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試論三相交直流指示儀表在電磁學(xué)計(jì)量校驗(yàn)的應(yīng)用
摘要:現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于電能的使用越來(lái)越廣泛，越來(lái)越多的家用電器，工業(yè)機(jī)械都在依靠電能來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。作為電磁學(xué)計(jì)量的重要工具，電能表的校驗(yàn)對(duì)于我國(guó)電力企業(yè)有著重要的意義。三相交直流指示儀表作為電磁學(xué)計(jì)量校驗(yàn)的重要工具，其在電能表計(jì)量校驗(yàn)中的應(yīng)用對(duì)于電磁學(xué)計(jì)量校驗(yàn)有著重要意義。文中就三相交直流指示儀表在電磁學(xué)計(jì)量校驗(yàn)中的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述。
關(guān)鍵詞:三相交直流指示儀表；電磁學(xué)；計(jì)量校驗(yàn)；應(yīng)用；電能表
現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于電能的需求不斷增加，電能表作為電力計(jì)量的重要儀表，其計(jì)量校驗(yàn)對(duì)于電力企業(yè)有著重要的作用。加快電磁學(xué)計(jì)量?jī)x表的校驗(yàn)，加強(qiáng)電磁學(xué)計(jì)量?jī)x表校驗(yàn)精度，對(duì)于我國(guó)電力系統(tǒng)的健康發(fā)展以及試用人員都有著重要的意義。
1.常用電磁學(xué)計(jì)量?jī)x表分析
常用電磁學(xué)計(jì)量?jī)x表中，常用的計(jì)量?jī)x表主要兆歐表、萬(wàn)能表、鉗形電流表。針對(duì)不同型號(hào)的儀表，其測(cè)量校驗(yàn)范圍也不相同。在使用過(guò)程中首先要針對(duì)測(cè)量條件選用等級(jí)相同儀表或檔位進(jìn)行測(cè)量。電能表作為電能計(jì)量的基礎(chǔ)工具，其良好的校驗(yàn)對(duì)于電力企業(yè)有著重要的意義。三相電能表校驗(yàn)裝置是電能表的標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)儀器設(shè)備，它對(duì)于我國(guó)電能計(jì)量有著重要的作用，是電力部門(mén)、電能表生產(chǎn)廠家和標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量部門(mén)不可缺少的標(biāo)準(zhǔn)儀器設(shè)備之一。目前，這種裝置的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，在原理和技術(shù)上都是成熟的，同時(shí)其自動(dòng)化水平和驗(yàn)表的精確度也正在不斷提高中。
2.三相交直流指示儀表在電磁計(jì)量校驗(yàn)中的應(yīng)用
本文以電能表校驗(yàn)作為基礎(chǔ)，對(duì)三相交直流指示儀表在電磁學(xué)計(jì)量?jī)x表校驗(yàn)的應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的論述與分析。
2.1傳統(tǒng)校驗(yàn)儀器在電能表校驗(yàn)分析
三相交直流指示儀表在電磁計(jì)量校驗(yàn)應(yīng)用最具代表性的是三相交直流指示儀表在電能表的校驗(yàn)。電能表的校驗(yàn)對(duì)于電力部門(mén)、電能表生產(chǎn)廠家以及計(jì)量部門(mén)是一向非常重要的工作，校驗(yàn)準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到這些部門(mén)與用電戶(hù)的切身利益。為了更好的分析其運(yùn)用，首先對(duì)電能表的校驗(yàn)原理與三相交直流指示儀表的工作原理等進(jìn)行分析。對(duì)電能表的校驗(yàn)是在被校表加上一定的電壓、電流，根據(jù)被測(cè)表的讀數(shù)與實(shí)際消耗電能相比從而得出被測(cè)表的誤差。不同等級(jí)的電能表校驗(yàn)裝置對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表有不同的要求，其中國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《交流電能表檢定裝置檢定規(guī)程JJG597一89》列出了各級(jí)電能表校驗(yàn)裝置對(duì)標(biāo)準(zhǔn)表的要求。