專利名稱：一種三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表.
(二)
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)和交通、冶金、化工等重工業(yè)和電氣化鐵路的發(fā)展， 影響電能質(zhì)量的因素越來越復(fù)雜，其中主要的就是電力諧波。這些非 線性負(fù)荷對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊和諧波，不但對電力系統(tǒng)設(shè)備和電網(wǎng)穩(wěn)定 安全運行構(gòu)成很大的危害，而且影響了傳統(tǒng)儀表對電能計量的合理性 和公正性。因此，具有諧波的監(jiān)測和計量的高精度多功能電能表成為 近年來電力部門重點推廣應(yīng)用的新一代電能計量新產(chǎn)品，也使電力部 門對電網(wǎng)質(zhì)量的實時監(jiān)測有了一定的手段和依據(jù)。
由于電力部門需要使用大量的諧波電能表，而國內(nèi)電力檢測部門、 計量部門、生產(chǎn)企業(yè)目前使用的標(biāo)準(zhǔn)電能表還不能對諧波電能表進(jìn)行 校準(zhǔn)和溯源，這就急需相應(yīng)的高等級諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表對其進(jìn)行檢定和 校準(zhǔn)。
(三) 發(fā)明內(nèi)容
鑒于目前使用的標(biāo)準(zhǔn)電能表還不能對諧波電能表進(jìn)行校準(zhǔn)和溯源的 不足，本實用新型提供一種對諧波電能表進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定的三相諧波標(biāo) 準(zhǔn)電能表。
本實用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是 一種三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電 能表，包括諧波電能計量模塊，所述的諧波電能計量模塊包括用于將輸入的不同幅值的交流電壓轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以接受的交流電壓小 信號的電壓變換單元、用于將輸入的不同幅值的交流電流轉(zhuǎn)換成模數(shù) 轉(zhuǎn)換器可以接受的交流電壓小信號的電流變換單元，所述的電壓變換
單元與將模擬電壓信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的第一 ADC轉(zhuǎn)換單元連接， 所述的電流變換單元與將模擬電壓信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的第二 ADC 轉(zhuǎn)換單元連接；所述的諧波電能計量模塊還包括DSP計算模塊，所述 的DSP計算模塊包括用于對第一 ADC轉(zhuǎn)換單元和第二 ADC轉(zhuǎn)換單 元輸入的數(shù)字信號進(jìn)行快速傅立葉變換后輸出整數(shù)次和1/4次諧波幅 值和諧波相位的FFT變換模塊、用于對FFT變換模塊輸出的諧波幅值 和諧波相位值進(jìn)行計算得出各諧波參數(shù)的幅值相位補償模塊，所述的 第一 ADC轉(zhuǎn)換單元和第二 ADC轉(zhuǎn)換單元均與所述的FFT變換模塊連 接，所述FFT變換模塊還與所述的幅值相位補償模塊連接；該三相諧 波標(biāo)準(zhǔn)電能表還包括一用于所述的諧波電能計量模塊與外界進(jìn)行通訊 的通訊模塊，所述的通訊模塊連接用于顯示各諧波參數(shù)的顯示屏及人 機交互模塊，該通訊模塊還包括用于與外部控制設(shè)備連接的RS232接 □。
進(jìn)一步，所述的顯示屏為或LCD顯示屏TFT顯示屏。
進(jìn)一步，所述的人機交互模塊為計算機。
進(jìn)一步，所述的計算機采用Windows CE操作系統(tǒng)。
進(jìn)一步，所述的計算機采用觸摸屏作為輸入設(shè)備；所述的計算機
內(nèi)具有數(shù)據(jù)存儲器和USB接口 。
本實用新型在使用時，把其接入三相測量系統(tǒng)后，電壓變換單元
和電流變換單元會根據(jù)接入電壓電流信號的幅值選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，把外部輸入的電壓電流信號變換成與之相對應(yīng)的ADC轉(zhuǎn)換單元可以接 受的電壓信號；第一ADC轉(zhuǎn)換單元、第二 ADC轉(zhuǎn)換單元把輸入的模 擬電壓信號經(jīng)過量化后變成數(shù)字信號輸入DSP計算模塊；DSP計算模 塊中的FFT變換模塊把輸入的ADC數(shù)字信號經(jīng)過FFT (快速付利葉 變換)后獲得輸入電壓、電流信號的整數(shù)次和1/4次諧波幅值、諧波 相位值；這些諧波幅值和諧波相位值經(jīng)過幅值相位補償模塊計算后就 得到了準(zhǔn)確的諧波電壓幅值、電流諧波幅值、諧波相位、諧波有功功 率、諧波無功功率、正向諧波電能、反向諧波電能、總諧波電能這些 參數(shù)，這些參數(shù)經(jīng)過通訊模塊的傳輸可在顯示屏上顯示出來。人機交 互模塊用于進(jìn)行操作各種控制指令，例如顯示諧波電壓幅值、電流諧 波幅值、諧波相位、諧波有功功率、諧波無功功率、正向諧波電能、 反向諧波電能、總諧波電能等參數(shù)選擇，電壓、電流量程轉(zhuǎn)換等。通 訊模塊中的RS232接口其作用是采用雙工的通訊模式接收通過外部控 制設(shè)備對本設(shè)備進(jìn)行控制的命令，如設(shè)置電壓、電流量程；也根據(jù)外 部控制命令向外部控制設(shè)備送出各種諧波測量參數(shù)的數(shù)值，如諧波電 壓幅值、電流諧波幅值、諧波相位、諧波有功功率、諧波無功功率、 正向諧波電能、反向諧波電能、總諧波電能等。
