自動時延和幅度補償方法及使用該方法的電度計量裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及用于電度計量裝置的自動時延和幅度補償方法及裝置，該方法包括自動時延和幅度補償，測量和儲存時延和幅度補償曲線，尋取工作點的補償系數及數字化電度運算等步驟。該裝置包括電流、電壓通道，取樣保持和模數轉換單元，運控單元，非易失性儲存器，功率脈沖輸出接口，數碼顯示器、振蕩晶體和直流電流，該發明專利技術優點是自動相位補償更為簡單，微機運算時間短，可采用低精度，價廉的電流和電壓互感器經自動補償后取得高精度的計量裝置。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及以自動時延和幅度補償來糾正交流電度計量裝置的相位誤差和幅度誤差的方法和采用該方法的電度計量裝置，特別是涉及用于數字式全電子電度計量裝置的自動相位和幅度誤差補償方法及采用該方法的數字式。全電子電度計量裝置。本專利技術涉及的
;全電子式電度表;智能電度表的電度測量系統;數字化自動相位和幅度補償技術及其在電能計量系統中的應用。現有技術現有的全電子式電度表，包括微機化的智能電度表，絕大多數仍采用模擬電子線路構成的電度測量系統。例如國際上電子電度表主要制造商之一，法國的Schlumberger Industries生產的各種全電子電度表，包括帶微處理器的多功能電度表，迄今均仍采用模擬乘法電路，低通濾波器及壓-頻轉換器構成的電度測量系統。并末將表內微機的數字運算能力用于電度測量。上述以模擬乘法電路及壓頻轉換電路構成的電度測量系統有以下缺點為保證精度，要用激光微調等工藝對電度運算電路的補償網絡仔細的調較，工藝復雜，設備投資大;由于上述電度運算電路不能解決電流、電壓互感器的誤差補償，必須采用高精度的電壓、電流傳感器，使電表成本增大;在電度表出廠以后不能夠對電度計量系統的精度進行重新調校。最近，已有完全以微處理機實現全數字化電度計量系統的電度表，如中國技術專利ZL92209607.4‘電匙式智能電度表’的電度計量系統(見本專利技術人申請并已授權)。這種全數字化的電度計量系統不僅充分利用了智能化電度表中微處理器的數字運算能力來取代，模擬乘法器和壓頻轉換器的電度運算功能，而且還可以對電度表的信號傳感部份，包括電流互感器及電壓互感器的相位及幅度誤差進行數字化的自動補償(詳見，本專利技術人提出的中國專利技術專利申請94100987.4‘自動相位幅度補償方法及使用該方法的電度計量裝置’)。在本專利技術申請中提出一種新的自動補償電度表相位誤差的方法，即自動時延補償方法，詳細說明了實現該種自動時延補償方法的三種可能的硬件配置和工作模式，以及測量時延和幅度補償曲線的方法，本專利技術申請還包括采用自動時延和幅度補償方法的電度計量裝置和實施例。與前述專利技術專利申請94100987.4所提出的自動相位補償法相比，本專利技術的自動時延補償法有以下特點(1)可利用單片微機中定時器(Timer)功能，通過對取樣電路的取樣時刻的調節來自動補償相位誤差，因此在相位補償的運算控制方面比前述專利申請94100987.4的自動相位補償法更簡單，可節省微機的運算時間;(2)特別適用于采用分時取樣的多通道模數轉換器的數字化電度表。本專利技術專利申請的自動時差補償與前專利申請94100987.4的自動相位補償方法均可以根據實際的硬件配置和補償特性的需要，單獨使用或混合使用。本專利技術之目的及效果在于1.提出一種適合于數字化電度計量系統的自動相位和幅度補償方法，以提高該電度計量系統的精度;2.利用智能電度表內的單片微機對相位和幅度誤差進行數字化的補償，以免去復雜昂貴的模擬式補償網絡及免用激光微調等昂貴的工藝;3.通過數字化的相位和幅度補償，免去電度計量裝置內的可調節元件，如電位器等從而消除由這類可調元件造成的變差;4.通過數字化的相位和幅度補償，在電度計量裝置的生產調校和運行復校時可很方便的實現全計算機化的高速電子調校，節省校表時間。本專利技術的方法可用于單相及三相全電子數字式有功及無功電度表，也可用于發電廠和變電所的功率、電度變送器、功率因數表、最大需量表、負荷記錄儀及負荷控制器等裝置。采用本專利技術的自動時延和幅度補償方法效果顯著，以一采用低精度的電流互感器及電壓互感器的電度表為例，該電度表在未采用本專利技術的自動時延和相位補償時，按IEC1036標準測得的最大電度誤差達到±10%。在加上了本專利技術的自動時延和幅度補償后，最大誤差減至±0.5%以內。下面將結合附圖對本專利技術所述的方法和使用該方法的裝置作出進一步的描述。各個附圖的圖面說明如下附圖說明圖1A表示本專利技術的‘自動時延和幅度補償方法’所適用的數字式全電子電度計量的基本硬件框圖。圖1B表示本專利技術的自動時延補償方法工作模式1所需要的取樣保持和模數轉換單元106的硬件配置。圖1C表示本專利技術的自動時延補償方法工作模式2和工作模式3所需要的取樣保持和模數轉換單元106的硬件配置。圖1D表示本專利技術的自動時延補償方法的工作模式3的取樣保持電路的輸出信號波形。