试端子

图4。（b）求和积原理电路图：

图中：A9－运算放大器