一种半波整流电路的电能计量装置的制作方法

本发明涉及电能计量技术领域，尤其涉及一种半波整流电路的电能计量装置。

背景技术：

电能计量是电力企业生产、科研和经营管理不可缺少的一项重要基础性工作。电能计量的公正性、准确性涉及国家、电力企业和广大电力客户的合法权益。长期以来由于种种原因，实际运行过程中电能计量装置发生漏计、准确度超差的现象时有发生，其中负载性质的影响十分明显。

随着电力电子技术的快速发展，各种以二极管或可控硅为主的整流电路广泛应用于工业电解、电力机车、电力拖动、轧钢等行业。

由于半导体元件(二极管或可控硅等)的非线性特性，经它们整流后流过负载(假定为纯阻性)是一种包含了基波(50HZ)以及多次谐波的非线性电流，而目前在工业现场大量使用的电能计量装置用于此类负载的电能计量却会产生不容忽视的误差。

技术实现要素：

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种半波整流电路的电能计量装置及操作方法，能够降低误差，确保公平性和合理性。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种半波整流电路的电能计量装置，所述电能计量装置包括三相隔离变压器、交流接触器、时间控制器、两个三相四线电能表、三个铁芯式交流互感器、三个空芯式交流互感器、三个二极管、三个负载以及三个可控开关；其中，

所述三相隔离变压器包括初级线圈和次级线圈；其中，所述三相隔离变压器的初级线圈外接三相三线交流工频电压源，所述三相隔离变压器的次级线圈采用三相四线制，且三相之其任一相均通过所述交流接触器上的一常开触点开关与相应的一二极管及一负载串接后连接于所述三相四线制的零线上；

所述两个三相四线电能表之其一通过对应套接于所述三相隔离变压器的次级线圈三相线上的三个铁芯式交流互感器与所述三相隔离变压器的次级线圈相连，所述两个三相四线电能表之其另一通过对应套接于所述三相隔离变压器的次级线圈三相线上的三个空芯式交流互感器与所述三相隔离变压器的次级线圈相连；

所述时间控制器与所述交流接触器的线圈控制端相连；其中，当所述时间控制器启动时，实现控制所述交流接触器上的三个常开触点开关均处于闭合状态；当所述时间控制器停止时，实现控制所述交流接触器上的三个常开触点开关均处于断开状态；

每一二极管均相应的并接有一可控开关。

其中，当每一二极管上并接的可控开关均处于闭合状态，且所述交流接触器上的三个常开触点开关均处于闭合状态时，所述两个三相四线电能表采集到的电流波形均为正弦波，且波形重合。

其中，当每一二极管上并接的可控开关均处于断开状态，且所述交流接触器上的三个常开触点开关均处于闭合状态时，所述两个三相四线电能表之中对应所述三个铁芯式交流互感器的三相四线电能表采集到的电流波形为畸变的半波波形，所述两个三相四线电能表之中对应所述三个空芯式交流互感器的三相四线电能表采集到的电流波形为标准的半波波形。

其中，所述三个空芯式交流互感器均采用罗氏线圈电流互感器。

其中，所述三个罗氏线圈电流互感器均相应的串接有一选频电路，且每一选频电路的输出波形均为标准的正弦波。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明直观的方式展示非线性负载对于电能计量误差的影响，揭示了采用空芯式电流互感器计测半波整流电路有功电度的技术优势和可行性，降低了非线性电流带来的误差，保障了电能计量的公平性和合理性。

附图说明

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，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明实施例提供的半波整流电路的电能计量装置的电路连接示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

如图1所示，为本发明实施例中，提供的一种半波整流电路的电能计量装置，该电能计量装置包括三相隔离变压器T、交流接触器KM、时间控制器KT、两个三相四线电能表M1和M2、三个铁芯式交流互感器CTA、三个空芯式交流互感器CTB、三个二极管D、三个负载R以及三个可控开关L；其中，

