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1、(10)申请公布号 CN 103630871 A (43)申请公布日 2014.03.12 CN 103630871 A (21)申请号 201310659769.X (22)申请日 2013.12.09 G01R 35/04(2006.01) (71)申请人 国家电网公司 地址 100031 北京市西城区西长安街 86 号 申请人 华北电力科学研究院有限责任公司 北京化工大学 (72)发明人 袁瑞铭 王学伟 周丽霞 王琳 杨晓波 丁恒春 易忠林 钟侃 施冉 温丽丽 刘潇 (74)专利代理机构 北京三友知识产权代理有限 公司 11127 代理人 任默闻 (54) 发明名称 电子式电能表动态特性。
2、测试装置 (57) 摘要 本发明提供了一种电子式电能表动态特性测 试装置， 包括单片机、 可编程逻辑控制器件、 电压 电流互感器、 信号采样电路、 可控硅控制电路、 脉 冲整形电路、 脉冲计数电路及液晶显示电路 ； 三 相稳态电压电流信号经电压电流互感器和信号采 样电路后， 生成与三相稳态电压同频率的控制信 号 ； 可编程逻辑器件控制信号传送给可控硅控制 电路 ； 可控硅控制电路产生三相动态功率输出给 外部被测电能表 ； 外部被测电能表根据测量得出 电能值， 并输出电能脉冲传输给单片机 ； 单片机 计算被测电能表的动态误差。本发明实施例的电 子式电能表动态特性测试装置， 实现电能表在动 态负荷。
3、下计量特性的测量 ； 揭示了电子式电能表 在各种动态负荷模式下的动态误差特性启动特性 的测试。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 (10)申请公布号 CN 103630871 A CN 103630871 A 1/1 页 2 1. 一种电子式电能表动态特性测试装置， 其特征在于， 所述测试装置包括单片机、 可编 程逻辑控制器件、 电压电流互感器、 信号采样电路、 可控硅控制电路、 脉冲整形电路、 脉冲计 数电路以及液晶显示电路 ； 其中， 所述电压电流互感器。
4、连接所述信号采样电路， 所述信号采样电路连接所述可编程逻辑 控制器件， 所述可编程逻辑控制器件连接所述可控硅控制电路， 所述脉冲整形电路连接所 述脉冲计数电路， 所述可编程逻辑控制器件、 脉冲计数电路以及液晶显示电路都连接所述 单片机 ； 外部输入的三相电压电流信号经过所述电压电流互感器和信号采样电路后， 生成与所 述三相稳态电压同频率的控制信号 ； 所述可编程逻辑控制器件接收所述控制信号， 控制所述可控硅控制电路 ； 所述可控硅控制电路产生动态功率输出给外部被测电能表 ； 所述外部被测电能表根据所述动态功率测量得出电能值， 并输出电能脉冲， 经过所述 脉冲整形电路进行整形滤波后， 传输给所述。
5、脉冲计数电路 ； 所述脉冲计数电路对所述外部被测电能表输出的电能脉冲进行计数后， 传送给所述单 片机 ； 所述单片机采集标准电能表的输出脉冲， 计算所述被测电能表的动态误差 ； 所述液晶显示电路用于显示所述动态误差。 2. 根据权利要求 1 所述的电子式电能表动态特性测试装置， 其特征在于， 所述信号采 样电路用于将模拟信号变换为用于控制过程的数字信号。 3. 根据权利要求 1 所述的电子式电能表动态特性测试装置， 其特征在于， 所述可编程 逻辑控制器件为 CPLD XC9536。 4. 根据权利要求 1 所述的电子式电能表动态特性测试装置， 其特征在于， 所述单片机 为 SST89E516R。
6、D2 芯片。 5. 根据权利要求 1 所述的电子式电能表动态特性测试装置， 其特征在于， 所述测试装 置还包括电源模块， 连接于所述可编程逻辑控制器件和单片机， 用于提供电源。 6. 根据权利要求 1 所述的电子式电能表动态特性测试装置， 其特征在于， 所述测试装 置还包括看门狗电路， 连接于所述单片机， 用于所述单片机的复位。 权 利 要 求 书 CN 103630871 A 2 1/3 页 3 电子式电能表动态特性测试装置 技术领域 0001 本发明涉及电能表测试领域， 尤其涉及一种电子式电能表的动态特性测试装置。 背景技术 0002 近年来， 随着现代电力系统中动态负荷不断增加， 动态负。
7、荷电力用户引起电能计 量值减少的问题变得越来越突出与重要， 对现场使用的电能表， 迫切需要测试其电能计量 的动态特性。因此， 电能表的动态特性的测试成为亟待解决的新问题。 0003 为了确定电能表在实际应用中的动态误差特性， 最有效的方法是将电能表在实际 电网工况下进行试验。但实际电网工况下动态负荷的电流和功率因数剧烈变化， 使电能表 的测试激励信号不具有可控性， 从计量学的角度来看， 电能表动态误差的测量不具有重复 性， 因此不能够重复对比电能表的动态误差特性。 发明内容 0004 针对上述问题， 本发明实施例提供一种电子式电能表动态特性测试装置， 以解决 现有的电能表动态特性测试问题。 0。
8、005 为了达到上述目的， 本发明实施例提供一种电子式电能表动态特性测试装置， 包 括单片机、 可编程逻辑控制器件、 电压电流互感器、 信号采样电路、 可控硅控制电路、 脉冲整 形电路、 脉冲计数电路以及液晶显示电路 ； 其中， 所述电压电流互感器连接所述信号采样电 路， 所述信号采样电路连接所述可编程逻辑控制器件， 所述可编程逻辑控制器件连接所述 可控硅控制电路， 所述脉冲整形电路连接所述脉冲计数电路， 所述可编程逻辑控制器件、 脉 冲计数电路以及液晶显示电路都连接所述单片机 ； 外部输入的三相电压电流信号经过所述 电压电流互感器和信号采样电路后， 生成与所述三相稳态电压同频率的控制信号 ；。
