專利名稱：一種提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電能計量技術(shù)，具體涉及一種提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的
>J-U ρ α裝直。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有對電網(wǎng)進行電能計量的裝置是電能表，而普遍使用的電能表所采用的電流互感器為基于電磁感應(yīng)定律的鐵芯式電流互感器，在一般的計量應(yīng)用中，該電流傳感器可以獲得較好的線性度、抗干擾性以及穩(wěn)定度，但當(dāng)受到?jīng)_擊負(fù)荷時，這種普通電路互感器因沒有較寬的量程而導(dǎo)致計量不準(zhǔn)確；并且，普通電能表針對寬動態(tài)范圍信號處理，通常采用普 通16位ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器+量程切換的方案，無論是對采樣點值進行判斷，還是依據(jù)波形有效值進行判斷，量程切換不可避免的需要引入反饋控制環(huán)節(jié)，具有時間遲滯效應(yīng)，引起計量誤差；而對于沖擊負(fù)荷具有頻繁變換特性的負(fù)荷，極可能因為反饋控制環(huán)節(jié)的反饋遲滯造成量程切換的誤控制，從而也引起計量誤差。另外，一般電能表工作時，電網(wǎng)的電壓、電流信號將分別經(jīng)過電能表的電壓、電流前置處理電路的調(diào)理后進入電能表的AD轉(zhuǎn)換單元，而電壓、電流信號經(jīng)過不同的前置處理電路后會產(chǎn)生不同的相移，導(dǎo)致進入AD單元的信號與原始信號之間存在附加的相位差，最終導(dǎo)致計量的不準(zhǔn)確。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題，就是提供一種提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置，可提高在諧波影響下電能計量的準(zhǔn)確度。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采取的技術(shù)方案如下一種提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置，包括用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號的電壓信號調(diào)理單元、用于對模擬小電壓信號進行濾波的電壓RC濾波相位匹配單元、用于將輸入電流轉(zhuǎn)換為模擬小電流信號的電流互感器、用于對模擬小電流信號進行調(diào)理的電流信號調(diào)理單元、用于將調(diào)理后模擬小電流信號進行濾波的電流RC濾波單元、用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于電壓電流值的數(shù)據(jù)處理單元，所述電壓信號調(diào)理單元與電壓RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓信號輸入端相連，所述電流互感器依次與電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電流信號輸入端相連，所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端與數(shù)據(jù)處理單元相連；所述電流互感器為零磁通電流互感器；通過電壓信號調(diào)理單元將外部電網(wǎng)電壓信號轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號，并由電壓RC濾波相位匹配單元對該模擬小電壓信號進行濾波；通過電流互感器將外部電網(wǎng)電流信號轉(zhuǎn)換為模擬小電流信號，并分別通過電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波相位匹配單元對該模擬小電流信號進行調(diào)理、濾波；再通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述模擬小電壓、小電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入數(shù)據(jù)處理單元，由數(shù)據(jù)處理單元計算得出電壓、電流、諧波電壓、諧波電流的有效值。[0007]本實用新型所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用24位的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器。本實用新型所述小電壓信號經(jīng)過電壓RC濾波相位匹配單元后具有電壓信號相位差，所述小電流信號經(jīng)過電流RC濾波相位匹配元后具有電流信號相位差，所述電壓信號相位差與電流信號相位差相等。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點(I)本裝置采用零磁通電流互感器，其次級電流能精確地反映初級電流的大小和相位，從而得到高精度電流互感器，并且在寬范圍內(nèi)的具有較優(yōu)的線性度及角差特性，適用于諧波影響下電能計量場合；(2)本裝置采用24位的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器具有寬頻率響應(yīng)，在高次諧波內(nèi)衰減很小，對有功功率的計量準(zhǔn)確度影響很小，提高了諧波影響下的計量準(zhǔn)確度；(3)電壓、電流分別對應(yīng)經(jīng)過電壓、電流RC濾波相位匹配單元后的相位差相等，提·高了計量準(zhǔn)確度。

圖I是本實用新型的連接示意圖；圖2是本實用新型電壓前置電路的電路圖；圖3是本實用新型電壓前置電路的相頻特性圖；圖4是本實用新型電流前置電路的電路圖。
具體實施方式
