[发明专利]一种具有谐波测量的高准确度三相标准电能表

说明书

本发明提出了一种具有谐波测量的高准确度三相标准电能表，其三相电压信号取样电路、三相电流信号取样电路分别经过信号隔离电路与采样部分CPU的输入端相连，所述三相电流信号取样电路包括有源补偿电流互感器和程控运放电路，所述采样部分CPU的输出端分别与误差计算器、标准表脉冲输出电路相连，所述人机界面CPU、误差计算器通过过串口转RS‑485通信线与采样部分CPU连接，所述人机界面CPU与显示单元，键盘单元相连，所述被检表脉冲输入电路的输出端与误差计算器相连。该三相标准电能表扩展了小电流量程，能够提高小电流的测量精度，并且能够产生基波或谐波电能，可作为谐波电能表检验基波电能或谐波电能的标准。

技术领域

本发明涉及三相电能表的技术领域，特别是一种具有谐波测量的高准确度三相标准电能表。

背景技术

目前技术比较先进的高等级三相标准电能表是基于数字式采样，根据捕获到的频率和一个周波的采样点数发生采样频率，通过采样时序CPU采样三相电压和三相电流的波形点，通过计算得到电压、电流、有功功率、无功功率、功率因数、相位等电量。在这个计算过程中得到的电量都是全波的，无法得到基波和各次谐波的电量。针对各种谐波电能表的使用，这类标准电能表无法作为检定谐波电能表的标准器，现提出一种具有谐波测量的高准确度三相标准电能表。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种具有谐波测量的高准确度三相标准电能表，扩展了小电流量程，能够提高小电流的测量精度，并且能够产生基波或谐波电能，可作为谐波电能表检验基波电能或谐波电能的标准。

为实现上述目的，本发明提出了一种具有谐波测量的高准确度三相标准电能表，包括三相电压信号取样电路、三相电流信号取样电路、信号隔离电路，采样部分CPU，人机界面CPU，显示单元，键盘单元，误差计算器、被检表脉冲输入电路、标准表脉冲输出电路，所述三相电压信号取样电路、三相电流信号取样电路分别经过信号隔离电路与采样部分CPU的输入端相连，三相电压信号和三相电流信号分别输入到三相电压信号取样电路、三相电流信号取样电路中，所述三相电流信号取样电路包括有源补偿电流互感器和程控运放电路，有源补偿电流互感器包括一次绕组N、二次绕组N1和N2、补偿绕组N3和励磁绕组N4，所述一次绕组N与电流输入端子相连，二次绕组N1和N2通过继电器切换连接有采样电阻R，取样信号输入程控运放电路，补偿绕组N3与励磁绕组N4之间连接有一个补偿电路，所述采样部分CPU的输出端分别与误差计算器、标准表脉冲输出电路相连，所述人机界面CPU、误差计算器通过过串口转RS-485通信线与采样部分CPU连接，所述人机界面CPU与显示单元，键盘单元相连，所述被检表脉冲输入电路的输出端与误差计算器相连。

作为优选，所述三相电压信号取样电路包括电阻分压电路、程控运放电路、ADC转换电路和ADC基准电压电路，分压后的信号通过程控运放电路实现信号的放大，以适应ADC输入信号的满量程输入。

作为优选，所述三相电流信号取样电路还包括ADC转换电路和ADC基准电压电路。

作为优选，所述三相电压信号取样电路的电阻、三相电流信号取样电路的采样电阻R均采用VISHAY 公司生产的低温漂箔电阻，温度系数为0.05ppm/℃，ADC转换电路采用18位AD转换芯片AD7634，数据宽度为18-bit；ADC基准电压电路选用温漂极低的LM399H，温漂参数为0.5ppm /℃。

作为优选，所述二次绕组N1的匝数为200、N2的匝数为1800。

作为优选，所述信号隔离电路用于减少模拟电路与数字电路之间的信号干扰，三相电压、三相电流的输入电路均使用单独的电源进行工作，以减少相与相之间的信号干扰。

作为优选，所述采样部分CPU具有单精度浮点运算单元，用以缩短离散傅里叶变换时的运算时间。