ST-9001D1系列三相电能表校验装置 及其相关实验介绍
ST-9001D1系列三相电能表校验装置介绍 注意事项： L.供电电源若超出220±10V范围，应配置单相稳压源， 2.装置应与大地可靠连接，确保装置稳定工作。 3。开机后注意先按键板的复位键，然后再作其他操作 4.当转换被校表校验方式时， 一定要先按复位键，然后再转换其他方式。 5.供电电源有突发性过强干扰时，有时会按键灯乱亮，按键不起作用，此时应按复位键， 重新启动。 6.输出电流大于20A时，应将电源重载开关接通（在电源的前面板下部）， 7.对标准表采用RM10、RM1的D10,D装置，若输出电流大于子50A时，需将每块RM10 或RMⅡ的电流端子并联后使用，以免损坏标准表 8。被校表电流不允许开路，被校表电压不允许短路。 9.标准表取下送检时，因内附CT次级开路，此时禁止装置加电。 1.概述 ST900D1系列三相电能表校验装置，是根据国家有关标准 ,规程和要求设计的新型 全自动校验装置，它采用内附互感器的程控电源和标准电能表组成 配置如表1所示，具有 精度高、稳定性好、功能强、使用方便等特点，可供生产厂、供电部门、计量部门对电子式 或感应式三相三线、三相四线、单相有功及无功电能表讲行校验和榆定 表1ST一9001D1系列校脸装置内部配置情况 9001D 9001D 型号 9001D 10 11 准确度 0. 0.2 0 0.05 0.03 内附CT 有 有 有 无 无 标准表 BD-3AG RM-10 RM-11 1.1主要功能 *装置采用比较法校验，可以手动操作，也可以自动完成被校表的检定，并可自动打印 测试结果，可同时校三块表。 *针对不同被校表，由用户根据规程要求任意选择电流负荷点，进行自动测试。 输出电压分四档，0-400V连续可调：输出电流分九档，0-80A连续可调：二者调节 细度均优于满档的万分之踊。 ◆频率45-65Hz,调节细度0.01H2:相位0-359.99：调节细度0.I广。 *手动校验时，每档电压设有五个试验点：每档电流设有三十试验点：相位设有五个试 验点：频率设有市电同步试验点：这些试验点大大简化调表工作。 *输出电压、电流、功率、相位数字显示 *喻出电压电流可以任意设置2-2引次谐波含量 *设有电流量程自动转换功能，使用户根据被校表电流额定值在0-80A之内任选额定量 程，详见第5.4节。 1.2主要特点
*全部操作由功能键盘实现。 *给出申居电流教启动。输出电压短路、给中电流开路白动保护并指示故喷占 ◆电压输出为星形接线，电流输出浮空（三相三线电压输出采用V形接线） *电流内附互感器有源补偿，体积小，精度高。 *可以对感应式电度表进行倾斜角度影响试验。 *单相电源供电。 为提高可维护性，各电气部件均可脱离台体单独调试维修 2.技术性能 2.1技术指标 装置综合误弟 ST-900D1共有0.03、0.05、0.1、0.2、0.3五个等级的产品，五个等级装置的综 合误差不超过表二规定的极限。 0.5L 0.5c 0.03 ±0.03% ±0,04% ±0.05% 0.05 +0.059% +0.070% +0.19% 0.1 +0.1% +0.150% 0.2% 0.2 ±0.2% ±03% ±0·4% 0.3 士0.3% ±0.45% ±0.5% 装置所配备标准表的准确度等级见表三 表3 装置 0.05 的级别 0.03 0.1 0.2 0.3 准 表 0.02 0.05 0.1 0.2 0.2 ◆电压分四档：60V(或57.5V)、100V、220V、380V:每档可以从零连续调至120% 额定值 *电流分九档：0.1A、0.25A、1A、1.6A、2.5A、5A、10A、20A、80A。