本實用新型的有益效果在于l.通過DSP計算模塊中的FFT變換 模塊和幅值相位補償模塊能對1-80整數(shù)次諧波和1/4次分?jǐn)?shù)次諧波的 各次電壓、電流諧波幅值、諧波相位、諧波有功功率、諧波無功功率 進(jìn)行0-360度范圍內(nèi)的準(zhǔn)確計量，并能區(qū)分諧波潮流的方向。2.通過 幅值相位補償模塊的計算，能輸出正向諧波電能、反向諧波電能、總 諧波電能，能對諧波電能、功率進(jìn)行代數(shù)和方式累加和絕對值方式累加。3.通過高精度的電壓變換單元、電流變換單元、ADC變換單元、 FFT變換模塊和幅值相位補償模塊，本標(biāo)準(zhǔn)表能夠達(dá)到很高的精度等 級。經(jīng)過國家計量科學(xué)研究院檢測，基波電能功率滿足0.02%準(zhǔn)確度 要求，諧波電壓電流幅值、諧波功率在1-60次范圍內(nèi)滿足0.02%準(zhǔn)確 度要求。4.采用windows CE操作系統(tǒng)，具有很強的可靠性和安全性， 并具很方便的人機操作界面，任何會使用桌面windows操作系統(tǒng)的人 均可以很方便的操作使用。5.采用觸摸屏方式進(jìn)行人機交互，采用這 種方式可以大大簡化操作步驟，操作十分簡單。6.采用高可靠性、方 便易用的文件管理系統(tǒng)。測量數(shù)據(jù)可以通過USB接口方便地從數(shù)據(jù)存 儲器轉(zhuǎn)移存儲在FLASH盤中。


圖1是本實用新型的原理框圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。 參照圖l， 一種三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，包括諧波電能計量模塊l，
所述的諧波電能計量模塊1包括用于將輸入的不同幅值的交流電壓轉(zhuǎn) 換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以接受的交流電壓小信號的電壓變換單元2、用于 將輸入的不同幅值的交流電流轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以接受的交流電壓 小信號的電流變換單元3，所述的電壓變換單元2與將模擬電壓信號 轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的第一 ADC轉(zhuǎn)換單元4連接，所述的電流變換單元3 與將模擬電壓信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的第二 ADC轉(zhuǎn)換單元5連接；所 述的諧波電能計量模塊1還包括DSP計算模塊6，所述的DSP計算模 塊6包括用于對第一 ADC轉(zhuǎn)換單元4和第二 ADC轉(zhuǎn)換單元5輸入的數(shù)字信號進(jìn)行快速傅立葉變換后輸出整數(shù)次和1/4次諧波幅值和諧波
相位的FFT變換模塊7、用于對FFT變換模塊7輸出的諧波幅值和諧 波相位值進(jìn)行計算得出各諧波參數(shù)的幅值相位補償模塊8，所述的第 一 ADC轉(zhuǎn)換單元4和第二 ADC轉(zhuǎn)換單元5均與所述的FFT變換模塊 7連接，所述FFT變換模塊7還與所述的幅值相位補償模塊8連接； 該三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表還包括一用于所述的諧波電能計量模塊1與外 界進(jìn)行通訊的通訊模塊9，所述的通訊模塊9連接用于顯示各諧波參 數(shù)的顯示屏10及人機交互模塊11，該通訊模塊9還包括用于與外部 控制設(shè)備連接的RS232接口 12。
本實施例中，所述的顯示屏10可選擇LCD顯示屏或TFT顯示屏。 本實施例中，所述的人機交互模塊11為計算機，該計算機采用 Windows CE操作系統(tǒng)，該計算機內(nèi)具有數(shù)據(jù)存儲器和USB接口 。
本實用新型在使用時，把其接入三相測量系統(tǒng)后，電壓變換單元 2和電流變換單元3會根據(jù)接入電壓電流信號的幅值選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋?把外部輸入的電壓電流信號變換成與之相對應(yīng)的ADC轉(zhuǎn)換單元可以 接受的電壓信號；第一ADC轉(zhuǎn)換單元4、第二ADC轉(zhuǎn)換單元5把輸 入的模擬電壓信號經(jīng)過量化后變成數(shù)字信號輸入DSP計算模塊6; DSP計算模塊6中的FFT變換模塊7把輸入的ADC數(shù)字信號經(jīng)過FFT (快速付利葉變換)后獲得輸入電壓、電流信號的整數(shù)次和1/4次諧 波幅值、諧波相位值；這些諧波幅值和諧波相位值經(jīng)過幅值相位補償 模塊8計算后就得到了準(zhǔn)確的諧波電壓幅值、電流諧波幅值、諧波相 位、諧波有功功率、諧波無功功率、正向諧波電能、反向諧波電能、 總諧波電能這些參數(shù)，這些參數(shù)經(jīng)過通訊模塊9的傳輸可在顯示屏10上顯示出來。人機交互模塊11用于進(jìn)行操作各種控制指令，例如顯示 諧波電壓幅值、電流諧波幅值、諧波相位、諧波有功功率、諧波無功 功率、正向諧波電能、反向諧波電能、總諧波電能等參數(shù)選擇，電壓、
