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摘要：針對(duì)電能表測(cè)試儀在空載電流0.05A以下無法正確判斷電能表極性和相位的問題，設(shè)計(jì)了空載電能表計(jì)量巡檢測(cè)試儀。該測(cè)試儀由MCU微處理器、AD模數(shù)轉(zhuǎn)換器、LCD液晶顯示器、過零檢測(cè)電路、濾波器、采樣電壓互感器和放大器組成，比較二次電流、電壓回路中電壓信號(hào)的相位，180°時(shí)極性正確，反之極性不正確。該儀器操作簡(jiǎn)單、應(yīng)用范圍廣，適用于設(shè)備安裝、改造時(shí)計(jì)量裝置測(cè)量。

關(guān)鍵詞：電能表；空載電流；極性判斷；電壓信號(hào)

引言

在電能計(jì)量裝置巡檢過程中，當(dāng)回路空載運(yùn)行，即電能表的空載電流很小，0.05A以下時(shí)，電能表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試儀器均無法判斷電能表的極性和相位是否正確。對(duì)此研制了空載電能表計(jì)量巡檢測(cè)試儀[1-5]，可在空載電流0.05A以下時(shí)判斷電能表的極性和相位是否正確。

1電能表測(cè)試儀使用現(xiàn)狀

變電站在正常負(fù)荷接入前，線路負(fù)荷小，線路中電流很小，無法判斷電能計(jì)量裝置極性的正確性。表1中數(shù)據(jù)顯示6條線路在小電流情況下電能表測(cè)試儀無法判斷極性正確與否。如果電能表的極性不正確，將導(dǎo)致電能表丟失電量、漏計(jì)量，影響計(jì)量準(zhǔn)確性，因此需要設(shè)計(jì)1種可以在電流為0.05A以下時(shí)正確判斷極性的測(cè)試儀[6-10]。

2空載電能表計(jì)量巡檢測(cè)試儀設(shè)計(jì)及測(cè)試

2.1極性判斷原理

新型測(cè)試儀極性判斷原理是比較電流、電壓回路中電壓信號(hào)的相位，為180°則判斷為極性正確，反之極性不正確。

2.2硬件組成

測(cè)試儀由MCU（微處理器）、AD（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）、LCD（液晶顯示器）、過零檢測(cè)電路、濾波器、采樣電壓互感器和放大器組成。采用部件型號(hào)及功能見表2所示[12]。

2.3硬件電路設(shè)計(jì)

測(cè)試儀電路原理圖如圖1所示，過零檢測(cè)電路包括第一過零檢測(cè)電路GL1和第二過零檢測(cè)電路GL2。濾波器包括第一濾波器LB1、第二濾波器LB2、第三濾波器LB3、第四濾波器LB4。第一采樣電壓互感器TV1的一次側(cè)和第二采樣電壓互感器TV2的一次側(cè)分別與三相三線電壓互感器TV的二次側(cè)級(jí)聯(lián)并接，TV1的二次側(cè)極性端和TV2二次側(cè)極性端均等電位相連，AD轉(zhuǎn)換器與MCU通過總線連接，MCU輸出端與LCD相連。第一放大器FD1的輸入端和第二放大器FD2的輸入端分別與L1相電流互感器L1-TA和L3相電流互感器L3-TA的二次極性端S1連接，F(xiàn)D1的輸出端和FD2的輸出端分別通過LB3和LB4與AD轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，F(xiàn)D1的放大控制端和FD2的放大控制端分別與MCU的輸入輸出控制端連接[13]，實(shí)現(xiàn)電流信號(hào)放大倍數(shù)同步調(diào)節(jié)。LB1和LB2分別通過GL1和GL2與MCU的輸入端相連，過零檢測(cè)電路的作用是把正弦波變?yōu)門TL電平的方波傳至MCU，用來同步測(cè)量計(jì)算TV的相位[14-15]。

3模擬試驗(yàn)

如圖2所示，在實(shí)驗(yàn)室中，采用0.05級(jí)5000A/1A互感器、2kVA升流器和1kVA調(diào)壓器組成1個(gè)電流發(fā)生回路，模擬小電流，在0.0026A小電流情況下，測(cè)試儀可以判斷電能表極性。如表3所示，在1%Ian情況下，二次電流為0.05A，實(shí)際電流也是0.05A，極性正確；如果把Ia2個(gè)端子KD交換，則二次電流為-0.05A，極性錯(cuò)誤。表4中，在0.01%Ian的小電流情況下，二次電流為0.005A，實(shí)際電流也是0.005A，極性正確；如果把KD2個(gè)端子交換，則二次電流為-0.005A，極性錯(cuò)誤。

4現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

對(duì)豐鎮(zhèn)柏寶莊變電站、渾源窯變電站等進(jìn)行了電能表極性測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表5。該測(cè)試儀能夠在電流為0.05A以下時(shí)正確判斷極性。

5結(jié)語

針對(duì)目前市場(chǎng)上的電能表測(cè)試儀器在空載電流很小情況下無法判斷其極性的問題，設(shè)計(jì)了空載電能表計(jì)量巡檢測(cè)試儀，該儀器操作簡(jiǎn)單、實(shí)用，且無需另外提供電源，直接使用二次測(cè)試回路電源供電，解決了現(xiàn)場(chǎng)取電困難的問題，對(duì)變電站、進(jìn)出線間隔、設(shè)備更新改造以及新裝用戶裝置測(cè)量具有重要意義。

作者：閆廷俊 李梓宇 單位：烏蘭察布電業(yè)局