【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电能计量领域，尤其是涉及到复杂电磁环境下电能表性能测试装置及方法。
技术介绍
1、随着科技的进步，电能替代的深入推进，生产生活中各类电子产品、电气设备越来越多，在各行各业得到广泛应用；现有的5g基站、分布式能源站、电动汽车无线充电站、冶炼厂等场景，含有的大功率、高工作频率的电气设备将产生复杂电磁环境干扰，使得计量设备运行环境更加恶化。此外，新型电力系统建设接入电力电子设备增多，也对电能计量装置抗复杂电磁环境干扰提出了更高的要求。
2、在现行的国家电网公司企业标准《q/gdw10364-2020单相智能电能表技术规范》和《q/gdw10827-2020三相智能电能表技术规范》中，明确要求开展工频磁场和恒定磁场影响试验，分别检验电能表在工频磁场和恒定磁场干扰下计量性能的准确性。电能表工频磁场影响试验，是测试电能表在有无工频磁场干扰下，计量误差的变化情况；具体是在参比条件下得到被试表的基本误差1，然后在工频磁场干扰下得到被试表误差2，要求两者之间的差值不应超过规定的限值。工频磁场干扰信号是由工频磁场发生器产生工频信号输出，在工频磁场线圈中心将产生所需强度的工频磁场干扰信号。试验时被试表放置于工频磁场线圈中心，同时还需改变被试表与工频磁场线圈之间的夹角，从而寻找出最敏感的误差值(误差最大)。电能表恒定磁场影响试验，是测试电能表在有无恒定磁场干扰下，计量误差的变化情况；具体是在参比条件下得到被试表的基本误差1，然后在恒定磁场干扰下得到被试表误差3，要求两者之间的差值不应超过规定的限值。恒定磁场干扰信号是通常是由永久磁
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供了复杂电磁环境下电能表性能测试装置及方法，可在工频磁场和恒定磁场共同干扰的复杂电磁环境下开展电能表计量性能测试，装置具有较高的试验精度及自动化程度，解决了现有装置无法开展复杂电磁环境试验以及试验一致性、重复性较差的问题。
2、本专利技术提供的一种复杂电磁环境下电能表性能测试装置，所述装置包括：控制系统、工频磁场发生器、运动控制器、标准功率源、标准电能表、误差计算单元、工频磁场线圈、多轴机械手臂、旋转电机、特斯拉计以及永恒磁铁；
3、控制系统连接工频磁场发生器、运动控制器、标准功率源、误差计算单元、特斯拉计；
4、工频磁场发生器的输出连接到工频磁场线圈；
5、多轴机械手臂连接永恒磁铁，带动永恒磁铁移动；
6、旋转电机连接工频磁场线圈，带动工频磁场线圈转动；
7、标准功率源，输出电流信号、电压信号到被试表和标准电能表；
8、被试表与标准电能表电流信号串联，电压信号并联；
9、误差计算单元，分别与所述标准电能表以及所述被试表连接；
10、可选地，所述控制系统作为装置的总控单元，控制工频磁场发生器产生工频磁场输出，控制运动控制器输出运动指令，控制标准功率源输出电压、电流信号；此外，控制系统还接收特斯拉计实测的工频磁场、恒定磁场数据，以及误差计算单元输出的误差数据；
11、所述多轴机械手臂接收运动控制器的指令，带动永恒磁铁移动，变换永恒磁铁与被试表的相对位置，从而实现对被试表开展不同强度、不同方位的恒定磁场影响试验；
12、所述旋转电机接收运动控制器的指令，带动工频磁场线圈转动，变换工频磁场线圈与被试表的角度，从而实现不同方向工频磁场影响试验；
13、所述特斯拉计用于测量被试表处的工频磁场和恒定磁场强度，并将检测数据反馈到控制系统；
14、所述误差计算单元根据标准电能表和被试表输出的电能脉冲，计算误差大小，并将数据结果反馈到控制系统。
15、可选地，开展工频磁场干扰试验方法包括：
16、所述控制系统根据上位机或人为设定工频磁场指标，控制工频磁场发生器产生工频磁场输出；通过特斯拉计检测被试表处实际的工频磁场大小，反馈到控制系统；如实测值与设定值之间有差异，则自动调整工频磁场发生器的输出值，直到实测值与设定值一致；
17、所述运动控制器，按控制系统的要求，发出运动指令，使得旋转电机带动工频磁场线圈转动，从而改变被试表与工频磁场线圈之间的夹角；
18、所述标准功率源，按控制系统的要求，产生相应的电压信号和电流信号输出；
19、所述误差计算单元分别计算在不同工频磁场强度、不同夹角下，被试表的误差数值。
20、相应地，所述工频磁场线圈与被试表的夹角在360°范围内可调，工频磁场强度在零到最大值(不小于2mt)间可调；
21、在试验要求的工频磁场强度确定后，依次记录工频线圈在0-360°范围内变化时，被试表的误差数值，最后计算误差最大偏移值；误差最大偏移值越大，表明被试表的抗扰度越差；当误差最大偏移值，超出标准规定的限值时，则表明被试表相应的试验项目不合格。
22、可选地，开展恒定磁场干扰试验方法包括：
23、所述控制系统根据设定的恒定磁场指标，使运动控制器发出指令，控制多轴机械手臂带动永恒磁铁移动；通过特斯拉计检测被试表处实际的恒定磁场大小，反馈到控制系统；如果实测值与设定值之间有差异，则继续调整永恒磁铁与被试表的相对位置，直到实测值与设定值一致；