(或0.1A、0.25A、 、5A、10A、15A、60A)每档可以从0连续调至120%额定值 L5候oo进市.时直楼安是 *相位显示0.359.99°：0.01”进步调节，可直接设定 三相对称度小于士0.5” +输出电压，电流、功率稳定度小于0.02%(P=1,3分钟，0.1级以上)或小于0.05%(PF=1,3 分钟，0.2.0.3级)。 *输出电压（电流）波形失真度<0.5%（电压30W、电流50w)。 *输出电压（电流）三位半比率显示，准确度士0.5%(0.1级以上)和1%(0.2级、0.3 级) *相位显示0-359.99°，准确度士1，分辨率0.01。 *频率显示45.00-65.00Hz,准确度±0.02HZ,分辨率0.01HZ
*供电电源220士10V,交流50H. *最大功耗1000VA. +工作环境温度20士2℃，相对湿度≤85% *外形尺寸（不包括挂表架）1450*750*900mm3(长×宽×高) *重量：200kg 2.2其它技术性能 *输出频率可与市电同步。 输出电压设有80%、90%、100%、110%、120%五个试验点 *输出电流设有500%、400%、300%、200%、150%、100%、50%、20%、5%30个试验 点。 *相位试验点：cos中/sin中=0.5C、0.8C、1C、1L、0.81L,0.5L *三相四线与三相三线方式设定。详见图(1) *可设定谐波次数221次 谐波可分相设定，也可按电压，电流设定，任一相输出均可含有多种谐波成分。 *谐波相对基波的幅度从0-100%每隔1%设定。 *谐波的相位从0-39°，每隔1“设定。 装置台面上装有1#、2#、3#三付挂表架，其中2#挂表架可以任意调节被校表与台面的 倾角，每个挂表配有一个光电头，台面上显示器采用可旋转方向的支架，显示 上有十个显 示商，并设有三相电压、电流幅度调节电位器。专用控制键盘可以放置在台面 任意位置，以方便操作。 装置台体分为仪表柜与电源柜两个空间，仪表柜正面设有抽斗，抽斗下方留出空间以便 坐人，仪表柜背门打开后，在上层放有9001CH切换箱和BD-3A,G(或RM-10/11)标准表， 仪表之间接线标志明确且不十分方便。~220V电源滤波器及启停电路放在下层。电源柜前门 上方设有装置总启停开关，电源柜后门上方设有外部接线端子，端子上有台面控制键盘插座、 外接计算机通讯插座，外接打印机信号插座和打印机用~220V电源插座、电源柜打开前门 可以看到3060L程控电源前面板，操作人员要使用的输出电流轻重我转换开关位于右下方， 电源柜后门打开为3060L背板及接线。3060L 为立 ,分为上下两 电源上层为电路板及 功放，使维修方便并采用强迫风冷散热。下层为变压器、互感器等 部件。背后接线打开后 可以将电源整体从柜中抽出进行维修，仪表柜与电源柜之间钢板屏藏 电源磁场并隔离电源功放的热源，以保证标准表正常工作环境。 3.工作原理 sF900D1装置工作原理框图如图(3)所示
光电头 被校表 U 9001物族箱 通讯1 Pa.b 打印机 信号 显示器 信号 通讯 PC利 图(3) 3.1BD-3A,G标准表 BD,3A1G是由三个功率元件构成的标准电能表。它具有四个电压量程(60V(或57.SV) 100V、200V、400V)和一个电流量程(5A):三个功率元件产生三路模拟输出相加后经1F变 换产生标准表功率脉冲￡，因此本标准表在任一相（或(0任两相）为负功率，而三相总功率 为正时均可准确测量。 当接入额定电压Ue额定电流le且COs中=1时，标准表脉冲f,=3Hz(TTL电平)， 30000Hz,BD-3A,的电表常数CD按下式计算： Cm3.6x10 U.I。 由于标准表电流I心实际上是CT次级电流，装置利用上式计算误差时，根据CT初级所 接的实际电流量程自动代入计算CBD。 BD一3A,G在单相、三相三线有功、三相四线有功、90°无功测量时，接线方式与被 校表一样，在60'无功时标准表按人工中性点接线。标准表电压回路接线方式及电压量程的 转换，均由9001CH切换箱内继电器自动转换。接不同被校表时，标准表电压量程接线方式 与电源输出量程的对应关系见表（④