程控式三相校表臺(tái)的流行結(jié)構(gòu)是由原有的半自動(dòng)化的校表臺(tái)演變而來(lái)的。在這種結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)的整個(gè)控制主要由主控單片機(jī)來(lái)完成。由控制單片機(jī)來(lái)負(fù)責(zé)獲取各種數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算，并向各個(gè)受控對(duì)象發(fā)送指令，整個(gè)系統(tǒng)的工作的運(yùn)行由它進(jìn)行協(xié)調(diào)。后臺(tái)計(jì)算機(jī)主要起數(shù)據(jù)存取、打印的功能。這種設(shè)計(jì)方案具有從原有系統(tǒng)升級(jí)簡(jiǎn)單，可以保證原有研究成果的最大利用;同時(shí)臺(tái)體可以在脫離計(jì)算機(jī)的情況下單獨(dú)工作。但這種工作方式也有著其較大的缺陷:由于整個(gè)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、運(yùn)算、控制等工作都在單片機(jī)的控制下進(jìn)行，此方案對(duì)單片機(jī)的要求較高，會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的故障率提高;同時(shí)這個(gè)方案又浪費(fèi)了后臺(tái)計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力，使其閑置;另外一方面，這個(gè)方案中控制單片機(jī)與后臺(tái)計(jì)算機(jī)都對(duì)系統(tǒng)有一定的控制能力，這樣容易產(chǎn)生控制實(shí)施時(shí)的語(yǔ)義不清，從而使系統(tǒng)發(fā)生故障。因此，采用新技術(shù)生產(chǎn)的三相交直流指示儀表對(duì)電能表進(jìn)行校驗(yàn)可以有效的避免傳統(tǒng)校驗(yàn)儀的弊端，減少校驗(yàn)誤差的幾率。
2.2三相交直流指示儀表組成及其各組建功能分析
目前較為先進(jìn)且成熟的程控式三相交直流指示儀表一般由由后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)、通訊控制單片機(jī)、三相程控?cái)?shù)字信號(hào)源、標(biāo)準(zhǔn)表、光電頭和誤差顯示模塊組成。采用標(biāo)準(zhǔn)表法對(duì)三相電能表進(jìn)行校驗(yàn)。通過(guò)對(duì)被測(cè)表和標(biāo)準(zhǔn)表加相同的電壓電流值，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)表記錄的電能數(shù)和被測(cè)表所記錄的電能數(shù)進(jìn)行比對(duì)，從而得出被測(cè)表的誤差數(shù)。其各模塊的功能分別為：標(biāo)準(zhǔn)表是采用標(biāo)準(zhǔn)表法進(jìn)行校驗(yàn)，標(biāo)準(zhǔn)表等級(jí)要滿足裝置的等級(jí)要求�？梢赃x一個(gè)具有三個(gè)功率元件的三相電能表，也可選擇三個(gè)只具有一個(gè)功率元件的單相電能表。具有三個(gè)功率元件的三相電能表，三個(gè)功率元件產(chǎn)生三路模擬輸出相加后經(jīng)I用變換產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)表功率脈沖和。因此標(biāo)準(zhǔn)表在任一相為負(fù)功率而三相總功率為正時(shí)均可準(zhǔn)確測(cè)量。標(biāo)準(zhǔn)表具有四個(gè)電壓量程:60V、100V、200V、400V和至少一個(gè)電流程:SA。在進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)它的接線方式與被校表相同。標(biāo)準(zhǔn)表電壓回路接線及電壓量程的轉(zhuǎn)換由通訊控制單片機(jī)控制繼電器自動(dòng)完成轉(zhuǎn)換。三相程控?cái)?shù)字信號(hào)源的主要功能是在通訊控制單片機(jī)的控制之下，根據(jù)不同的要求產(chǎn)生精確的三相電壓和電流信號(hào)。光電頭用以監(jiān)視被測(cè)表的運(yùn)行情況。每當(dāng)被測(cè)表轉(zhuǎn)一圈后，光電頭發(fā)出一個(gè)脈沖送給通訊控制單片機(jī)，當(dāng)被測(cè)表轉(zhuǎn)到用戶(hù)設(shè)定的圈數(shù)之后，后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)開(kāi)始計(jì)算被測(cè)表誤差。