谐波电能计量的比差与角差校正方法

分压电路、电流互感器(TA)的比例误差和电流互感器的相角误差是谐波电能计量装置误差的主要来源.本文在分析谐波电能计量的电压、电流信号采集与调理等效电路基础上,建立了谐波条件下的电能计量比差、角差的误差模型,提出了谐波电能计量的比差与角差修正方法;针对宽量程仪用电流互感器的非线性误差,通过多项式曲线拟合得到了修正模型,据此提出了选取曲线拐点作为电能计量校准点的比差、角差分段线性化校正方法,提高了全测量范围内的谐波电压、谐波电流和谐波电能计量准确度.在本文算法基础上研制的三相多功能谐波电能表的基波有功误差≤0.2%,基波无功误差≤1%,2～21次谐波电压测量误差≤2%、谐波电流测量误差≤5%、谐波相位测量误差≤5°,满足GB/T-14549-93的A类谐波测量仪器要求.     

基于Kaiser窗频谱校正的介质损耗因数测量

采用基本窗函数和广义余弦窗函数对信号加权的谐波分析法可减轻非整周期截断对介质损耗因数tanδ测量的影响,但其效果受到窗函数固定旁瓣性能的制约.Kaiser窗可定义一组可调的窗函数,自由选择主瓣与旁瓣衰减之间的比重,因此能全面地反映主瓣与旁瓣衰减之间的交换关系.本文讨论了Kaiser窗的旁瓣特性,提出了基于Kaiser窗双谱线插值FFT的tanδ测量方法,运用多项式拟合求出了实用的插值修正公式,推导了信号初相角及tanδ的计算式.仿真结果表明,Kaiser窗函数抑制频谱泄漏效果好,基于Kaiser窗的双谱线插值FFT方法克服了谐波干扰、基波频率波动、采样频率变动、采样时间长度变化及白噪声对tanδ测量的影响,且设计实现灵活,测量结果精确、稳定,可用于介质损耗因数tanδ的离线测量与在线监测.     

基于单芯片架构的三相电子式电能表设计

针对市场对高可靠性低成本的三相电子式电能表的需求,设计了一种基于71M6513H的单芯片结构三相电子式电能表,介绍了电表的结构和工作原理,详细阐述了利用电阻分压网络、CT与电阻网络获得测量信号并通过内部集成ADC采样的电能表数据采集电路,以及以71M6513H内部集成MCU为核心的测量数据后续处理方法,探讨了电能计量的比差、角差校正以及温度补偿方法;检验表明,文中设计的三相电子式电能表在全波条件下有功测量误差≤0.2%,无功测量误差≤1%,满足IEC62053和ANSIC12.20对三相电子式电能表的性能与功能要求。