为保证BD一3A,G测值稳定，在装置中将BD一3A,G的地与3060L的地线连接。 表4 电源输出 标准表 电压输出 标准表 接线 被校表 不输出相 电压输出 电压量程 接线方式 接线方式 系数 60V 60V三相四线与被校表相问 1 无 三相四线 100V 100V三相四线 与被校表相同 无 (P4) 220V 200V 三相四线 与被校表相问 无 单相(P1) 380V 400V 三相四线 与被校表相同 无 三相三线 100V 100V 三相三线 与被校表相同 Ublb (P1) 380V 400V 三相三线 与被校表相同 Ub Ib 60°无功 60V 60v 三相州线 与被校表相同 (Q60) 220V 200V 三相四线 人工中性点 b 60V 100V 三相四线 人工中性点 无 90°无功 (Q90) 220WV 400V 三相四线 与被校表相同 无 BD-3A,的输入输出接线如图(9所示。 3.2ST9001CH切换箱 9001CH切换箱实现如下功能 (1)切换箱控制若显示器和键盘。操作人员在台面键盘下达命令，通过串行通讯口2传 给9001CH,由9001CH根据命令改变显示，并将有关命令经过通讯口1转给电源3060L. 同时3060L将电源输出情况U、【、￡、中等)送给9001CH显示 (2)3060L输出的三相电压经9001CH转接为二路，一路送到台面供祓校表，另一路经 接线方式和电压量程继电器转换后供BD-3A,G。 (3)9001CH接收BD-3A,的功率脉冲f:,和三路光电头的脉冲，自动计算三块祓校表 的误差 (4)9001CH完成与外接计算机的通讯，完成外接80列打印机控制，切换箱中光电头
输入电路如图(4所示 负取神师家电好 510 图(4) 本电路输入脉冲可正可负，R和C,C构成积分回路。积分回路可以消除光电信号边沿 的毛刺，积分电容即输入滤波电容C可以由机箱背后的开关投入或断开，这样即可以适应 于频率较低的感应表，也可以适应须率较高电子表。 9001CH的背后出线如图(10a)所示 3.3 ,电源 3060L电源是专门为D系列校验装置重新设计的电源，电源采用的内附CT原理如图(5) 所示 0.1A T 025A 图(5) 输出变流器B将输出电流变为10个量程，由电源内μP根据命令接通相应量程继电 器，该电流经CT初级至被校表，CT次级产生标准表5A电流，次级安匝与初级安匝不相等 时，由W,检出感应电压，放大后经W2向CT注入补偿安匝，使得次级安匝与初级平衡。 平衡时CT中磁通近似为零，W,中感应电势极小，因此称为电子式零磁通补偿电路，采用 电子补偿后可大大缩小CT体积，当CT内附于电源中，在改变电流量程时、同时改变了CT 量程，在本机中精选大电流维电器，在80A电流时继电器压降小于60mV,由于程控电源中 采取输出电流（电压）过零切换继电器，因此继电器可以长期行。 3060L电胆三相三线恰出方式是将Ua与LUe相位攻变为60。，使Ua=Uab,LUc=Uab Ub与b禁止输出，其相量图如图所示，为了在三相三线时符合操作人员原有的工作习惯
