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作者：张争明;张密;孟静;李冀;赵成;
单位：中国电力科学研究院有限公司;国网北京市电力公司;
摘要：提出一种基于非线性信号变换的小电流低功率因数电能计量检定系统，针对现有交流电能表检定装置和交流标准表因测试范围和测试准确度的局限，特别是对检定小于10 mA小电流低功率因数工况的难题，通过分析由于电流的减小，偏置电流与泄漏电流的占比显著增加，对小电流测量误差的影响无法忽略，提出非线性信号变换测量单元，采用多次方根非线性放大电路，对三相预设检定小电流进行测量，系统能够在电流较小时大幅提高输出信号，从而降低测量结果的相对误差；通过分析功率因数的降低导致电流测量误差成倍数增长，结合低功率因数下有功相对误差的要求，反算电压电流间的相位差允许的最大值，结合误差补偿技术确保电压电流保持同步，采用引入高压跟随器和低阻抗与低容抗设计方法进行误差补偿，进一步降低输入和信号调整回路的延时，减小相位误差的影响。最后，设计一体化的小电流电能计量检定系统，实验结果表明，在0.3～3 mA的范围内，改进后的设备在功率准确度上的误差低于0.2%，交流功率稳定度和交流电流稳定度方面，误差均小于0.01%/PF，交流电流准确度误差也低于0.02%。这些性能提升均超出改进前设备的能力范围，显示出改进后设备在技术上具有明显优势，充分满足最新检定规程的要求，弥补传统电能表检定装置的不足，达到更高标准的测试需求，具有广泛的应用前景。
关键词：功率因数;小电流;功率源;标准表;非线性信号变换;角差;同步采样
基金资助：国家电网公司总部科技项目（5700-202211214A-1-1-ZN）
