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三相電能表校驗(yàn)儀電力部門大部分的普及

概述

是我公司總結(jié)十多年來(lái)生產(chǎn)電子型電能表檢驗(yàn)裝置的經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)出的一種新型便攜式三相電能表檢驗(yàn)裝置。該裝置采用*FPGA和DSP技術(shù)，使裝置電路超大規(guī)模集成化，電路簡(jiǎn)單化，可靠性提高；接線簡(jiǎn)捷、操作方便；體積小、重量輕，運(yùn)輸方便。

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功能和特點(diǎn)

1、本裝置設(shè)計(jì)依據(jù)

(1)《交流電能表檢定裝置檢定規(guī)程JJG597-89》

(2)《中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 11150-2001電能表檢驗(yàn)裝置》

(3)《交流電能表檢定規(guī)程JJG307-88》

2、功能

本裝置為交流儀表檢驗(yàn)裝置，內(nèi)部設(shè)有三相寬量限多功能標(biāo)準(zhǔn)表可供校驗(yàn)各類單、三相交流電能表。

3、特點(diǎn)

(1)裝置采用單相電源供電，方便用戶使用；

(2)*功放形式，既有開(kāi)關(guān)功放的率，亦有線性功放的高質(zhì)量輸出；

(3)多重保護(hù)系統(tǒng)和跟蹤電源以及超大規(guī)模集成電路使裝置可靠性更高；

(4)0.1級(jí)內(nèi)置寬量限多功能標(biāo)準(zhǔn)表，省略了標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流互感器，使裝置更輕便,而且能對(duì)各種電能表進(jìn)行四象限檢定, 并具有90°無(wú)功，60°無(wú)功和三線、四線真無(wú)功標(biāo)準(zhǔn)，能滿足各類無(wú)功表的檢定；

(5)校驗(yàn)采用菜單，液晶顯示，操作簡(jiǎn)單方便，脫離PC機(jī)可預(yù)選校驗(yàn)點(diǎn)(合元和分元；額定電流百分?jǐn)?shù)，COSф、潛動(dòng)、起動(dòng)等)進(jìn)行自動(dòng)校表試驗(yàn)；

(6)輸出電流范圍廣、功率大(0--20A)能滿足所有大小電流量限三相表的檢定需要；

(7)整機(jī)體積小、重量輕。

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主要技術(shù)指標(biāo)

1、裝置準(zhǔn)確度和標(biāo)準(zhǔn)配置：

(1)裝置準(zhǔn)確度等級(jí)：0.1級(jí)：

(2)裝置標(biāo)準(zhǔn)表(內(nèi)置式)：

(a)準(zhǔn)確度等級(jí)：(標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下)

有功電能表：0.1級(jí)

無(wú)功電能表：0.2級(jí)

相位表：±0.3°(1°～360°)

(b)溫度系數(shù)：

0.003%/K(0.1IB ≤I≤Imax, COSф=1.0) 

0.005%/K(0.1IB ≤I≤Imax, COSф=0.5L) 

(c)標(biāo)準(zhǔn)表量程：

電壓表：10V～600V

電流表：0.2A,2A,20A

頻率表：45HZ～65HZ

相位表：0～360°

2、三相電源量程及容量

(1)電壓量程：380V、220V、100V、57.7V；

(2)電流量程：(0.05-20)A；

(3)電壓回路容量：15VA；

(4)電流回路容量：每相20VA；

(5)掛表數(shù)量：一塊。

3、輸出調(diào)節(jié)范圍

(1)電壓、電流調(diào)節(jié)范圍：0～120%；

(2)相位調(diào)節(jié)范圍：0°～360°；

(3)頻率調(diào)節(jié)范圍：45HZ～65HZ。

4、輸出調(diào)節(jié)細(xì)度

(1)電壓、電流調(diào)節(jié)細(xì)度：0.01%；0.1%；1% 三檔；

(2)相位調(diào)節(jié)細(xì)度：0.01°，0.1°，1°三檔；

(3)頻率調(diào)節(jié)細(xì)度：0.01HZ。

5、輸出功率穩(wěn)定度：優(yōu)于0.02%/2min；

6、電壓、電流波形失真度：優(yōu)于0.5%；

7、絕緣

(1)輸出電壓、電流回路對(duì)外殼：>5MΩ；

(2)輸出電壓回路對(duì)電流回路  ：>5MΩ；

(3)電源對(duì)外殼：>5MΩ。

8、環(huán)境條件

工作溫度：    0℃～40℃

相對(duì)濕度：    ≤85%

9、工作電源

AC220V±15%

10、外觀尺寸及重量                 

外觀尺寸：    4U:  440mm X 180mm X 450mm

重量：     20Kg

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組成：

1、原理框圖：圖(一)

