电能表计量性能试验影响量试验装置的实现

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摘要：在现在的电网当中，对于非线性负载的使用是越来越多，这样就给电网带来了很大的谐波污染，对于电网的经济安全稳定的运行会造成很大的影响，同时谐波污染还会对电能表的计量引入一些附加的误差。为了能够更加方便和高效的开展在谐波的影响之下对电能表的误差检测，就需要对电能表的谐波影响实验装置进行一些新的研究和开发。

关键词：电能表 误差检测 计量 谐波影响

在我国现行的一些电能表的国际标准和国家标准当中，对于各种影响量引起的误差限是有明确规定的，其中两个比较重要的实验项目就是直流和偶次谐波的影响实验以及奇次和次谐波影响实验。在相应的国标当中对于试验波形和试验线路的要求只提供了一部分，然后对于装置的硬件实现却没有全部的指明，这样就为开展电能表的一些实验造成了一些困难。本文主要就是对电能表的计量性能试验影响量实验装置进行了一定的介绍。

1 实现谐波影响试验装置方案的一些比较

我国之前有过一些相关的文献对于搭建谐波影响试验装置进行报道，相关的文献就指出对和次谐波以及奇次谐波的频谱进行相关的分析，这样就可以最终得到各个谐波相应的相位数据以及幅值，然后再使用功率源，而这些功率源是具有谐波源的设置功能，最后在对各次谐波进行叠加，这样就可以实现和次谐波以及奇次谐波。

当然也可以通过一些类似的实验来完成，主要就是可以采用电能的功率标准源来进行相关的模拟实验然后产生奇次谐波信号。首先就要应用matlab来进行仿真，这样就可以获得奇次谐波的一些波形数据，然后再根据所得到的各个谐波相应的相位数据以及幅值在电能的功率标准源上进行合成。这样的实验也就提供了一种实现谐波影响试验装置的方案，但是这个实现的方案还是存在着很多的不足之处，比如对于多表位的大批量检测就没有办法进行，而且检测的过程和接线的过程都是比较的复杂。还有另外的一种方法就是通过对常规的电能表检定装置进行相应的改造，主要就是对一些具体的硬件进行改动，然后再结合一些相关的软件来实现谐波影响试验装置。而这种谐波影响试验装置的实现方案，在最开始的时候并没有对谐波影响试验装置功能进行很好的规范，而且技术水平是比较的低。

本文主要介绍的就是一种采用DSP构成的系统来做为相应的硬件平台，然后采用相关的软件可以产生六相信号，包括了三相电流信号以及三相电压信号。这样的谐波影响试验装置的实现方案在合成谐波信号的时候速度非常的快，而且对于电流、电压、相位以及频率的调节细度非常高。

2 谐波影响试验装置的系统设计方法

本文所介绍的谐波影响试验装置主要就是由标准表、测试电源以及误差计算这样几个部分组成，其中测试电源主要是由波形板所产生的六路稳定性比较高的谐波以及正弦波信号，而且测试电源还可以调节和控制每相信号的相位、频率以及幅度。还有就是三路电压信号源可以通过开关型的功率进行放大，然后通过升压变压器产生的交流电压最终输出，而这个交流电压则可以作为被测电表的工作电压。而另外的三路电流信号源则是可以通过开关型的电流功率的放大器进行放大，然后经过变流器输出电流，这个输出的电流就作为被测电表的试验电流。

谐波影响试验装置的硬件系统设计。电路的硬件主要是以DSP来作为处理核心，然后对六个芯片DAC8541产生的谐波和正弦波进行控制，在对各路正弦波的幅值进行控制的时候主要是用D/A（DAC8534）来完成的，其中对于各路信号的幅值是可以进行单独控制的。而CPLD（XC96288）主要就是对发生电能的脉冲、地址信号的译码以及DSP时序的发生负责。在这些电路硬件当中，DSP处理器是核心部分，主要的工作就是发生波形，然后对电流的各次谐波信号的相位数据和幅值进行分析、计算以及处理。

谐波影响试验装置的软件系统设计。DSP处理器是核心部分，主要的工作就是发生波形，然后对电流的各次谐波信号的相位数据和幅值进行分析、计算以及处理。

这个程序主要就分为了两层，底层主要就是对波形数据的计算以及对DSP程序的驱动，主要就包括了上层对浮点型的数据进行处理时所需要调用到的函数包以及各次谐波数据的处理。而这一部分的程序主要的特点就是可以利用非常高效的代码利用率来最终的完成对于各个数据的分析以及计算。而上层程序其实也就是主程序，这部分的程序主要就是通过C语言的编写而形成的，上层程序主要是由波形方式部分的数据表以及数据通信处理的缓冲区这样两个部分组成。上层程序的一个构成总体框架主要还是借鉴的操作系统的构成框架，所以上层程序的核心部分还是多任务的调度器，这个多任务的调度器可以对多个任务进行分时的执行，在完成数字波形发生的时候非常的快速和高效。

3 结束语

本文主要就是从电能表的准确度要求有关的影响量试验要求项目的一些具体的检测需求以及电能表的性能试验国际标准中出发，对这些项目现在的一些试验装置进行了比较，然后提出了新装置的设计以及实现的方案，这个设计和实现的方案主要采用的硬件平台是DSP，试验所需要的谐波信号合成的速度是非常快的，而且检测的过程也是全部自动化，整个功能都是集成在电能表的计量自动检测系统上面，在检测的过程当中可以同时进行多表位的检测，这样对于完善以后的电能表计量检测试验就可以提供很大的便利。

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