CN103424728A - 单点校正电能表增益误差和相位误差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种单点校正电能表增益误差和相位误差的方法，本方法通过将输入负载设置为感性负载或容性负载，通过视在功率和功率因数的计算得出电能表增益误差校正和相位误差校正所需要的参数，从而简化了电能表校正流程，大大提高了电能表的生产效率。

Description

单点校正电能表增益误差和相位误差的方法

【技术领域】

本发明属于电力***测量领域，尤其适用于电子式电能表计量领域。

【背景技术】

智能电能表在大批量生产过程中，由于电能表中元器件间的离散偏差，被测电能表的增益和相位与设计值（即理论值，通常用等级更高的标准表的测量值作为理论值）相比存在误差，导致每块表的实际电量值与设计值存在偏差，因此在生产时需要对每块电能表的增益和相位进行校正。

传统的电能表校正方法是在额定电压Un和额定电流Ib下，先将标准表（即校表台）的功率因数设置为1.0，校正被校表的增益误差，然后再将校表台的功率因数设置为0.5L（或0.8C），校正被校表的相位误差。这种流程有两个缺点：一是需要切换校表台的设置，校表时间长，严重制约电表厂的生产效率；二是增益校正时相位误差还未校正，根据有功功率公式P=U×I×cos(0+Δθ),可知增益校正过程中存在cos(Δθ)的误差。

随着智能电能表的快速发展，核心元器件——计量芯片能提供的测量数据在不断增加，测量的准确度也在不断提高，本发明就是利用计量芯片的测量数据，通过计算手段实现单点校正增益误差和相位误差，不但能解决传统校表方式存在的增益校正误差，还能将校表流程缩短为原来的一半，这必将大大提高电表厂的生产效率。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种单点校正电能表增益误差和相位误差的方法，以解决传统校表方式存在的增益校正误差及校表效率低下的问题。

为实现上述目的，实施本发明的单点校正电能表增益误差和相位误差的方法包括如下步骤：

（1）将校表台的电压和电流分别设置为额定电压Un和额定电流Ib，输入负载设置为感性或容性；

（2）读取校表台的视在功率Sr与功率因数PFr；

（3）计算被校表的视在功率S，其中计算公式是

，P为从被校表读取的有功功率，Q为无功功率；

（4）计算被校表的功率因数PF，计算公式是PF=P/S；

（5）计算增益误差E=（S-Sr）/Sr与相位误差Δθ=cos^-1(PF)-cos^-1(PFr)；

（6）将增益误差和相位误差转化为电能表比差校正参数和角差校正参数，写入被校表相应的存储器中，从而完成增益误差和相位误差的校正。

依据上述主要特征，被校表的视在功率S还可通过如下公式计算得到，即S=U×I，其中U为从被校表读取的电压有效值，而I为电流有效值。

依据上述主要特征，将校表台的输入负载设置为感性负载时，输入负载通常为0.5L；将校表台的输入负载设置为容性负载时，输入负载通常为0.8C。

与现有技术相比较，本发明通过计算手段实现单点校正增益误差和相位误差，不但能解决传统校表方式存在的增益校正误差，还能将校表流程缩短为原来的一半，这必将大大提高电表厂的生产效率。

【附图说明】

图1为实施本发明的单点校正电能表增益误差和相位误差的方法的流程示意图。

【具体实施方式】

本发明涉及一种快速的单点校正电能表增益误差和相位误差的方法，其是利用在额定电压Un和额定电流Ib下校表台（即标准表）输入为感性负载（通常为0.5L）或容性负载（通常为0.8C）时，通过读取或计算标准表和被校表的视在功率和功率因数，并根据视在功率误差校正增益误差，根据功率因数误差反推出校正相位误差，其具体推理过程如下所述。