24、所述运动控制器，按控制系统的要求，发出运动指令，使得旋转电机带动工频磁场线圈转动，从而改变永恒磁铁与被试表之间的相对位置；
25、所述标准功率源，按控制系统的要求，产生相应的电压信号和电流信号输出；
26、所述误差计算单元分别计算在不同恒定磁场强度、不同相对位置下，被试表的误差大小。
27、相应地，所述永恒磁铁与被试表的相对位置左右前后可变，恒定磁场强度在零到最大值(不小于300mt)间可调；
28、在试验要求的恒定磁场强度确定后，依次记录永恒磁铁在相对被试表的左右前后范围内变化时，记录被试表的误差数值，最后得出误差最大偏移值；误差最大偏移值越大，表明被试表的抗扰度越差；当误差最大偏移值超出标准规定的限值时，则表明被试表相应的试验项目不合格。
29、可选地，开展工频磁场和恒定磁场共同作用下的复杂电磁环境影响试验；包括：
30、步骤1：按上述工频磁场干扰的试验方法产生所需的工频磁场输出；
31、步骤2：记录此时的工频磁场发生器参数配置数据，关本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种复杂电磁环境下电能表性能测试装置，其特征在于，所述装置包括：控制系统、工频磁场发生器、运动控制器、标准功率源、标准电能表、误差计算单元、工频磁场线圈、多轴机械手臂、旋转电机、特斯拉计以及永恒磁铁；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，旋转电机由步进电机或编码电机实现，转动角度可灵活设置；多轴机械手臂可在空间xyz三个方向移动，可灵活改变永恒磁铁位置；标准功率源可输出单/三相电压信号和电流信号，幅值范围满足被试表的规格要求。
4.一种复杂电磁环境下电能表性能测试方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至3中任一项所述的装置开展工频磁场干扰试验，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工频磁场线圈与被试表的夹角在360°范围内可调，工频磁场强度在零到2mT间可调；
6.一种复杂电磁环境下电能表性能测试方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至3中任一项所述的装置开展恒定磁场干扰试验，所述方法包括：
7.根据权利要求6所述的方法
8.一种复杂电磁环境下电能表性能测试方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3中任一项所述的复杂电磁环境下电能表性能测试装置，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，工频磁场和恒定磁场共同作用下误差最大偏移值的寻找方法如下：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，工频磁场和恒定磁场共同作用下误差最大偏移值，为最大综合影响误差，其数值可超出工频磁场或恒定磁场单一影响的限值；综合影响误差绝对值越大，表明被试表的抗扰度越差；在最大综合影响误差时，工频磁场线圈和永恒磁铁所处的位置，为被试表的敏感位置。
...【技术特征摘要】
1.一种复杂电磁环境下电能表性能测试装置，其特征在于，所述装置包括：控制系统、工频磁场发生器、运动控制器、标准功率源、标准电能表、误差计算单元、工频磁场线圈、多轴机械手臂、旋转电机、特斯拉计以及永恒磁铁；
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，旋转电机由步进电机或编码电机实现，转动角度可灵活设置；多轴机械手臂可在空间xyz三个方向移动，可灵活改变永恒磁铁位置；标准功率源可输出单/三相电压信号和电流信号，幅值范围满足被试表的规格要求。
4.一种复杂电磁环境下电能表性能测试方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1至3中任一项所述的装置开展工频磁场干扰试验，所述方法包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述工频磁场线圈与被试表的夹角在360°范围内可调，工频磁场强度在零到2mt间可调；
6.一...
【专利技术属性】
技术研发人员：胡涛，郭闯，马建，周林涛，李翀，赵燕，邓高峰，郭聚川，伍栋文，赵震宇，王浩，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司供电服务管理中心，
类型：发明
国别省市：
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