說(shuō)明：本裝置由我廠采用FPGA和DSP技術(shù)研制的控制信號(hào)系統(tǒng)和*開(kāi)關(guān)電源跟蹤技術(shù)研制的功率放大器組成,邏輯控制和信號(hào)部分主要由大規(guī)模集成電路芯片F(xiàn)PGA(可程控邏輯電路)、DSP(高速數(shù)據(jù)處理器)和多路D/A轉(zhuǎn)換電路組成。FPGA電路芯片可由程控組成系統(tǒng)中的誤差計(jì)數(shù)電路，控制所需的I/O口，產(chǎn)生三相電壓、電流信號(hào)的數(shù)字控制電路等，具有控制靈活、功能多、體積小、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。替代以往要數(shù)塊印制板、幾十個(gè)集成電路片的電路，再加上DSP數(shù)據(jù)處理器高速處理數(shù)據(jù)的強(qiáng)大功能相結(jié)合，一塊印制板就完成了三相信號(hào)的產(chǎn)生(包括迭加多次諧波)、幅度控制、調(diào)頻、移相，電壓、電流量程控制，多路誤差計(jì)算器、通訊等諸多功能。

2.功率放大器：

這套裝置中我廠研制了一種新型的功放電路，該功放既具有接近開(kāi)關(guān)功率放大器的率和線性功放的高指標(biāo) (失真度優(yōu)于0.5%)。由于效率提高、體積減小，再加上采用高可靠性的歐姆龍繼電器，我們把三相電壓功放和電流功放放在一個(gè)4U機(jī)箱內(nèi)，接線簡(jiǎn)單、檢修運(yùn)輸方便。

3.標(biāo)準(zhǔn)表：

裝置內(nèi)置三相寬量限多功能標(biāo)準(zhǔn)表：標(biāo)準(zhǔn)表常數(shù)在不同電壓和不同電流下是不同的，在作為裝置標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，常數(shù)是通過(guò)通訊口傳輸?shù)窖b置系統(tǒng)的。標(biāo)準(zhǔn)表準(zhǔn)確度0.1級(jí)。

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使用說(shuō)明：

1、裝置通電

(1)裝置電源插頭插入單相220V電源插座(電源插座必須有中性地，以確保人身安全)。

(2)將裝置電源開(kāi)關(guān)扳到ON位置，打開(kāi)電源，裝置自檢后，開(kāi)機(jī)直接進(jìn)入校表界面如圖(5)裝置默認(rèn)設(shè)置:合元，額定電壓100V，額定電流，三相四線有功，50Hz。

2、鍵盤顯示功能說(shuō)明

3、前面板接線端子說(shuō)明

(1)三相電壓端子：Ua、Ub、Uc、Un

(2)三相電流端子:  Ia(電流出)—Iao(電流入)

Ib(電流出)—Ibo(電流入)

Ic(電流出)—Ico(電流入)

(3)脈沖：被檢表脈沖輸入(配脈沖線)被檢表脈沖輸入類型：光電頭、電子表OC門、TTL電平。

4、鍵盤操作和液晶顯示界面說(shuō)明

鍵盤分兩部分：

(1)已定義鍵盤按鍵

①電流快捷鍵：800%à 5% 共10個(gè)快捷鍵，在允許升降信號(hào)的界面下，按下這些鍵在鍵值輸入框顯示當(dāng)前的電流百分比，如果超量程有提示，此時(shí)按鍵無(wú)效，再按“確認(rèn)執(zhí)行”鍵就可以升100%設(shè)定的額定電壓和相應(yīng)的百分比電流。注意安全操作，不要使電壓和電流超出儀表的大量程