假设在额定电压Un和额定电流Ib下，校表台输入负载电流和电压夹角是θ(通常为60°超前或38°滞后)，被校电能表（即被校表）的电压和电流通道增益分别是Ku和Ki，此时被校表电压和电流有效值分别可表达为Ku×Un和Ki×Ib，另假设被校表电流和电压夹角为θ+Δθ，其中Δθ是由被校表引入的角度偏差，此时，

被校表的有功功率P可表达为：P=Ku×Ki×Un×Ib×cos(θ+Δθ)；

被校表的无功功率Q可表达为：Q= Ku×Ki×Un×Ib×sin(θ+Δθ)；

被校表的视在功率S可表达为：S= Ku×Ki×Un×Ib；

被校表的功率因数PF可表达为：PF=cos(θ+Δθ)。

对照标准表的有功功率Pr=Un×Ib×cosθ、无功功率Qr=Un×Ib×sinθ、视在功率Sr=Un×Ib和功率因数PFr=cosθ，可知有功功率P和无功功率Q的误差既与增益误差相关，又与相位误差相关。而视在功率S的误差只与增益误差相关，与相位误差不相关，在补偿时只需在被校表的所有功率通道引入Sr/S的增益。同理，功率因数只与相位误差相关，而与增益误差不相关，在补偿时只需在被校表的电流和电压间引入cos^-1(PFr)-cos^-1(PF)的相位。

由上所述，本发明提供一种单点校正电能表增益误差和相位误差的方法，请参阅图1所示，在具体实施时该方法包括以下步骤：

（1）将校表台（即标准输入源）的电压和电流分别设置为额定电压Un和额定电流Ib，输入负载设置为感性（通常为0.5L）或容性（通常为0.8C）；

（2）读取校表台的视在功率Sr与功率因数PFr；

（3）计算被校表的视在功率S，其中计算公式是

，P为从被校表读取的有功功率，Q为无功功率，或者S=U×I，其中U为从被校表读取的电压有效值，而I为电流有效值；

（4）计算被校表的功率因数PF，计算公式是PF=P/S；

（5）计算增益误差E=（S-Sr）/Sr；计算相位误差Δθ= cos^-1(PF)-cos^-1(PFr)；

（6）将增益误差和相位误差转化为电能表比差校正参数和角差校正参数，写入被校表的存储器（未图示）中，从而完成增益误差和相位误差的校正。

与现有技术相比较，本发明的电能表校正中仅需输入感性负载（通常为0.5L）或容性负载（通常为0.8C），即能通过视在功率和功率因数的计算得出电能表增益误差校正和相位误差校正所需要的参数，简化了校表流程，大大提高了电能表的生产效率。本发明对校正时输入的感性（或容性）负载的相角和频率不要求严格的60°（或38°）和50Hz（或60Hz），只要求校表台输出稳定的电压和电流源信号。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (3)

1.一种单点校正电能表增益误差和相位误差的方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

（1）将校表台的电压和电流分别设置为额定电压Un和额定电流Ib，输入负载设置为感性或容性；

（2）读取校表台的视在功率Sr与功率因数PFr；

（3）计算被校表的视在功率S，其中计算公式是，P为从被校表读取的有功功率，Q为无功功率；

（4）计算被校表的功率因数PF，计算公式是PF=P/S；

（5）计算增益误差E=（S-Sr）/Sr、相位误差Δθ=cos^-1(PF)-cos^-1(PFr)；

（6）将增益误差和相位误差转化为电能表比差校正参数和角差校正参数，写入被校表的存储器中，从而完成增益误差和相位误差的校正。

2.如权利要求1所述的单点校正电能表增益误差和相位误差的方法，其特征在于：被校表的视在功率S通过如下公式计算得到，即S=U×I，其中U为从被校表读取的电压有效值，而I为电流有效值。

3.如权利要求1所述的单点校正电能表增益误差和相位误差的方法，其特征在于：将校表台的输入负载设置为感性负载时，输入负载为0.5L；将校表台的输入负载设置为容性负载时，输入负载为0.8C。

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