谐波状态下高精度电能计量技术
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2.2 电能计量表的分类

目前,电能计量装置分为机械感应系和电子式两大类。感应系电能表利用电磁感应定律所产生的力矩使转盘转动,最后在制动力矩的作用下使转盘匀速转动,依据转动数而计算电能。由于驱动线圈的低频窄带电磁特性,对于高频功率信号较难真实准确地转换成等比例的驱动力矩,故机械感应系电能表的精度较低,难以实现多功能,并且对非线性负载漏计。感应系电能表是在工频附近很窄的范围内工作的,因此在谐波环境下,谐波能量计量准确性与全电能计量方式都是该电能表的缺点所在。

电子式电能表分为机电脉冲式电能表和全电子式电能表两大类。机电脉冲式电能表的测量原理与感应系电能表相同,在此不再赘述。全电子式电能表依据有功功率的定义采用乘法器来实现对电功率的测量,根据所采用乘法器的不同,可以将全电子式电能表进一步划分。乘法器主要有模拟乘法器和数字乘法器两大类:模拟乘法器有霍尔效应乘法器、时分割乘法器和晶体管阵列二次方乘法器等多种;数字乘法器以微处理器为核心,采用A-D转换器将电压电流进行数字化相乘。模拟乘法器频率响应范围较宽、响应速度较快,但线路复杂、功耗大、稳定性差,目前电子式电能表以数字乘法器为主。模拟乘法器频率响应在宽频范围内比较平坦,故对谐波及非稳定电能量能够进行实时、连续且精确的测量;数字乘法器对于非周期、非稳定信号以及谐波较多的场合,由于存在频谱泄漏与栅栏效应等影响而导致无法准确地测量有功能量,目前针对该情况通过考虑更加优化的算法来进行改进。