标准电能表的校准.pdf

2010 Fluke Corporation FCAL Marketing Update1 标准标准电能表的校准和注意事项电能表的校准和注意事项 杨胜利杨胜利 高级技术支持工程师高级技术支持工程师 福禄克公司计量校准部福禄克公司计量校准部( (中国中国) ) 手机手机：139 1052 6912139 1052 6912 电子信箱电子信箱: :victor.yangvictor.yang 2010 Fluke Corporation Presentation Title2 功率和电能的基本概念 标准电能表校准方法 标准电能表校准所需标准器 标准电能表校准若干注意事项 主要内容主要内容 2010 Fluke Corporation Presentation Title3 正弦交流电正弦交流电 按正弦规律周期性变化的交流电压加到按正弦规律周期性变化的交流电压加到 负载会产生一个负载电流，电流和电压负载会产生一个负载电流，电流和电压 的相角由阻抗特性确定。的相角由阻抗特性确定。 正弦量正弦量变化一次的时间为周期变化一次的时间为周期 T T 每秒内变化的次数为频率每秒内变化的次数为频率 f, f = 1/Tf, f = 1/T 角频率角频率=2/T=2/T 正弦量也可用相量表示正弦量也可用相量表示 相量的幅值和角度表征了电压相量的幅值和角度表征了电压/ /电流的瞬时电流的瞬时 值值 50Hz50Hz交流电系统，交流电系统，1ms 1ms 对应对应1818相位转动相位转动 = i= + 2010 Fluke Corporation Presentation Title4 交流功率交流功率 交流功率是非常复杂的电量交流功率是非常复杂的电量 需要测量电压、电流、相位、频率需要测量电压、电流、相位、频率 功率通常是通过同时测量电压和电流瞬时值得到的功率通常是通过同时测量电压和电流瞬时值得到的 正弦情况下：正弦情况下： 有功（平均）功率有功（平均）功率P = UI cosP = UI cos 无功功率无功功率Q = UI sin(Q = UI sin( ) ) 视在功率视在功率S = S = + 非正弦情况下非正弦情况下 无功功率的计算方法尚不统一无功功率的计算方法尚不统一 ii n i T IUdt T Pui 1 0 n 1 1 u u( (t t) ) i i( (t t) ) p p( (t t) ) p p( (t t) ) t t t t p p( (a a) ) a a a a p p( (a a) ) t t iii n i n i kIUPPcos 11 2010 Fluke Corporation Presentation Title5 单相功率测量单相功率测量 2400 W I V 负载 电源源 功率表功率表 2010 Fluke Corporation Presentation Title6 星形的三相电力系统和星形负载星形的三相电力系统和星形负载 3相相电源源 Z3 Z1 Z2 L1 L3 L2 N1 中中线 3相相负载 对称三相交流电对称三相交流电 幅值和频率相同，相位互差幅值和频率相同，相位互差120120。 2010 Fluke Corporation Presentation Title7 对称三相功率测量对称三相功率测量 Z3 Z1 Z2 L1 L3 L2 N1 V I 2400 W 3相相负载 3相相电源源 测量单相功率测量单相功率 P1P1 P3= P1 *3P3= P1 *3 功率表功率表 2010 Fluke Corporation Presentation Title8 多相功率测量多相功率测量 Z3 Z1 Z2 L1 L3 L2 N1 VL1 IL1 2400 W 1 VL2 IL2 2400 W 2 VL3 IL3 2400 W 3 3相相负载 3相相电源源 最好同时测量所有相的功率最好同时测量所有相的功率 三相功率表三相功率表 2010 Fluke Corporation Presentation Title9 测量带有非线性测量带有非线性负载三相负载三相系统中的功率系统中的功率 Z3 Z1 Z2 L1 L3 L2 N1 VL1 IL1 2450 W 1 VL2 IL2 2300 W 2 VL3 IL3 2200 W 3 IN1 20 A Neutral 3相相负载 3相相电源源 正确测量各相功率需要更好的仪器和技术正确测量各相功率需要更好的仪器和技术 ( (本例中使用了本例中使用了4 4相测量装置相测量装置) ) 测量示例量示例 三相功率表三相功率表 2010 Fluke Corporation Presentation Title10 功率表功率表 模拟指针式功率表模拟指针式功率表 数字式功率表数字式功率表 多功能电量分析仪中的功率表多功能电量分析仪中的功率表 2010 Fluke Corporation Presentation Title11 用功率表测量负载消耗的功率用功率表测量负载消耗的功率 功率表有独立的功率表有独立的电压电压通道和通道和电流电流通道通道 