电源输出在9001CH中通过继电器将Ua、Uo、Uc转为Ua、Ub、Uc送至台面。 3060L申源带有谐被输出、装置开机后自动设置为堪被的出状态，要输出谐波必须预先 设定，谐波的设定方法见第5.9节。在谐波输出情况下，要调节输出电流相位，电源内控制 μP会自动将输出降为零，改变相位后，再自动升起（基波输出时调节相位输出幅度不变 在本装置中也可以仅输出单一谐波频率电压或电流，比如输出8次谐波，此时本装置变为 400Hz三相电源，单一谐波输出时，随着输出频率增高，不失真输出功率将下降，比如20 次单一谐波电流输出时，输出功率仅为基波的一半左右。在电源单一谐波输出频率较高，并 日喻出幅度较大时，给出山变压器会发出尖锐声响，但申源没右拉 电压 电流诺波输出含显生 所设定的参数有差别。要求比较准确控制输出谐波度的用 户，可以采取实测输出幅频特性，修正谐波设定参激的办法。具体做法是：外接实际负载后 在仅有的基波（幅度设定为100%）没有谐波情况下启动输出并调整到某一定值，比如为 50.0%,然后不要动幅度控制电位器，通过输入参数，去掉基波，将所选的某次诺波幅度设 定为100%，再启动给出，这时输出显示为一断值，比如550%，这说明该些小组比预置多 数大了 -50)/50 0%,如果实际上要求该次谐波在输出中含量为10%（基波为100% 划设定该次谐波幅度参数时只要置入9%即可。 3060L电源电压输出最大负载约50VA,电流输出最大负载约80VA。电原中电流功放 采用恒流放大方式，即不管电流负载大小，输出变流器初级均通以恒定电流。为降低轻载时 电流功放的发热，本机专设有电流负我轻重转换开关，开头装于申面板右下方，当开关置 于轻载时，最大不失真输出约为40VA,当开关置于重载时，最大不失真输出功率可达80VA, 电流负载开关的转换 在停机的状态下进行 80A电流输出时，最大负载为0.012欧姆， 因此必须增大连接导线线径并降低连接的接触电阻 3060L电源面板如图(6)所示，面板上设有5只LED数码管和十只按键，这些显示和按 键是为了3060L脱离装置单独调试使用，使用方法是： (1给出启信使用“311。”“31。”键，使二相由压（由流）一起启 (2)输出 谐波试验 /谐”键，按键显 “PAUSE”电源产生基波 加10%三次谐波波形，准备好后，显示恢复，即可输出谐波。 (3)调节相位频率，按“r/①”键和“+”、“一”键、士0.1Hz0.1)调节。 (4)调节电压（电流）幅度，按一次“U”(“I”)键，再按+、一键，±1% 三相 t可田 a/b c键选相观察输出百分值 (⑤)调电压（电流）量程，按再次“U”、(“”)键，再按+、 键所选中量 程被显示出来。 在3060L电源脱离台体调试时，应在电源背后“电位器”出线插座上插上短接插头、这 时可以不用电位器而采用程控方式控制输出幅度。同时电源的CT输出插头必须短路。 3.4D10D11装置 采用美国RADIAN公司RM-10(0.05级)和RM-I0.025级) 三只宽量程单相标准表可构成ST001D10和T901D1(以下简称D10和D1) 两种装置、 装置中3060L电源无内附互感器，标准表电流与被校表串联。 标准表电压与被 校表并联（仍米用9001CH内继电器改变接线方式）. D10D11装置在使用时应注意以下几点： D10、D1装置在校验方式上，比D1装置增加了校验功能.可以把被校表输出的高烦 脉冲直接送到台面端子上进行校验，也可将被校表的高频味冲送进台子后，由装置把高脉冲 分频后校验， 同时可以在台面上输出被分频后的低须脉冲 另外，装置标准表的高频脉 冲可以分相送到台子的端子板，也可由装置分频后输出至后面端子板