②相位快捷鍵：0.5L，0.8L，1.0，0.8C，0.5C共5個(gè)，可以方便的改變相位；

③元件選擇鍵：A元，B元，C元，合元；

④制式切換鍵：Y有，Y無(wú)，Y真，V有，V無(wú)，V真；

注意：在V制式下，必須將Ub和Un端接

⑤升降信號(hào)鍵：Ua,Ub,Uc,U(電壓),Ia,Ib,Ic,I(電流),ф(相位),f(頻率)；

⑥調(diào)節(jié)細(xì)度鍵：微調(diào)信號(hào)幅度步長(zhǎng)；

⑦潛動(dòng)鍵：可以選擇120%，110%，100%，90%，80%，然后按“確認(rèn)執(zhí)行”升電壓；

⑧關(guān)斷鍵：可以立即降電壓電流信號(hào)；

⑨量程鍵：額定電壓，額定電流；

(2)未定義多功能鍵：在LCD兩邊的按鍵顯示菜單不同有不同功能，下面有具體說(shuō)明：

(一)、主菜單界面：如圖示(1)

在PC機(jī)未聯(lián)機(jī)的情況下，按“MENU”鍵(主菜單鍵)可進(jìn)入主菜單界面。通過(guò)按“↑”和“↓”鍵選擇不同的菜單項(xiàng)、再按“進(jìn)入”相應(yīng)的菜單。

(二)、電測(cè)儀表校驗(yàn)界面(監(jiān)視表界面)：

①．“制式”鍵：可以切換制式，如圖示(2)

“YP”(三相四線有功)，     “VP”(三相三線有功)，

“YQ”(三相四線90°無(wú)功)， “VQ”(三相三線60°無(wú)功)，

“YR” (三相四線真無(wú)功)，  “VR”(三相三線真無(wú)功)

②．“參數(shù)”鍵：可以設(shè)置相位，額定電壓，額定電流；如圖示(4)：

③．“調(diào)幅”鍵：可以升降電壓電流信號(hào)；如圖示(5)：

④．“校表”鍵：校驗(yàn)電能表(上電默認(rèn)界面)如圖示(6)：

1.“開(kāi)始”鍵：校驗(yàn)開(kāi)始,誤差顯示在Er1；

2.“結(jié)束”鍵：校驗(yàn)結(jié)束；

3.“分頻”鍵：查看和修改分頻系數(shù)；

4.“圈數(shù)”鍵：查看和修改檢驗(yàn)脈沖圈數(shù)；

5.“常數(shù)”鍵：查看和修改被檢表常數(shù)；

6.“鍵值”鍵：切換到數(shù)字鍵輸入狀態(tài)。

(三)、設(shè)置校驗(yàn)點(diǎn)界面：本系統(tǒng)多可設(shè)置8個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)。

1.“潛動(dòng)”鍵：進(jìn)入潛動(dòng)百分比選擇界面；如圖示(7)

(1)“110%,100%,80%”鍵：設(shè)定百分比，按“確認(rèn)執(zhí)行”鍵可以設(shè)定潛動(dòng)電壓；

(2)“啟動(dòng)”鍵：設(shè)定啟動(dòng)校驗(yàn)，按“確認(rèn)執(zhí)行”鍵可以設(shè)定潛動(dòng)電壓；

2.“Ib%”鍵：設(shè)定校驗(yàn)點(diǎn)電流百分比，如圖示(8)通過(guò)按“NEXT”鍵切換電流百分比；

3．“分元”鍵：進(jìn)入選擇A元、B元、C元,合元界面；如圖示(9)

4.“COSΦ”鍵：進(jìn)入選擇相位界面；如圖示(10)通過(guò)2、3、4三個(gè)選項(xiàng)設(shè)置一個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)，按“確認(rèn)執(zhí)行”鍵即可。如增加一個(gè)“A 0.8L 100%”校驗(yàn)點(diǎn)顯示界面；如圖示(11)

5.“時(shí)鐘”鍵：設(shè)置被檢表時(shí)鐘頻率(此項(xiàng)為可選功能項(xiàng))輸入被檢表時(shí)鐘頻率，按“時(shí)鐘”鍵，再按“確認(rèn)執(zhí)行”鍵即可。

注：規(guī)程定義10分鐘累計(jì)日計(jì)數(shù)誤差，實(shí)際上對(duì)于小于1Hz的脈沖(如0.1Hz)，將圈數(shù)設(shè)置為1即可，而對(duì)于大于1Hz的脈沖，將圈數(shù)設(shè)置為10即可。本系統(tǒng)可計(jì)量的時(shí)鐘頻率為0.01Hz--65535Hz。