测试仪表的测试仪表的A-A 表示电流测量电路表示电流测量电路；B-B 表示表示电压测量电路电压测量电路 *A和和*B为功率表的同名端为功率表的同名端 功率表连接要遵守“功率表连接要遵守“发电机端发电机端”规则”规则 标有“标有“* *”的电压端必须与标有“”的电压端必须与标有“* *”的电流端或相近的电源端相连（”的电流端或相近的电源端相连（A A或或A)A) 反接时会出现示值为负，指针反转，或显示反接时会出现示值为负，指针反转，或显示错误信息错误信息 输输 入入 电电 压压 输输 出出 电电 压压 I U RL 负负 载载 功率表功率表 * * 2010 Fluke Corporation Presentation Title12 用功率表测量功率用功率表测量功率 测量值为负载消耗的功率测量值为负载消耗的功率 在正弦条件下，在正弦条件下，P=UI cosP=UI cos 在非正弦条件下在非正弦条件下， 测量的电量测量的电量多：多：电压，电流，频率，相位，谐波。电压，电流，频率，相位，谐波。运算也多运算也多 输输 入入 电电 压压 输输 出出 电电 压压 I URL 负负 载载 功率表功率表 * * 2010 Fluke Corporation Presentation Title13 电能电能表表 功率与电能的关系功率与电能的关系 功率是单位时间的电能功率是单位时间的电能功率稳定时：功率稳定时： 电能是功率按时间的累积电能是功率按时间的累积 功率功率稳定时稳定时：E = PE = P T T 通常将功率转换为频率脉冲，计算电能时，只需累积脉冲通常将功率转换为频率脉冲，计算电能时，只需累积脉冲 电能电能单位一般用千瓦时，单位一般用千瓦时，1kWh1kWh=3600=3600千瓦千瓦 秒秒 电能表脉冲电能表脉冲常数：常数：脉冲脉冲数数/ /WhWh 或或 脉冲脉冲数数/kWh/kWh dt dE p t dtpE T E P 脉冲脉冲输出出 2010 Fluke Corporation Presentation Title14 电能电能表的种类表的种类 专门用于计量负荷在某一段时间内所消专门用于计量负荷在某一段时间内所消 耗的电能的仪表耗的电能的仪表 一类专用于测量：一类专用于测量： 感感应式（机式（机电式）式）电能表、能表、电子式子式电能表能表 主要有主要有3.0、 、2.0、 、1.0、 、0.5S、 、0.2S五个五个级别 一类专用于校准：一类专用于校准： 标准准电能表能表 主要有主要有0.01、 、0.02、 、0.05、 、0.1、 、0.2五五个个级别 2010 Fluke Corporation Presentation Title15 标准标准电能电能表的主要功能表的主要功能 测量电压、电流、功率、相位、频率、功率因数、电能、测量电压、电流、功率、相位、频率、功率因数、电能、 谐波等，谐波等， 安装在多表位电能表检定装置中用做系统校准的核心，或安装在多表位电能表检定装置中用做系统校准的核心，或 用于现场及实验室单相或多相电能表校准。用于现场及实验室单相或多相电能表校准。 2010 Fluke Corporation Presentation Title16 有奖问答有奖问答1 问题：问题： 交流交流电能由信号的哪几个参数确定？电能由信号的哪几个参数确定？ 2010 Fluke Corporation Presentation Title17 功率和电能的基本概念 标准电能表校准方法 标准电能表校准所需标准器 标准电能表校准若干注意事项 主要内容主要内容 2010 Fluke Corporation Presentation Title18 标准标准电能表电能表国家标准国家标准GB/T 17215.701-2011 20112011年年7 7月月2929日发布，同年日发布，同年1212月月1 1日实施日实施 面向标准电能表生产厂家和对类仪表性能关注的用户面向标准电能表生产厂家和对类仪表性能关注的用户 2010 Fluke Corporation Presentation Title19 标准标准电能表电能表检定检定规程规程JJG1085-2013 20132013年年6 6月月2727日发布，同年日发布，同年8 8月月2727日实施日实施 由中国计量院刘丽娟、王磊和辽宁计量院唐虹编写由中国计量院刘丽娟、王磊和辽宁计量院唐虹编写 2010 Fluke Corporation Presentation Title20 标准标准电能电能表电能测量基本误差校准方法表电能测量基本误差校准方法 标准电能表有标准电能表有两种校准方法两种校准方法：标准表法和瓦秒法：标准表法和瓦秒法 标准标准表法：需要表法：需要一个稳定的功率源和更高等级标准电能表一个稳定的功率源和更高等级标准电能表 在同一功率输出电路内接入参考标准电能表和被测标准电能表在同一功率输出电路内接入参考标准电能表和被测标准电能表 同时接通、同时测量同时接通、同时测量 比较参考和被测标准电能表的测量比较参考和被测标准电能表的测量结果结果 