宽量程标准电能表的设计

何建新，李立雄

（1.广东省计量科学研究院，广东广州，510000；2.广州市格宁电气有限公司，广东广州，510000）

0 引言

在电能计量检定工作开展的过程中，经常需要进行宽范围电流测试研究，为了确保测试数据的连续有效性，因此在测试过程中电流不能进行电流档位换挡；而目前国内外主要的标准表为了保证宽量程测量精度以及性价比的需要均设置了多个档位；尽管部分厂家宣称宽量程设计单其只是在一次采用单匝或多匝CT采样，因而一次无需换挡设计，但二次还是进行了3档、4档甚至更多档位设计，在测试过程无可避免的面对档位切换带来的数据损失，特别是动态变化大的电流信号采集无法精准测量，其原理框图如图1所示。

图1 常规标准电能表原理框图

由于电子电路的科技发展，针对标准电能表电流换档及信号采集、处理进行优化设计处理，真正的宽量程标准电能表是可以实现的，采用最新的电子器件，从采样CT、AD、FPGA、DSP、ARM、工控机进行优化组合设计，理论上就可以实现。其原理框图如图2所示。

图2 宽量程标准电能表原理框图

1 电流采样电路

电流采样是标准表研制的关键一环，它直接影响整机的性能，是关键中的关键。为了确保电压输入通道的电隔离性，同时确保幅值及相位的准确性；因此电流通道采用双极铁芯电流互感器采样电流信号；通过有源阻抗的矢量电压合成来消除互感器测量误差的方法，带补偿绕组的双级互感器的电流测量原理如图3所示。……