(四)、刪除校驗(yàn)點(diǎn)界面：如圖示(12)假定已經(jīng)有8個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)，通過(guò)按“↑”，“↓”鍵選擇要?jiǎng)h除的項(xiàng)，再按“確認(rèn)執(zhí)行”鍵即可刪除一個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)，下面的校驗(yàn)點(diǎn)依次上移。

(五)、電能表自動(dòng)校驗(yàn)界面：

1.“制式”鍵：進(jìn)入校表界面下的切換制式界面；

2.“量程”鍵：進(jìn)入校表界面下的額定電壓額定電流等設(shè)置界面；如圖示(13)

①．“EU”鍵：設(shè)置額定電壓量程；

②．“EI”鍵：設(shè)置額定電流量程；

③．“類型”鍵：設(shè)置電表類型(感應(yīng)式、電子式之間切換)；

④．“等級(jí)”鍵：設(shè)置電表等級(jí)(0.1，0.2，0.5，1，2，3之間輪流切換)；

⑤.“CT”鍵：設(shè)置電表是否帶互感器，帶互感器在“屬性”中顯示CT；

⑥.“止逆”鍵：設(shè)置電表是否帶有止逆器，帶止逆器在“屬性”中顯示止逆；

以上③到⑥選項(xiàng)在做啟動(dòng)、潛動(dòng)試驗(yàn)時(shí)設(shè)置有效。

3.“參數(shù)”鍵：進(jìn)入校表界面下的校表參數(shù)設(shè)置界面；如圖示(14)

①．“調(diào)表”鍵：校表時(shí)自動(dòng)換點(diǎn)(設(shè)為0)或調(diào)表(設(shè)為1)；

②．“增加”鍵：增加校驗(yàn)點(diǎn)，進(jìn)入設(shè)置校驗(yàn)點(diǎn)界面；如圖示(11)

③．“刪除”鍵：刪除校驗(yàn)點(diǎn)，進(jìn)入刪除校驗(yàn)點(diǎn)界面；如圖示(12)

4.“校表”鍵：進(jìn)入自動(dòng)校表界面；如圖示(15)

①．“開(kāi)始”鍵：自動(dòng)校表開(kāi)始；

②．“換點(diǎn)”鍵：強(qiáng)制切換到下一個(gè)校驗(yàn)點(diǎn)；

③．“結(jié)束”鍵：自動(dòng)校表結(jié)束；

④ “表1”，“表2”，“表3”鍵：選擇校驗(yàn)表位；

(六)、諧波設(shè)置界面：如圖示(16)增加諧波(，但幅度應(yīng)小于100%)：

1.“U”鍵：設(shè)置電壓諧波；

2.“I”鍵：設(shè)置電流諧波；

3.“UI”鍵：設(shè)置電壓、電流諧波；

4.“增刪”鍵：增加或刪除已設(shè)置好的諧波項(xiàng)；如圖示(17)

5.“次數(shù)”鍵：需要增加的諧波次數(shù)，電壓電流多可以各增加5種諧波；

6.“相位”鍵：需要增加的諧波的相位；

7.“幅度”鍵：需要增加的諧波幅度；5,6,7設(shè)置好后，按“確認(rèn)執(zhí)行”鍵才可以增加。

按“”鍵(界面切換鍵)，即可退出增加諧波界面回到信號(hào)界面。(注意：此時(shí)系統(tǒng)將要重新計(jì)算新的波形數(shù)據(jù)，而不響應(yīng)任何其它操作，大約1分鐘后恢復(fù)正常)。

(七)、矢量圖界面：查看電壓和電流之間的相位關(guān)系；

(八)、諧波圖界面：查看電壓和電流的諧波分析結(jié)果；

5．后面板說(shuō)明：

(1)標(biāo)頻口(fL)：內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)表的低頻輸出口(默認(rèn))，供檢定標(biāo)準(zhǔn)表時(shí)用；

(2)通訊口：RS232通訊口；

(3)接地短路插頭：裝置電子地和大地短路插口；

6．各類電能表檢定移相特性和監(jiān)視表顯示特性：

三相三線有功表

三相三線無(wú)功表(60°)

三相四線有功表

三相四線無(wú)功表(90°)

三相三線真無(wú)功表

三相四線真無(wú)功表

說(shuō)明：

(a)、有的電子式表在SinΦ=1檢定無(wú)功表時(shí)無(wú)脈沖無(wú)法檢表，故程序上移相改成89°。

(b)、在檢定三相三線表有功、無(wú)功表合元0.5L(0.5C)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)表和被檢表有一組功率為零附近，可能會(huì)影響精度，故有意錯(cuò)開(kāi)1°。