瓦秒法：需要瓦秒法：需要一个标准功率源和标准测时器，或足够准确的标准电能功率源一个标准功率源和标准测时器，或足够准确的标准电能功率源 定时测量，或输出一定电能量定时测量，或输出一定电能量 比较电能标准输出和被测标准电能表的测量结果比较电能标准输出和被测标准电能表的测量结果 瓦秒法有明显的优势瓦秒法有明显的优势 校准速度校准速度快快 可以不需标准表，控制可以不需标准表，控制简单简单 2010 Fluke Corporation Presentation Title21 校准标准电能校准标准电能表表 校准标准电能表的技术要点校准标准电能表的技术要点 选择、连接参考标准，设置仪表常数选择、连接参考标准，设置仪表常数( (电能电能- -脉冲脉冲转换转换常数）常数）: :脉冲数脉冲数/ /WhWh 或或 脉冲数脉冲数/kWh/kWh 连接连接被测电能表被测电能表, ,设置仪表常数：设置仪表常数：脉冲数脉冲数/ /WhWh 或或 脉冲数脉冲数/ /kWhkWh 设置校准时间或标准电能输出值设置校准时间或标准电能输出值 时间越长，或标准电能值越大，校准准确度越高时间越长，或标准电能值越大，校准准确度越高 设置预热时间设置预热时间 电能电能表需要一段预热时间才能达到准确度表需要一段预热时间才能达到准确度 某些电能表输出脉冲不能直接驱动电路某些电能表输出脉冲不能直接驱动电路 需要电平适配电路需要电平适配电路 2010 Fluke Corporation Presentation Title22 JJG1085-2013建议的接线图建议的接线图1 2010 Fluke Corporation Presentation Title23 JJG1085-2013建议的接线图建议的接线图2 2010 Fluke Corporation Presentation Title24 JJG1085-2013建议的接线图建议的接线图3 2010 Fluke Corporation Presentation Title25 有奖问答有奖问答2 问题：问题： 标准电能表有哪几种校准方法？标准电能表有哪几种校准方法？ 2010 Fluke Corporation Presentation Title26 功率和电能的基本概念 标准电能表校准方法 标准电能表校准所需标准器 标准电能表校准若干注意事项 主要内容主要内容 2010 Fluke Corporation Presentation Title27 范围范围, , 最最 优年不优年不 确定度确定度 功能功能 5080A5080A 5502A5502A （5500A)5500A) 5522A5522A （5520A)5520A) 6003A6003A 6100B6100B （6100A6100A） 6105A6105A 电压0 V 至至 1020 V0 V 至至 1020 V0 V 至至 1020 V0 V 至至 600 V0 V 至至 1008 V0 V 至至 1008 V 电流流0 A 至至 20.5A 0 A 至至20.5 A （ （11A) 0 A 至至20.5 A0 A 至至30/90A0 A 至至21/50/80A0 A 至至21/50/80A 功率功率 0.11 % DC 0.36 % AC 0.08 % DC 0.15 % AC 0.022 % DC 0.07 % AC 0.038 % DC 0.037 % AC 0.022 % DC 0.022 % AC 62 ppm DC 62 ppm AC 谐波输出谐波输出否否否否用用5520A-PQ63次次100次次100次次 电能校准电能校准否否否否否否有有有有有有 福禄福禄克的功率校准器克的功率校准器 福禄克提供了多种福禄克提供了多种功率功率校准器校准器 61056105提供最高性能、最高准确度提供最高性能、最高准确度 可组成单相至四相系统可组成单相至四相系统 6003A6003A为单机三相仪器为单机三相仪器 2010 Fluke Corporation Presentation Title28 用用6100B等等来满足来满足电能校准新电能校准新要求要求 校准电能测量仪器所需的信号校准电能测量仪器所需的信号 电压 01080V 和和电流流 020A/50A/80A 可改可改变的功率因数的功率因数： ：-180 至至 +180 相位相位 0100次次谐波波 调制制谐波波 (Fluctuating Harmonis) 间谐波波(Interharmonics) 闪变 骤升升骤降降 三相不平衡三相不平衡 足足够的准确度和溯源性的准确度和溯源性 2010 Fluke Corporation Presentation Title29 6100系列系列原理原理方框图方框图 相位相位调整整 相位相位调整整 电压任意波形任意波形发生器生器 电流任意波形流任意波形发生器生器 放大器放大器 额外相位外相位 数字式数字式 反反馈闭环 DSP 数字式数字式 反反馈闭环 DSP 仪器控制器控制 被被测仪器器 V I 主参考主参考 电流流发生器生器 2010 Fluke Corporation Presentation