三相隔离变压器T包括初级线圈和次级线圈；其中，三相隔离变压器T的初级线圈外接三相三线交流工频电压源U，三相隔离变压器T的次级线圈采用三相四线制(即三相隔离变压器T采用Δ/Y型，包括三相A、B、C和零线N)，且三相(如三相A、B、C)之其任一相均通过交流接触器KM上的一常开触点开关J与相应的一二极管D及一负载R串接后连接于三相四线制的零线N上；

两个三相四线电能表之其一(如三相四线电能表M1)通过对应套接于三相隔离变压器T的次级线圈三相线上的三个铁芯式交流互感器CTA与三相隔离变压器T的次级线圈相连，两个三相四线电能表之其另一(如三相四线电能表M2)通过对应套接于三相隔离变压器T的次级线圈三相线上的三个空芯式交流互感器CTB与三相隔离变压器T的次级线圈相连；

时间控制器KT与交流接触器KM的线圈控制端相连；其中，当时间控制器KT启动时，实现控制交流接触器KM上的三个常开触点开关J均处于闭合状态；当所述时间控制器KT停止时，实现控制交流接触器KM上的三个常开触点开关J均处于断开状态；

每一二极管D均相应的并接有一可控开关L。

更进一步的，当每一二极管D上并接的可控开关L均处于闭合状态，且交流接触器KM上的三个常开触点开关J均处于闭合状态时，两个三相四线电能表M1和M2采集到的电流波形均为正弦波，且波形重合。

更进一步的，当每一二极管D上并接的可控开关L均处于断开状态，且交流接触器KM上的三个常开触点开关J均处于闭合状态时，两个三相四线电能表之中对应三个铁芯式交流互感器CTA的三相四线电能表M1采集到的电流波形为畸变的半波波形，两个三相四线电能表之中对应三个空芯式交流互感器CTB的三相四线电能表M2采集到的电流波形为标准的半波波形。

更进一步的，三个空芯式交流互感器CTB均采用罗氏线圈电流互感器，且三个罗氏线圈电流互感器还可以均相应的串接有一选频电路，且每一选频电路的输出波形均为标准的正弦波。

本发明实施例中的半波整流电路的电能计量装置的工作原理为：

用时间继电器KT设定主回路的工作时间，交流接触器KM设定主回路的工作模式，两块型号相同的三相四线电能表计量M1和M2分别采用铁芯式电流互感器CTA和空芯式电流互感器CTB得到的有功电度，并通过示波器显示电压、电流波形。具体使用方法如下：

(1)当外接的三相三线交流工频电压源U给三相隔离变压器T通电后，启动时间继电器KT，使得交流接触器KM线圈接通220V电源，交流接触器KM的三个常开触点开关J处于闭合状态，使得半波整流电路的电能计量装置开始工作；

(2)三相四线电能表M1和M2开始计数，当时间继电器KT预设时间到达后停止，使得交流接触器KM的三个常开触点开关J处于断开状态，三相半波整流电路停止工作，三相四线电能表M1和M2停止计数。

本发明实施例中的半波整流电路的电能计量装置具体实现的功能如下：

a、短接三个二极管D(即控制三个可控开关L均处于闭合状态)，使得两个三相四线电能表M1和M2所采集到的的电流波形均为正弦波，且波形重合；

b、不短接三个二极管D(即控制三个可控开关L均处于断开状态)，使得与三个铁芯式交流互感器CTA相连的三相四线电能表M1中采集到的电流波形为畸变的半波波形，以及使得与三个空芯式交流互感器CTB相连的三相四线电能表M2中采集到的电流波形为标准的半波波形；

c、将三个空芯式交流互感器CTB均增加一选频电路，可以实现选出半波整流电路中的基波成份；其中，选频电路的输出波形变为标准正弦波；

d、将带有选频电路的三个空芯式交流互感器CTB和传统的三个铁芯式交流互感器CTA调整为同一变比，并接入同样大小的电压信号，可以实现观察到两个电能表M1和M2在相同时间内的示数变化。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明直观的方式展示非线性负载对于电能计量误差的影响，揭示了采用空芯式电流互感器计测半波整流电路有功电度的技术优势和可行性，降低了非线性电流带来的误差，保障了电能计量的公平性和合理性

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。