电能计量装置作为电力系统的基础设施,是供用电双方电能结算的依据。10kV一体化电能计量装置相对于传统计量装置具有体积小、重量轻等优点,是未来计量装置的发展趋势。近年来电网中非线性负荷的增加使谐波畸变问题日益严重,因此需要对10kV一体化电能计量装置的谐波传变特性进行研究。本文设计的10kV一体化电能计量装置包括电压、电流互感器以及计量终端三部分。计量终端采用ADI公司生产的专业电能计量芯片ADE7878作为电压、电流采集以及数据处理部分,ADE7878芯片内嵌固定功能的数字信号处理器,处理后的数据保存在芯片内部寄存器中。芯片可以同时计量基波电能和总电能,总电能即为基波与谐波电能之和,利用所测总电能减去基波电能即可得到谐波电能数据。基波电能与谐波电能同时计量的方式提高了计量装置的适应能力。对10kV一体化计量装置的电流通道和电压通道分别进行了谐波传变特性建模仿真分析。利用PSCAD仿真软件建立LPCT的J-A仿真模型,研究LPCT和计量终端电流预处理电路的频率特性,并依据仿真结果对电流预处理电路提出了改进。针对杂散电容和电阻温度系数对电阻分压互感器的影响进行了仿真分析,结果表明:电阻分压互感器频率特性满足谐波测量的要求。采用频率响应的方法对电压通道预处理电路的频率特性进行了仿真研究,依据分析结果对电压通道电路设计提出改进措施。在仿真分析的基础上,对10kV一体化电能计量装置传变特性进行实验室初步测试。对计量终端部分的频率特性进行了测试,结合仿真分析提出了软件相位补偿的方法改善装置的谐波传变特性。对计量装置的总功率和基波功率分别进行了校准,测试结果表明:该装置基波条件下的准确度为有功0.5S级,满足设计要求,证明本文所提的软件相位补偿的方法改善装置谐波传变特性的同时不影响基波测量的准确度。