Title30 用于建立电能标准用于建立电能标准 目前世界上最目前世界上最准确准确的功率的功率电能标准电能标准源源: *功率年指标：功率年指标：63 ppm PF = 1.063 ppm PF = 1.0 *相位年指标：相位年指标：0.00230.0023 *电压年指标：电压年指标： 4242 ppmppm *电流年指标：电流年指标： 47pm47pm 具有所有具有所有 6100B 全部性能和电能质量校准能力全部性能和电能质量校准能力 新技术和新技术和新新校准方法改善了工频电源功率的准确度校准方法改善了工频电源功率的准确度 最优秀的功率最优秀的功率电能标准电能标准源源- -6105A6105A 2010 Fluke Corporation Presentation Title31 6100B/6105A6100B/6105A功率电能校准系统功率电能校准系统 用用6100B/6105A6100B/6105A和和6101B/6106A6101B/6106A可以组成可以组成 三相或四相电源系统。三相或四相电源系统。L1,L2L1,L2和和L3L3对应我对应我 国三相系统的国三相系统的A A、B B、C C三相。三相。 第四相称为第四相称为N N相，用以仿真三相四线系统相，用以仿真三相四线系统 中线的电压和电流，考查其对工作系统中线的电压和电流，考查其对工作系统 或测量系统的影响。或测量系统的影响。 6100B/6105A6100B/6105A也可以作为辅机使用也可以作为辅机使用 2010 Fluke Corporation Presentation Title32 可以校准可以校准 交流电压表，交流电流表，功率交流电压表，交流电流表，功率 表（三线四线），功率因数表，相位表表（三线四线），功率因数表，相位表 ，伏安表，无功功率表，电能表，继电器，伏安表，无功功率表，电能表，继电器 测试仪，电测试仪，电量量变送器，变送器， 谐波表，闪变表，电能质量分析仪，电能谐波表，闪变表，电能质量分析仪，电能 事件记录仪事件记录仪. 在在EMC实验室校准室校准闪烁测试仪 按照按照JJF1205-2008校准校准 EM TEST公司的公司的DPA 500等等仪器器 6140B/6145A功率电能校准系统功率电能校准系统 2010 Fluke Corporation Presentation Title33 功率功率P = UI cos 在低功率因数在低功率因数时，相位不确定度，相位不确定度对功率的影响更大功率的影响更大 举例：当例：当 cos (PF) = 0.5 ( (PF) = 0.5 ( 或或 6060 o o) ) 相位不确定度的重要性相位不确定度的重要性 型号6105A6100B/6100A6003A 相位606060 cos 0.50.50.5 相位不确定度 0.0023 0.0030.01 最大相位60.002360.00360.01 最小相位59.997759.99759.99 最大 cos 0.4999652350.499954654 0.499848842 最小 cos 0.5000347640.500045344 0.500151142 不确定度0.000069530.000090690.000302284 不确定度 ppm7091304 2010 Fluke Corporation Presentation Title34 61006100系列功率不确定度系列功率不确定度 功率的不确定度是电压不确定度、电流不确功率的不确定度是电压不确定度、电流不确 定度和定度和相位相位引起引起的功率因数不确定度的功率因数不确定度的综合的综合 当当 cos (PF) = 1(PF) = 1 ( ( 或或 =0 0 ) )时的功率不确定度的功率不确定度 仪器相位 不确定度 电压 不确定度 电流 不确定度 cos 不确定度 功率 总不确定度 6105A0.002342ppm47ppm063 ppm 6100B/6100A0.003100ppm100ppm0141 ppm 当当 cos (PF) = 0.5 ( (PF) = 0.5 ( 或或 =6060 ) )时的功率不确定度的功率不确定度 仪器相位 不确定度 电压 不确定度 电流 不确定度 cos 不确定度 功率 总不确定度 6105A0.002342ppm47ppm70 ppm94 ppm 6100B/6100A0.003100ppm100ppm91 ppm168 ppm 2010 Fluke Corporation Presentation Title35 JJG1085-2013对校准标准的要求对校准标准的要求 6105A完全可满足作为完全可满足作为0.01级标准电能装置使用级标准电能装置使用 PF=1时，功率时，功率不确定度为不确定度为 0.0063%，PF=0.5L时时，功率不确定度为，功率不确定度为 0.0094% 6100B/6100A完全可满足作为完全可满足作为0.02级级标准电能装置使用标准电能装置使用 PF=1时，功率不确定度为时，功率不确定度为 0.0141%，PF=0.5L时，功率不确定度为时，功率不确定度为 0.0168% 2010 Fluke Corporation Presentation Title36 用用6100以标准以标准表表法校准标准电能表法校准标准电能表 UUT1 15432 参考参考标准准电能表能表 61006100系列充当稳定的功率源系列充当稳定的功率源 用标准电能表作参考标准，与被测电能表接在一用标准电能表作参考标准，与被测电能表接在一起起: :电压并联，电流串联电压并联，电流串联 通过通过脉冲脉冲比较器比较被测仪器和参考标准的脉冲比较器比较被测仪器和参考标准的脉冲输出，获得误差。