如圖I所示的一種提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置，包括用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號的電壓信號調(diào)理單元、用于對模擬小電壓信號進行濾波的電壓RC濾波相位匹配單元、用于將輸入電流轉(zhuǎn)換為模擬小電流信號的電流互感器、用于對模擬小電流信號進行調(diào)理的電流信號調(diào)理單元、用于將調(diào)理后模擬小電流信號進行濾波的電流RC濾波單元、用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于電壓電流值的數(shù)據(jù)處理單元，所述電壓信號調(diào)理單元與電壓RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓信號輸入端相連，所述電流互感器依次與電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電流信號輸入端相連，所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端與數(shù)據(jù)處理單元相連；所述電流互感器為零磁通電流互感器；通過電壓信號調(diào)理單元將外部電網(wǎng)電壓信號轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號，并由電壓RC濾波相位匹配單元對該模擬小電壓信號進行濾波；通過電流互感器將外部電網(wǎng)電流信號轉(zhuǎn)換為模擬小電流信號，并分別通過電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波相位匹配單元對該模擬小電流信號進行調(diào)理、濾波；再通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述模擬小電壓、小電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入數(shù)據(jù)處理單元，由數(shù)據(jù)處理單元計算得出電壓、電流、諧波電壓、諧波電流的有效值。ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用24位的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，采用此24-bit高精度的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其采樣精度與動態(tài)范圍均可大幅提高，經(jīng)仿真分析，在1% In電流點的因采樣引起的電能計量誤差縮減為-O. 015%，適用于O. 2s或O. 5s的高準(zhǔn)確度計量場合。外部電網(wǎng)的電壓、電流信號轉(zhuǎn)換為模擬小電壓、小電流信號后，再分別經(jīng)過電壓RC濾波調(diào)理單元、電流RC濾波調(diào)理單元進行濾波、調(diào)理，電壓、電流信號經(jīng)過不同的RC濾波調(diào)理單元后會產(chǎn)生不同的相移、Aq，導(dǎo)致進入ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的信號相位/與原始信號相位爐之間存在附加的相位差Δ^，即
權(quán)利要求1.一種提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置，其特征在于包括用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號的電壓信號調(diào)理單元、用于對模擬小電壓信號進行濾波的電壓Re濾波相位匹配單元、用于將輸入電流轉(zhuǎn)換為模擬小電流信號的電流互感器、用于對模擬小電流信號進行調(diào)理的電流信號調(diào)理單元、用于將調(diào)理后模擬小電流信號進行濾波的電流RC濾波單元、用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于電壓電流值的數(shù)據(jù)處理單元，所述電壓信號調(diào)理單元與電壓RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓信號輸入端相連，所述電流互感器依次與電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電流信號輸入端相連，所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端與數(shù)據(jù)處理單元相連；所述電流互感器為零磁通電流互感器； 通過電壓信號調(diào)理單元將外部電網(wǎng)電壓信號轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號，并由電壓RC濾波相位匹配單元對該模擬小電壓信號進行濾波；通過電流互感器將外部電網(wǎng)電流信號轉(zhuǎn)換為模擬小電流信號，并分別通過電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波相位匹配單元對該模擬小電流信號進行調(diào)理、濾波；再通過ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器將所述模擬小電壓、小電流信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后輸入數(shù)據(jù)處理單元，由數(shù)據(jù)處理單元計算得出電壓、電流、諧波電壓、諧波電流的 有效值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置，其特征在于所述ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用24位的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置，其特征在于所述小電壓信號經(jīng)過電壓RC濾波相位匹配單元后具有電壓信號相位差，所述小電流信號經(jīng)過電流RC濾波相位匹配元后具有電流信號相位差，所述電壓信號相位差與電流信號相位差相等。
專利摘要本實用新型公開了一種提高諧波影響下電能計量準(zhǔn)確度的裝置，包括用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為模擬小電壓信號的電壓信號調(diào)理單元、電壓RC濾波相位匹配單元、用于將輸入電流轉(zhuǎn)換為模擬小電流信號的電流互感器、電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波單元、用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器、用于電壓電流值的數(shù)據(jù)處理單元，電壓信號調(diào)理單元與電壓RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電壓信號輸入端相連，電流互感器依次與電流信號調(diào)理單元、電流RC濾波相位匹配單元、ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的電流信號輸入端相連，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號輸出端與數(shù)據(jù)處理單元相連；電流互感器為零磁通電流互感器。本實用新型可提高在諧波影響下電能計量的準(zhǔn)確度。
文檔編號G01R22/06GK202486210SQ201120576288
公開日2012年10月10日 申請日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者江偉斌, 胡文杰, 趙言濤, 陳金玲, 駱盛軍 申請人:廣東電網(wǎng)公司韶關(guān)供電局