通訊單片機(jī)主要為后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)和前臺(tái)可控器件提供通信通道。即將由串口發(fā)來(lái)的指令進(jìn)行相應(yīng)的解碼后發(fā)給前臺(tái);另一方面，將前臺(tái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的編碼后發(fā)給后臺(tái)。通訊控制單片機(jī)主要根據(jù)后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令控制三相程控?cái)?shù)字信號(hào)源的開(kāi)始及停止工作。并根據(jù)后臺(tái)管理計(jì)算機(jī)發(fā)出的指令控制三相程控?cái)?shù)字信號(hào)源的接線方式及電壓電流量程的自動(dòng)轉(zhuǎn)換。將A一D采樣后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)控制計(jì)算機(jī)，并根據(jù)后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)運(yùn)算后的結(jié)果對(duì)電壓、電流源進(jìn)行調(diào)控。接收光電頭及標(biāo)準(zhǔn)表功率脈沖，并將數(shù)據(jù)傳送到后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。將誤差數(shù)據(jù)送到到顯示模塊。后臺(tái)控制計(jì)算機(jī)主要是負(fù)責(zé)控制整個(gè)校表裝置的工作和測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢(xún)和打印。
3.三相交直流指示儀表對(duì)于電能表校驗(yàn)的特點(diǎn)分析
三相交直流多功能校驗(yàn)裝置，是集電能表、交直流指示儀表和交直流電測(cè)量變送器三大檢定校驗(yàn)功能于一體的，集目前先進(jìn)技術(shù)于一身技術(shù)，功能齊全的校驗(yàn)裝置。一般采用大規(guī)模集成電路，其程控信號(hào)源采用數(shù)字合成技術(shù)和以多組高性能單片機(jī)為核心的微機(jī)控制系統(tǒng)。通過(guò)操作鍵盤(pán)，電壓、電流、相位、頻率數(shù)字化粗細(xì)調(diào)，對(duì)單、三相交直流有功無(wú)功功率表、電流、電壓、頻率、相位表、電測(cè)量變送器和各式電能表，實(shí)現(xiàn)規(guī)程、選點(diǎn)、單點(diǎn)校驗(yàn)。其具有數(shù)字合成技術(shù)和單片機(jī)控制系統(tǒng)；數(shù)碼顯示；配套采用國(guó)際先進(jìn)的雙磁芯零誤差電流互感器的多功能標(biāo)準(zhǔn)表。數(shù)字化粗細(xì)調(diào)，電流、電壓、頻率、相位一鍵到位，并且鍵盤(pán)顯示。專(zhuān)用程控鍵盤(pán)校表，無(wú)需計(jì)算機(jī)可實(shí)現(xiàn)規(guī)程、選點(diǎn)、單點(diǎn)校驗(yàn)。進(jìn)入單點(diǎn)校驗(yàn)狀態(tài)時(shí)可隨時(shí)改變校驗(yàn)點(diǎn)。寬量程，無(wú)須互感器，確保精度；檔位齊全，可自動(dòng)切換量程�？勺詣�(dòng)或手動(dòng)校驗(yàn)交流電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、頻率、相位表和直流儀表及交直流電測(cè)量變送器；兼校一塊電能表。具有自我保護(hù)功能，對(duì)電壓短路、電流開(kāi)路實(shí)現(xiàn)保護(hù)并報(bào)警。可與計(jì)算機(jī)連接進(jìn)行校驗(yàn)、數(shù)據(jù)處理、存儲(chǔ)、查詢(xún)、打印及管理。
結(jié)論
由于三相交直流指示儀表具有的多種特性，使其在電磁學(xué)校驗(yàn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣，已經(jīng)成為了電磁學(xué)校驗(yàn)儀器發(fā)展的重要方向，相信在未來(lái)幾年里更加嚴(yán)格的校驗(yàn)要求將為三相交直流指示儀表提供更加廣闊的發(fā)展空間。
參考文獻(xiàn)
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