输出，获得误差。 61006100系列也可代替脉冲比较器系列也可代替脉冲比较器 电能脉冲能脉冲输入入 电流源流源 电压源源 误差差 脉冲比脉冲比较器器 被被测标准准电能表能表 脉冲脉冲输出出 REF 6100系列系列 2010 Fluke Corporation Presentation Title37 用用61006100系列作为校准系列作为校准功率功率源和脉冲比较器。源和脉冲比较器。 根据脉冲计数与计算出的标准电能根据脉冲计数与计算出的标准电能相比较，可同时校准相比较，可同时校准6 6 无需参考标准电能表、互感器、监视仪表，连线极为简单无需参考标准电能表、互感器、监视仪表，连线极为简单 UUT 脉冲输出脉冲输出 TTL LED 14322 被被测标准电能表测标准电能表 电能脉冲电能脉冲 输入输入 脉冲比较器脉冲比较器 电流源电流源 电压源电压源 6100系列系列 用用6100以标准以标准源源法校准标准电能表法校准标准电能表 2010 Fluke Corporation Presentation Title38 设置电能校准功能设置电能校准功能 6100B可以同时校准可以同时校准16台电能表。台电能表。 在指定的时间内对电能表的电能测量脉冲计数，并与标准的电能计数值在指定的时间内对电能表的电能测量脉冲计数，并与标准的电能计数值 比较。比较。 可以选择校准有功电能（可以选择校准有功电能（Wh)，无功电能（，无功电能（VARh), 视在电能（视在电能（VAH), 后面板的后面板的ENERGY PULSE OUTPUT 提供一路代表提供一路代表6100B 功率输出值的脉冲功率输出值的脉冲 ENERGY GATE IN/OUT 提供测试的门控信号，提供测试的门控信号， 用于切换被测设备，用于切换被测设备， 或者用来控制测试时间。或者用来控制测试时间。 2010 Fluke Corporation Presentation Title39 设置电能校准功能设置电能校准功能 用用SELECT menu 键选择系统设置菜单键选择系统设置菜单Global Settings menu 检查设置基波的频率，是否与工频锁相检查设置基波的频率，是否与工频锁相 用用SELECT menu 键选择系统设置菜单键选择系统设置菜单Output menu 使能选择的通道：使能选择的通道： 选择设置正弦选择设置正弦/谐波信号：谐波信号： 用用SELECT menu 键选择设置选择波形菜单键选择设置选择波形菜单Waveform menu 连续按连续按 Escape键，到达顶级菜单键，到达顶级菜单 用软键选择用软键选择 Energy Counting Energy Counting ( (电能计数电能计数) ) 选择电能校准模式，共选择电能校准模式，共4种种 Free Run Mode Free Run Mode 自由启停方式自由启停方式 Counted/Timed Mode Counted/Timed Mode 定时方式定时方式 Gated Mode Gated Mode 门控方式门控方式 Packet Mode Packet Mode 定量电能方式定量电能方式 sine Enabled Harmonics Disenabled 2010 Fluke Corporation Presentation Title40 设置电能校准功能设置电能校准功能 自由启停方式自由启停方式 该模式提供对性能进行大概的比较，也可用于调整该模式提供对性能进行大概的比较，也可用于调整 被测电能表或作爬行试验。被测电能表或作爬行试验。 功率直接施加到被测电能表功率直接施加到被测电能表 6100B/E记录从每一被测电能表接收到的脉冲数。记录从每一被测电能表接收到的脉冲数。 测试将连续运行，直到用户中止测试。测试将连续运行，直到用户中止测试。 2010 Fluke Corporation Presentation Title41 设置电能校准功能设置电能校准功能 定时方式定时方式 计数计数/定时模式的目的是使得定时模式的目的是使得6100B 的输出被打开并达到稳定的输出被打开并达到稳定 后，后，被测仪器被测仪器 MUT 再进行测试。最小预热时间为再进行测试。最小预热时间为2 秒。秒。 在该模式下，当按下在该模式下，当按下OPER 键时，源功率立即被加到键时，源功率立即被加到被测电能表被测电能表，但，但 是并不开始进行比较，直到达到指定的预热时间。是并不开始进行比较，直到达到指定的预热时间。 