9、 所述可 编程逻辑控制器件接收所述控制信号， 控制所述可控硅控制电路 ； 所述可控硅控制电路产 生动态功率输出给外部被测电能表 ； 所述外部被测电能表根据所述动态功率测量得出电能 值， 并输出电能脉冲， 经过所述脉冲整形电路进行整形滤波后， 传输给所述脉冲计数电路 ； 所述脉冲计数电路对所述外部被测电能表输出的电能脉冲进行计数后， 传送给所述单片 机 ； 所述单片机采集标准电能表的输出脉冲， 计算所述被测电能表的动态误差 ； 所述液晶 显示电路用于显示所述动态误差。 0006 进一步地， 在一实施例中， 所述信号采样电路用于将模拟信号变换为用于控制过 程的数字信号。 0007 进一步地， 在一。
10、实施例中， 所述可编程逻辑控制器件为 CPLD XC9536。 0008 进一步地， 在一实施例中， 所述单片机为 SST89E516RD2 芯片。 0009 进一步地， 在一实施例中， 所述测试装置还包括电源模块， 连接于所述可编程逻辑 控制器件和单片机， 用于提供电源。 0010 进一步地， 在一实施例中， 所述测试装置还包括看门狗电路， 连接于所述单片机， 用于所述单片机的复位。 说 明 书 CN 103630871 A 3 2/3 页 4 0011 本发明实施例的电子式电能表动态特性测试装置， 建立运用 CPLD 控制产生了动 态负荷测试激励信号， 实现电能表在动态负荷下计量特性的测量。
11、 ； 运用开发设计的装置， 搭 建电能表进行动态特性测试， 揭示了电子式电能表在各种动态负荷模式下的动态误差特性 启动特性的测试。 附图说明 0012 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据 这些附图获得其他的附图。 0013 图 1 为本发明实施例的电子式电能表动态特性测试装置的结构示意图。 具体实施方式 0014 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完。
12、 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0015 图 1 为本发明实施例的电子式电能表动态特性测试装置的结构示意图。如图所 示， 所述测试装置包括单片机 1、 可编程逻辑控制器件 2、 电压电流互感器 3、 信号采样电路 4、 可控硅控制电路 5、 脉冲整形电路 6、 脉冲计数电路 7 以及液晶显示电路 8 ； 其中， 0016 所述电压电流互感器3连接所述信号采样电路4， 所述信号采样电路4连接所述可 编程逻辑控制器件 2， 。
13、所述可编程逻辑控制器件 2 连接所述可控硅控制电路 5， 所述脉冲整 形电路 6 连接所述脉冲计数电路 7， 所述可编程逻辑控制器件 2、 脉冲计数电路 7 以及液晶 显示电路 8 都连接所述单片机 1。 0017 外部输入的三相稳态电压电流信号经过所述电压电流互感器 3 和信号采样电路 4 后， 生成与所述三相稳态电压同频率的控制信号 ； 所述可编程逻辑控制器件 2 接收所述控 制信号， 控制所述可控硅控制电路 5 ； 所述可控硅控制电路 5 产生动态功率输出给外部被测 电能表 ； 所述外部被测电能表所述动态功率测量得出电能值， 并输出电能脉冲， 经过所述脉 冲整形电路 6 进行整形滤波后，。
14、 传输给所述脉冲计数电路 7 ； 所述脉冲计数电路 7 对所述外 部被测电能表输出的电能脉冲进行计数后， 传送给所述单片机 1 ； 所述单片机 1 采集标准电 能表的输出脉冲， 计算所述被测电能表的动态误差 ； 所述液晶显示电路 8 用于显示所述动 态误差。 0018 在本实施例中， 所述信号采样电路 4 用于将模拟信号变换为用于控制过程的数字 信号。 0019 在本实施例中， 所述可编程逻辑控制器件 2 为 CPLD XC9536。 0020 在本实施例中， 所述单片机 1 为 SST89E516RD2 芯片。 0021 在本实施例中， 所述测试装置还包括看门狗电路 9， 连接于所述单片机 。
15、1， 用于所 述单片机 1 的复位。 0022 在本实施例中， 所述测试装置还包括电源模块 10， 连接于所述可编程逻辑控制器 说 明 书 CN 103630871 A 4 3/3 页 5 件 2 和单片机 1， 用于提供电源。 0023 在利用上述的电能表动态特性测试装置进行误差测试时， 首先要建立动态负 荷电能序列激励的数学模型， 在此基础上进行动态误差的测量。在本发明中， 采用 OOK （On-Off-Key） 通断控制方式将稳态电流信号转换为动态负荷电流信号， 并且， 采用电能序 列激励方式计算电能表的动态负荷电能， 上述计算方法属于本领域技术人员所熟知的， 因 此本发明中不再赘述。 。
16、0024 本发明实施例的电子式电能表动态特性测试装置， 建立运用 CPLD 控制产生了动 态负荷测试激励信号， 实现电能表的动态特性测量 ； 运用开发设计的装置， 搭建实验平台， 对电能表进行动态误差测试， 揭示了电子式电能表在各种动态负荷模式下的动态误差的性 能。 0025 本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述， 以上实施例 的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想 ； 同时， 对于本领域的一般技术人员， 依据本发明的思想， 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处， 综上所述， 本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。 说 明 书 CN 103630871 A 5 1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 103630871 A 6 。