圖2表示一采用本專利技術的‘自動時延和幅度補償方法’的電度計量裝置的硬件框圖。圖3表示電流及電壓信號經過電流及電壓通道時出現的時延差。圖4A表示一未采用自動時延補償的電度計量裝置的電度相位誤差與供電電壓的關系曲線。圖4B表示采用了自動時延補償的同一電度計量裝置的電度相位誤差的變化范圍。圖5A表示電壓時延補償曲線圖5B表示電流時延補償曲線圖5C表示電壓幅度補償曲線圖5D表示電流幅度補償曲線圖6A表示根據實測工作電壓幅值Uymr從電壓時延補償曲線求取該工作電壓下的電壓時延補償值圖6B表示根據實測工作電流幅值Ixmr從電流時延補償曲線求取該工作電流下的電流時延補償值圖6C表示根據實測工作電壓幅值Uymr從電壓幅度補償曲線求取該工作電壓下的電壓幅度補償系數圖6D表示根據實測工作電流幅值Ixmr從電流幅度補償曲線求取該工作電流下的電流幅度補償系數圖7表示用于測量時延補償曲線和幅度補償曲線的手動校表系統設備框圖。圖8A為一采用本專利技術的‘自動時延和幅度補償方法’的三相電度表實施例的電流和電壓通道原理線路圖。圖8B為一采用本專利技術的‘自動時延和幅度補償方法’的三相電度表實施例的取樣保持模數轉換電路，單片微機及其他附屬電路的原理線路圖。本專利技術的‘自動時延和幅度補償方法’包括以下主要內容及步驟(1)自動時延補償本專利技術以對全電子數字化電度計量裝置TWHRM100的電流、電壓信號通道104，105的輸出信號iX(t)、uY(t)進行取樣的時間差來自動補償該裝置100的電流、電壓信號通道104，105所造成的電流、電壓信號時延差。用此方法來消除因電流、電壓信號經過電流、電壓信號通道104，105時的時延差所造成的電度計量誤差。(2)自動幅度補償本專利技術以數字化幅度補償運算來自動補償所述電度計量裝置100的電流、電壓信號，經過電流、電壓信號通道104，105時的幅度失真。用此方法來消除因電流、電壓信號幅度失真所造成的電度計量誤差。(3)測量時延補償曲線上述步驟(1)中對電流、電壓通道104，105的輸出信號iX(t)、uY(t)進行取樣的時間差tcomp和所測電壓、電流幅值Uym，Ixm的關系曲線，稱為時延補償曲線。(4)測量幅度補償曲線測取由上述步驟(2)中所述的用于數字化幅度補償運算的電壓幅度補償系數g及電流幅度補償系數h各自與所測電壓、電流幅值Uym，Ixm的關系曲線，即幅度補償曲線。(5)儲存時延及幅度補償曲線上述步驟(3)(4)所測得的時延及幅度補償曲線要儲存在該被校準的電度計量裝置100的非易失性儲存器108內。(6)按工作電壓、電流找工作點的補償系數。在該儲有其本身的時延補償和幅度補償曲線的電度計量裝置100工作時，自動按其一段工作時期內的被測電壓和電流幅值，從其補償特性曲線上找出當時所需的取樣時差tcomp值及電壓、電流幅度補償系數值，用于步驟(1)和(2)。(7)數字化的電度運算所述電度計量本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于電度計量裝置的自動時延和幅度補償方法，其特征在于，該方法包括下述步驟：（１）自動時延補償，用于對所述電度計量裝置１００的電流、電壓信號通道１０４、１０５的輸出信號ｉ↓［ｘ］（ｔ）、ｕ↓［ｙ］（ｔ）進行取樣的時間差來自動補償該裝置 的電流、電壓信號時延差，以消除該時延差所造成的電度計量誤差；（２）自動幅度補償，用于自動補償所述電度計量裝置１００的電流、電壓信號經過電流，電壓信號通道１０４、１０５時的幅度失真，以消除因電流、電壓信號幅度失真所造成的電度計量誤差； （３）測量時延補償曲線，測取由步驟（１）中對電流、電壓信號通道１０４、１０５的輸出信號ｉ↓［ｘ］（ｔ）、ｕ↓［ｙ］（ｔ）進行取樣的時間差ｔ↓［ｃｏｍｐ］和所測電壓、電流幅值Ｕ↓［ｙｍ］、Ｉ↓［ｘｍ］的關系曲線，即時延補償曲線；（４）測量 幅度補償曲線，測取由步驟（２）中用于幅度補償運算的電壓幅度補償系數ｇ及電流幅度補償系數ｈ各自與所測電壓、電流幅度Ｕ↓［ｙｍ］、Ｉ↓［ｘｍ］的關系曲線，即幅度補償曲線；（５）儲存時延及幅度補償曲線，將上述步驟（３）、（４）所測得的時延及幅 度補償曲線儲存在該補校準的電度計量裝置１００的非易失性儲存器１０８內；（６）根據工作電壓、電流找出工作點的補償系數，在該儲有其本身的時延補償和幅度補償曲線的電度計量裝置１００工作時，自動按其一段工作時期內的被測電壓和電流幅值，從其補償特 性曲線上找出當時所需的取樣時差ｔ↓［ｃｏｍｐ］值及電壓，電流幅度補償系數值，用于上述步驟（１）和（２）；（７）數字化的電度運算，所述電度計量裝置１００在工作時經過上述步驟（６），（１），（２），對電流、電壓的每一取樣值進行時延及幅度校正 后的數字化電流、電壓取樣，最后以數字乘法及積分運算計算累計電度量。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：裴立凡，
申請(專利權)人：裴立凡，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]