在定时模式下，在定时模式下，被测仪器被测仪器 MUT MUT 和参考电能表的计数值可能比和参考电能表的计数值可能比6100B6100B 电能电能 测得的总量要多。这是正常的。它们包括了测试稳定期间和预热期间测得的总量要多。这是正常的。它们包括了测试稳定期间和预热期间 的计数。实际测试周期计数和测量结果是准确的。的计数。实际测试周期计数和测量结果是准确的。 2010 Fluke Corporation Presentation Title42 设置电能校准功能设置电能校准功能 定时方式定时方式 预热时间和测试周期可以预热时间和测试周期可以按按测试测试通道通道的时间、电能值或计数值设定。的时间、电能值或计数值设定。 如果预热时间按电能表计数值指定，必须确保指定的计数值至少等效如果预热时间按电能表计数值指定，必须确保指定的计数值至少等效 于于2 秒。秒。 还可以激活一个控制信号。这个控制信号在实际测试周期（不是预热还可以激活一个控制信号。这个控制信号在实际测试周期（不是预热 时间和稳定时间）有效。这个信号可以为所需周期的门控电平，或者时间和稳定时间）有效。这个信号可以为所需周期的门控电平，或者 是启动和结束脉冲。是启动和结束脉冲。 2010 Fluke Corporation Presentation Title43 设置电能校准功能设置电能校准功能 门控方式门控方式 在门控方式下，“在门控方式下，“Energy Gate”（电能门控）连接器（在后面板）变”（电能门控）连接器（在后面板）变 为输入端。为输入端。 当按下当按下OPER 键时，功率立即施加到键时，功率立即施加到UUT。但只有当门信号变为有效时。但只有当门信号变为有效时 ，才会进行计数。，才会进行计数。 当门控信号变为无效时，测试端子和当门控信号变为无效时，测试端子和6100B 的输出的输出都都被关闭。被关闭。 在门控方式下，在门控方式下，U UUT UT 和参考电能表的和参考电能表的 计数值可能比计数值可能比6100B6100B 电能选件测得电能选件测得 的总量要多。这是因为在门信号有效之前，的总量要多。这是因为在门信号有效之前， 计数超前开始了。计数超前开始了。6100B6100B 显示的计数将显示的计数将 准确显示在门信号有效的时间周期内接收准确显示在门信号有效的时间周期内接收 到的脉冲数量到的脉冲数量 2010 Fluke Corporation Presentation Title44 设置电能校准功能设置电能校准功能 定量电能方式定量电能方式 在在定量电能方式定量电能方式，主输出端子上的功率按所需的电能定时提供，这，主输出端子上的功率按所需的电能定时提供，这 样，样，UUT 的计数值将非常紧密地靠近预期的计数值将非常紧密地靠近预期定量电能定量电能，而不像其它，而不像其它方方 式那样有稳定时间和预热时间。式那样有稳定时间和预热时间。 在在定量电能方式定量电能方式，当测试时间延长时，由于开关和稳定时间引起的，当测试时间延长时，由于开关和稳定时间引起的 误差的影响会降低。误差的影响会降低。 2010 Fluke Corporation Presentation Title45 用用6100校准校准电能表电能表 这是一个这是一个61006100校准电能表的菜单校准电能表的菜单 61006100设置电压、电流、相位，有功功率为设置电压、电流、相位，有功功率为 360.00 W360.00 W 设置测量时间为设置测量时间为1010分钟，已经测量分钟，已经测量1 1分分44.644.6秒，还剩秒，还剩8 8分分15.515.5秒秒 已施加电能为已施加电能为 8.4975 8.4975 WhWh，可以看出各个电能表的测量误差，可以看出各个电能表的测量误差 2010 Fluke Corporation Presentation Title46 电能电能表表型式批准和复核的要求型式批准和复核的要求 GB/T 17215.321GB/T 17215.321- -2008/IEC 620532008/IEC 62053- -21 :200321 :2003 要求对静止式（电子式）电能表作要求对静止式（电子式）电能表作谐波测试谐波测试 要求进行三个电流波形的测试要求进行三个电流波形的测试 半波整流半波整流可控硅触发导可控硅触发导通通可控硅可控硅触发导通触发导通 2010 Fluke Corporation Presentation Title47 IEC 61036 和和 62053 (GB-T17215） 要求用特定电压要求用特定电压/电流波形测试电流波形测试电子电子式电能表式电能表 用特定电压用特定电压波形波形验证电能表的验证电能表的数据保存能力数据保存能力 47 短短时间断断电 多次瞬多次瞬间通通电 长时间半半电压 6100B、 、6105A提供提供标准波形准波形 2010 Fluke Corporation Presentation Title48 52120A：扩展电流输出能力至：扩展电流输出能力至120A 电流输出电流输出AC 120A/DC 100A 