()用户要求装置带有感应式衣挂表架，在校标准表时，可将被校表标准表物出低脉 冲输入到挂表架上的光电头插座上，当用户不要挂表架时，台面上被校表端子板上将设有 1#、2#、3#三路被校表脉冲输入端(F)同时将A、B、C三相RM10/11输入脉冲F4 TTL电平)引到端子板。 (2)由于RM-10/11表上三个输入电流端子可以并联或申联，这样RM10/11表的电表 常数将因接线而异，因此以预置校验参数时，除预置被校表常数C1,还要预置标准表常数 C2,C2在出厂预置的常数对应于RM0/11输入电流只用一个输入端。 (3RM10/11单相标准表在90°测量会有较大误差，为此在三相三线©osΦ-0.5校验 时.为防止误第.太步罗在cs中=0SL相位试哈占及白动校验中的将图Φ于s7而不县60° 在c0s中=0.5C点，相位置303°而不是300 (4D10、D11装置分相功率测量是直接测量A、B、C三个标准表脉冲，因此在9001CH 装置上信号接口插座连接与D1装置不同。详见图(10，g) (5)参数输入 参数输入部分共有三个画面，知下所示」 第三画面 ①按下“参数键”，显示第一画面，此时可改变C、下、d的值 C.-回转表电表常数 甲位 转/度 下.被校表在额定电压、额定电流输入下单相的频率，单位脉冲/秒 d被校表脉冲当量（指额定输入下），单位微瓦时/脉神 注：输入F或D后要确认，确认键为“↑”+“，”，F和d只输入其中一个就可 另 会被自动计算出来 因此在确认之前必须使U、【处于额定的输入状态 ②连续按下“参数”键会自动出现第二画面，事实上第二画面是第一画面的延续，只要 连续按“参数”键，这两个画面会循环出现，在第二个画面中的参数全部同9001D1中的 参数，在此不再详述，不同的是变成三位数。 ③按下“1”+“参数”健，显示第三个画面，此时可改变FB、FP、H三位。 FB标准表分频系数 ≤6553 FP--被校表分频系数≤65535 LH-校验方式0.代表低校高1.代表高校高2.代表分频校高 注：FB、P输入后要确认，随者LH值的变化按下参数键后，会在上面的窗口中显示 L-H,HH,F-H分别代表低校高，高校高，分频校高。 校验方式 LH表示低校高，可采用光电头或手压开关进行校验，完全同9001D1操作 F-H:表示分频校高方式，此时不能采用光电头或手压开关进行校验，被校表的高须输 出必须接到校验台的高频输入上，由操作人员根据需要对其进行分频系数的操作，使高频脉 神变为低频脉冲（只要置入分频系数后再确认即可），然后再按下“校1”或“校2”粗即 可进行误差校验，在进入校验之前，必须先置入脉冲当量d, 如果不知道d.而知道在额定 输入下的须率，则输入F,并使U,I处于被校表的额定输入，然后按确认键则会自动 出d,并显示出来。 HH:表示高校高方式，此时不可用光电头或手压开关进行校验，被校表的输出应为高 须输出，接法同分频校高，高校高是采用在相等的时间内，比较标准表和被校表的累积电能
进行误差计算的，它的最小时间单位为1秒，此时不客挂几块被校表，均同时进行三路误差 计算，因此建议用校2的方法进行校验，在校1时，功率会不稳，它与低校高，分频较高的 不同点是，它的图数变成了秒数，最大为255秒。 (⑦)几点特殊说明 ①n为三位数在LH、F-H时为园数，在H-H时为秒数，最大255 ②在输入FB、FP、F、d后要确认 ③在确认F\d时必须先使U、【处于额定值 ④在不同的校验方式下需要输入的参数如下： 3.5装置供电 装置采用单相220V电源供电，供电部分电原理如图(7)所示。供电电路装于台体仪表柜 下层， 装置电源进线总保险与插头一体装在台子左侧，0一220V供电经滤波器后，分别向各个 部分供电，在3060L、BD-3A1、900ICH三个仪器中均装有各自的-220V电源保险，当供 电电源电压低于200V时，装置输出的三相电压电流不失真功率将降低 校验接线图，如图(8a、b、c,d U o 图8(a)三相四线有功 图8(b)三相三线有功(Ub接至Un)