(c)、檢定三相四線無(wú)功表時(shí)，電壓表顯示的是線電壓。

7.裝置保護(hù)

(1).保護(hù)范圍：

電壓回路短路，電流回路開(kāi)路，過(guò)載或其他異常狀態(tài)。

(2).報(bào)警方式：

裝置在運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)不斷地檢測(cè)三相電壓、電流功放的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)工作異常會(huì)自動(dòng)降下已升起的電壓、電流，并在顯示屏上顯示故障地點(diǎn)，如：A相電壓功放故障顯示“UA報(bào)警 ”，并發(fā)出斷續(xù)聲響信息，以提示操作者處理。

(3).報(bào)警處理：

(a).操作者先確認(rèn)顯示指示的是哪個(gè)單元故障；

(b).按操作面板任意鍵，報(bào)警聲音會(huì)自動(dòng)終止；

(c).如果是電壓功放報(bào)警，注意檢查相應(yīng)輸出回路有無(wú)短路。如果是電流回路報(bào)警，注意檢查相應(yīng)電流回路是否開(kāi)路；

(d).外部接線檢查正常，可按20%試遞升故障相信號(hào),如一切正?？赡苁峭饨鐝?qiáng)烈擾動(dòng)引起的報(bào)警，如一升到某幅值就報(bào)警、應(yīng)檢查相應(yīng)功放箱內(nèi)插件及插件上元件；

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注意事項(xiàng)：

1.裝置與PC機(jī)聯(lián)機(jī)：裝置通訊插頭與PC機(jī)232口聯(lián)結(jié)時(shí)，必須在裝置斷電下進(jìn)行，拔下時(shí)通訊插頭也必須在臺(tái)體斷電下進(jìn)行。

2.用計(jì)算機(jī)自動(dòng)檢表時(shí)，請(qǐng)操作者注意計(jì)算機(jī)各類提示，一定要在計(jì)算機(jī)通知已確認(rèn)降下電壓、電流并且裝置指示電壓、電流降為零的狀態(tài)下，才能進(jìn)行拆、裝表工作，以確保人身安全。

3.裝置保護(hù)：裝置電源和功放電路都分別設(shè)有過(guò)壓、過(guò)流多重保護(hù)措施，可確保在電壓回路短路和電流回路開(kāi)路時(shí)的裝置安全。裝置在遇到上述故障時(shí)會(huì)自動(dòng)降下電壓或電流，并在相應(yīng)監(jiān)視窗口發(fā)出故障報(bào)警信號(hào)，請(qǐng)按下裝置任意鍵確認(rèn)，找出原因后再重新檢表。

4.檢定三相多功能表無(wú)功輸出時(shí)，請(qǐng)首先確認(rèn)該表無(wú)功是真無(wú)功還是90°(或60°)無(wú)功，否則在分元校驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大誤差。

5.關(guān)機(jī)：裝置關(guān)機(jī)時(shí)，先確保電壓、電流降為零，后按下總電源開(kāi)關(guān)，切斷裝置電源。

6.測(cè)量裝置絕緣和耐壓試驗(yàn)時(shí)，務(wù)必?fù)芟卵b置上的接地短路插頭(在裝置后面板上)。裝置正常運(yùn)行和測(cè)試時(shí)短路插頭應(yīng)插上。

7.檢測(cè)裝置穩(wěn)定度和誤差時(shí)，應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)的接地端子和標(biāo)準(zhǔn)表電壓低電位(UN)聯(lián)起來(lái)再接裝置外殼以防止工頻泄漏引起拍頻，影響測(cè)試結(jié)果。

8.在使用高于100V交流電壓輸出時(shí)請(qǐng)注意人身和設(shè)備安全，不要在升起高壓后觸及帶電部位，另外使用中盡量注意避免在升起電壓和電流后有電壓回路短路和電流回路開(kāi)路的情況發(fā)生，(特別在高壓狀況下)以免造成對(duì)裝置的沖擊(盡管有保護(hù)電路也盡量避免)撿表完成后要將電壓、電流降為零后再關(guān)機(jī)。關(guān)機(jī)后應(yīng)切斷裝置進(jìn)線電源后再離開(kāi)。

9.以上功能和技術(shù)參數(shù)均可能被修改，以實(shí)際出廠產(chǎn)品為準(zhǔn)。