指标最优异指标最优异140ppm （5730：2A 340ppm） 三台三台并联可扩展并联可扩展电流至电流至 360A360A 850Vp850Vp浮地输出能力，可进行实负载连接功率电能校准浮地输出能力，可进行实负载连接功率电能校准 应用灵活（配合多种校准器，应用灵活（配合多种校准器，可可与与5730A/6105A闭环）闭环） 线圈选件线圈选件3000A/6000A3000A/6000A52120A 2010 Fluke Corporation Presentation Title49 最为最为准确的电能校准系统准确的电能校准系统 电流电流范围最大范围最大 三相每相三相每相AC 120A 组合输出最大组合输出最大360A 可可校准实负载连接模式电能功校准实负载连接模式电能功 率表率表 谐波输出最完善谐波输出最完善 校准标准谐波电能校准标准谐波电能表表 可可到到100次谐波次谐波 骤升骤升骤降骤降 调制谐波调制谐波 支持最新闪变标准支持最新闪变标准 6145A+3*52120A功率功率电能校准系统电能校准系统 2010 Fluke Corporation FCAL Marketing Update50 新型三相功率新型三相功率电能校准电能校准器器 6003A6003A 2010 Fluke Corporation Presentation Title51 精密的三相电压源和电流源用于校准电压、电流、功率和电能精密的三相电压源和电流源用于校准电压、电流、功率和电能 60036003A A是是新型新型的三相功率源的三相功率源 2010 Fluke Corporation Presentation Title52 完全溯源的三相功率完全溯源的三相功率/ /电能校准器电能校准器 各各相电压相电压/ /电流电流/ /相位可以独立设置相位可以独立设置 交直流电压交直流电压 0 0600V 600V （0.012%0.012%输出输出+1mV+1mV） 基波基波 15Hz1kHz 谐波谐波 30Hz5kHz 最大最大驱动能力驱动能力 56 VA 一般都小于一般都小于20VA 交直流交直流电流电流 0 030A30A(0.0175%(0.0175%输出输出+0.03mA)+0.03mA) 基波基波 15Hz1kHz 谐波谐波 30Hz5kHz 最大驱动能力最大驱动能力105 VA 一般都小于一般都小于30VA 可组合单相大电流可组合单相大电流90A90A 电流端输出电压电流端输出电压1mV1mV5V5V 电流输出电位可浮动电流输出电位可浮动450Vp450Vp 中文中文菜单菜单 6003A主要特点主要特点 2010 Fluke Corporation Presentation Title53 组合输出大电流组合输出大电流 90A 60036003A A- -90A90A选件：选件： 组合三相电流输出单相组合三相电流输出单相90A 含大电流电缆三根。含大电流电缆三根。 2010 Fluke Corporation Presentation Title54 功率不确定度功率不确定度是电压不确定度、电流不确定度和功率因数不确定度的是电压不确定度、电流不确定度和功率因数不确定度的综合综合 相位相位不确定度不确定度0.010.01 ，6060 时时引起引起的功率因数的功率因数不确定度不确定度 U Upfpf=0.0304%=0.0304% 如果电压不确定度如果电压不确定度U Uv v=0.022%=0.022%，U Ui i=0.0275%=0.0275%，相位不确定度，相位不确定度=0.01=0.01 当相位为当相位为0 0，PF=1PF=1时，功率因数不确定度时，功率因数不确定度=0=0，那么，那么 当相位为当相位为6060 ，PF=0.5PF=0.5， 功率因数不确定度功率因数不确定度=0.0302=0.0302% %，那么，那么 其中，其中，0.01% 0.01% 是是6003A6003A功率指标留出的冗余量，具有更高的置信度功率指标留出的冗余量，具有更高的置信度 有些厂家的电压、电流、功率的不确定度竟然都一样，是不科学，不真实的有些厂家的电压、电流、功率的不确定度竟然都一样，是不科学，不真实的 功率功率不确不确定定度度 2010 Fluke Corporation Presentation Title55 校准三相电能表校准三相电能表 2010 Fluke Corporation Presentation Title56 电能电能功能功能( (E E) ) 选择功率功率单位位 选择电能校准方式能校准方式 电能能计 数数输入入 选择电能校准能校准 需要设置电压、电流、相位、频率需要设置电压、电流、相位、频率 输入电能表常数输入电能表常数 i i/kWh/kWh 设置设置测试模式：测试模式： 有功，视在，无功有功，视在，无功 设置设置预热时间预热时间 连接连接- -电流浮动电流浮动 电能能键 2010 Fluke Corporation Presentation Title57 电能表脉冲输出电能表脉冲输出 单相和三相电度表单相和三相电度表都都只有一路脉冲输出只有一路脉冲输出 