電流量程轉(zhuǎn)換等。通訊模塊中的RS232接口 12其作用是采用雙工的 通訊模式接收通過外部控制設(shè)備對本設(shè)備進(jìn)行控制的命令，如設(shè)置電 壓、電流量程；也根據(jù)外部控制命令向外部控制設(shè)備送出各種諧波測 量參數(shù)的數(shù)值，如諧波電壓幅值、電流諧波幅值、諧波相位、諧波有 功功率、諧波無功功率、正向諧波電能、反向諧波電能、總諧波電能等。
權(quán)利要求1. 一種三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，其特征在于包括諧波電能計量模塊，所述的諧波電能計量模塊包括用于將輸入的不同幅值的交流電壓轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以接受的交流電壓小信號的電壓變換單元、用于將輸入的不同幅值的交流電流轉(zhuǎn)換成模數(shù)轉(zhuǎn)換器可以接受的交流電壓小信號的電流變換單元，所述的電壓變換單元與將模擬電壓信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的第一ADC轉(zhuǎn)換單元連接，所述的電流變換單元與將模擬電壓信號轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號的第二ADC轉(zhuǎn)換單元連接；所述的諧波電能計量模塊還包括DSP計算模塊，所述的DSP計算模塊包括用于對第一ADC轉(zhuǎn)換單元和第二ADC轉(zhuǎn)換單元輸入的數(shù)字信號進(jìn)行快速傅立葉變換后輸出整數(shù)次和1/4次諧波幅值和諧波相位的FFT變換模塊、用于對FFT變換模塊輸出的諧波幅值和諧波相位值進(jìn)行計算得出各諧波參數(shù)的幅值相位補償模塊，所述的第一ADC轉(zhuǎn)換單元和第二ADC轉(zhuǎn)換單元均與所述的FFT變換模塊連接，所述FFT變換模塊還與所述的幅值相位補償模塊連接；該三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表還包括一用于所述的諧波電能計量模塊與外界進(jìn)行通訊的通訊模塊，所述的通訊模塊連接用于顯示各諧波參數(shù)的顯示屏及人機交互模塊，該通訊模塊還包括用于與外部控制設(shè)備連接的RS232接口。
2. 如權(quán)利要求1所述的三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，其特征在于所述 的顯示屏為LCD顯示屏或TFT顯示屏。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，其特征在于-所述的人機交互模塊為計算機。
4. 如權(quán)利要求3所述的三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，其特征在于所述的計算機采用Windows CE操作系統(tǒng)。
5. 如權(quán)利要求4所述的三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，其特征在于所述 的計算機采用觸摸屏作為輸入設(shè)備。
6. 如權(quán)利要求4所訴的三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，其特征在于所述 的計算機內(nèi)具有數(shù)據(jù)存儲器和USB接口。
專利摘要一種三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表，包括諧波電能計量模塊，諧波電能計量模塊包括用于電壓變換單元、電流變換單元，電壓變換單元與第一ADC轉(zhuǎn)換單元連接，電流變換單元與第二ADC轉(zhuǎn)換單元連接；諧波電能計量模塊還包括DSP計算模塊，DSP計算模塊包括FFT變換模塊、用于對FFT變換模塊輸出的諧波幅值和諧波相位值進(jìn)行計算得出各諧波參數(shù)的幅值相位補償模塊。該三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表還包括一用于諧波電能計量模塊與外界進(jìn)行通訊的通訊模塊，通訊模塊連接顯示屏及人機交互模塊，該通訊模塊還包括用于與外部控制設(shè)備連接的RS232接口。本實用新型提供一種對諧波電能表進(jìn)行校準(zhǔn)和檢定的三相諧波標(biāo)準(zhǔn)電能表。
文檔編號G01R35/00GK201255768SQ200820164618
公開日2009年6月10日 申請日期2008年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月22日
發(fā)明者吳偉宗 申請人:慈溪偉吉電子有限公司