DDSY34 DDSY34 型型10(40)A 10(40)A 单相单相电能表电能表1600 1600 i i/kWh/kWh DDSY986DDSY986型型 5(20)A 5(20)A 单相电能表单相电能表3200 3200 i i/kWh/kWh DTSF997DTSF997型型10(40)A 10(40)A 三相电能表三相电能表400 400 i i/ /kWHkWH 输出为光电管输出，需要外接电源和上拉电阻输出为光电管输出，需要外接电源和上拉电阻 国内常用的上拉电阻为国内常用的上拉电阻为1k1k / /10k10k 6003A6003A可选可选150150 / /1k1k 5V 1k 5V 1k 电能脉冲能脉冲输出出 2010 Fluke Corporation Presentation Title58 单相单相/ /三相三相功率表功率表 单相单相/ /三相电量变换器三相电量变换器 电能电能质量分析测量仪器质量分析测量仪器 电力系统电力系统的三相电能表的三相电能表 0.2 S级级 & 0.5S级级 关口电能关口电能表表 S级电能表把电流动态范围从级电能表把电流动态范围从10%降低到降低到5% 电力系统的各种仪器电力系统的各种仪器 6003A 6003A 主要工作负荷主要工作负荷 2010 Fluke Corporation Presentation Title59 标准标准电能表有电能表有0.02, 0.050.02, 0.05，0.1, 0.20.1, 0.2 四四个个等级，等级，JJG1085JJG1085- -20112011规定规定 检定检定0.2级有功电能表的检定装置的准确度等级要求为级有功电能表的检定装置的准确度等级要求为 0.05级； 级； 不确定度在不确定度在PF=1时，要小于时，要小于 0.05%，在，在PF=0.5L/0.8C时要小于时要小于 0.07% 6003A在功率因数在功率因数 PF=1时，功率不确定度为时，功率不确定度为 0.037%0.046% 6003A在功率因数在功率因数 PF=0.5时，功率不确定度为时，功率不确定度为 0.048% 因此因此，其中，其中0.20.2级以下标准电能表可用级以下标准电能表可用6003A6003A校准校准 电子式电能电子式电能表主要表主要有有0.2S0.2S、0.5S0.5S、1.01.0、2.02.0、3.03.0五五个级别，个级别， 0.2S0.2S级电能表准确度级电能表准确度最高，最高，都都可以用可以用6003A6003A校准校准 标准表电流都用互感器，电流可接地标准表电流都用互感器，电流可接地 6003A校准标准电能表和校准标准电能表和电子式电子式电能表电能表 2010 Fluke Corporation Presentation Title60 有奖问答有奖问答3 问题：问题： 6105A6105A有哪几种电能校准模式？有哪几种电能校准模式？ （请至少答出两种以上）请至少答出两种以上） 2010 Fluke Corporation Presentation Title61 功率和电能的基本概念 标准电能表校准方法 标准电能表校准所需标准器 标准电能表校准若干注意事项 主要内容主要内容 2010 Fluke Corporation Presentation Title62 按虚负载方式校准功率表按虚负载方式校准功率表 同名端可以分离的功率表可以直接按虚负载方式连接同名端可以分离的功率表可以直接按虚负载方式连接 模拟式功率表，内部使用互感器的功率表，实际上是四端仪器模拟式功率表，内部使用互感器的功率表，实际上是四端仪器 测量电路消耗很小的功率测量电路消耗很小的功率 测量测量的功率为电压与电流的乘积的功率为电压与电流的乘积不是不是负载消耗的功率负载消耗的功率 电电 压压 源源 电电 流流 源源 U I 功率表功率表 Lo Tied 2010 Fluke Corporation Presentation Title63 按实负载连接的功率表按实负载连接的功率表 功率表的电压功率表的电压/电流同名端已经连接在一起，不可分离电流同名端已经连接在一起，不可分离 也称作三端式功率表也称作三端式功率表 输输 入入 电电 压压 输输 出出 电电 压压 I U RL 负负 载载 功率表功率表 * * 2010 Fluke Corporation Presentation Title64 实负载实负载式功率表的校准问题式功率表的校准问题 功率表电压电流同名端相连，校准时会产生问题功率表电压电流同名端相连，校准时会产生问题 测量电流电路接测量电流电路接在电压输入在电压输入高端高端：一般一般校准器无法校准器无法输出输出 大多数校准器仅适合虚负载功率校准大多数校准器仅适合虚负载功率校准 电流低端与电压低端电位相差不可大于电流低端与电压低端电位相差不可大于40V40V 输输 入入 电电 压压 I 功率表功率表 电流源流源 U * * 电 压 源源 LO LO Hi Hi 2010 Fluke Corporation Presentation Title65