張紅+劉曉艷

[摘 要]隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和智能電網(wǎng)的逐步建設(shè)，電子式電能表以其高精度、電子化、智能化等優(yōu)勢(shì)在電網(wǎng)中得以廣泛應(yīng)用并得到人們的廣泛歡迎。但電子式電能表由于其科技含量比較高，在進(jìn)行電能表校驗(yàn)時(shí)又有其獨(dú)特性，所以針對(duì)其在電能基本誤差測(cè)量、需量值測(cè)量、日計(jì)時(shí)誤差測(cè)量及事件記錄這些校驗(yàn)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)中的存在的問(wèn)題總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并進(jìn)行相關(guān)分析具有突出的意義。

[關(guān)鍵詞]電子式電能表；校驗(yàn)；問(wèn)題

電能表是進(jìn)行電能計(jì)量的功能表，它不僅廣泛存在于人們的生產(chǎn)生活，與民眾的切身利益息息相關(guān)，還是電力企業(yè)進(jìn)行計(jì)量收費(fèi)和經(jīng)濟(jì)核算的重要工具。為此，電能表校驗(yàn)以其準(zhǔn)確公允地進(jìn)行電能核算的基礎(chǔ)工作更顯示出其獨(dú)特作用。近來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，人民的生活水平不斷邁進(jìn)新臺(tái)階，全社會(huì)對(duì)電能的消耗日益增大，電力企業(yè)發(fā)展步伐持續(xù)加快，電能表需要承擔(dān)的功能和要求也越來(lái)越多，傳統(tǒng)機(jī)械式電能表已經(jīng)無(wú)法滿足日前的發(fā)展需求，為此，電子式電能表憑借其自身多功能、高精度等優(yōu)勢(shì)在電力企業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。電子式電能表雖然靈敏度高、功能多，但其極容易受到外部環(huán)境、人為操作不當(dāng)、技術(shù)因素等影響，所以對(duì)其的校驗(yàn)工作有其特殊的方面。下文將對(duì)電子式電能表校驗(yàn)中存在的幾個(gè)問(wèn)題做一下分析，以此充分發(fā)揮電子式電能表的優(yōu)勢(shì)。

一、電子式電能表的結(jié)構(gòu)及工作原理

電子式電能表是一種新型的測(cè)量?jī)x表，它以單片計(jì)為核心，應(yīng)用了模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)和脈沖數(shù)字技術(shù)。由于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，計(jì)量準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。目前研制并投入使用的電子式電能表主要是時(shí)分割乘法器式的電子電能表，時(shí)分割乘法器是用集成運(yùn)算放大器按時(shí)分割原理做成的模擬乘法器，用于計(jì)量電網(wǎng)電壓和電流的乘積，然后再通過(guò)V/F轉(zhuǎn)換器將乘積（電壓值）轉(zhuǎn)化為頻率（即脈沖），并計(jì)數(shù)顯示。電網(wǎng)中的電壓值和電流值要經(jīng)過(guò)電壓互感器和電流互感器才能送到時(shí)分割乘法器中相乘。輸入乘法器的電流信號(hào)被轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的電壓信號(hào)，與輸入的電壓信號(hào)相乘。乘法器輸出的是與功率成正比的電壓量，將電壓量送入V—F型A/D轉(zhuǎn)換器中，則電壓信號(hào)被轉(zhuǎn)化為頻率信號(hào)，最后送到計(jì)數(shù)電路和顯示電路，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的功率測(cè)量。

二、電子式電能表頻率特性及誤差分析

感應(yīng)式電能表隨著高次諧波的增加，頻響特性曲線衰減很嚴(yán)重，而電子式電能表的頻響特性曲線則相對(duì)平坦，可近似認(rèn)為沒(méi)有衰減，這表明電子式電能表具有較寬的頻率響應(yīng)。當(dāng)電網(wǎng)中的電壓和電流信號(hào)只有一個(gè)信號(hào)發(fā)生畸變，而另一個(gè)信號(hào)仍為正弦波時(shí)，根據(jù)正弦函數(shù)的正交性可得，電子式電能表在這種情況下，其誤差變化很小，可認(rèn)為近似不變。當(dāng)電網(wǎng)電壓和電流都發(fā)生畸變時(shí)，由于電子式電能表頻帶較寬，仍可以準(zhǔn)確的計(jì)量諧波功率，也就是說(shuō)，電子式電能表對(duì)諧波功率的響應(yīng)是和對(duì)基波功率的響應(yīng)相同的。電子式電能表把基波功率和所有的諧波功率一同計(jì)量，所以它在諧波存在下的計(jì)量誤差比感應(yīng)式電能表的誤差大，在電網(wǎng)中，無(wú)論諧波流向如何，當(dāng)諧波從負(fù)載流向電網(wǎng)時(shí)，實(shí)際上是負(fù)載將電網(wǎng)中的基波經(jīng)過(guò)濾波和整流后，形成的諧波電流反送回電網(wǎng)，這是一種電能污染。全電子式電能表將負(fù)載（諧波源）消耗的基波有功電能和諧波源（負(fù)載）向電網(wǎng)返送的諧波有功電能（被污染的電能）進(jìn)行了代數(shù)相加，使得記錄的能量比負(fù)載消耗的基波有功電能量還要小，這是全電子式電能表計(jì)量諧波源客戶的不足之處。故對(duì)大功率變流設(shè)備、電弧爐等產(chǎn)生高次諧波的電力負(fù)載用戶，為了只記錄負(fù)荷消耗的基波有功電能，采用電磁感應(yīng)式電能表比用同準(zhǔn)確級(jí)別的全電子式電能表更合理。

三、確定最大需量示值誤差

需量示值誤差試驗(yàn)是在特定需量周期中測(cè)量平均功率最大值的試驗(yàn)，是電能表常規(guī)試驗(yàn)項(xiàng)目之一，同時(shí)也是需量準(zhǔn)確計(jì)量的重要保障。具體而言，在需量示值誤差試驗(yàn)中最大需量示值誤差主要包括總最大需量誤差和分段時(shí)段最大需量誤差。根據(jù)國(guó)家電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)需量示值誤差的要求，在特定條件下，需量示值誤差應(yīng)不大于規(guī)定的準(zhǔn)確度等級(jí)值。由于實(shí)際測(cè)量過(guò)程中切換時(shí)段，總最大需量誤差受到影響不大，應(yīng)著重考慮分段時(shí)段最大需量誤差，即每個(gè)需量周期中的最大需量與原來(lái)測(cè)量出的總最大需量之間進(jìn)行比較，從而確定該時(shí)段的最大需量，進(jìn)而分析其中存在的最大需量誤差是否滿足其標(biāo)準(zhǔn)要求。通常情況下，產(chǎn)生最大需量誤差主要是受最大需量測(cè)量周期和電流電壓變化的影響。為此，進(jìn)行最大需量示值誤差試驗(yàn)時(shí)要盡可能地按照試驗(yàn)的要求，合理分配測(cè)量周期，準(zhǔn)確計(jì)量各費(fèi)率時(shí)段的最大需量值，在不完整的需量周期內(nèi)不做最大需量記錄，從而準(zhǔn)確確定最大需量示值誤差。

四、測(cè)量日計(jì)時(shí)誤差

電能表日計(jì)時(shí)誤差是指具有計(jì)時(shí)功能電能表的走時(shí)誤差。電能表日計(jì)時(shí)誤差是分時(shí)計(jì)量的重要組成部分，它直接決定了電能表時(shí)鐘是否符合要求。通常在進(jìn)行電能表日計(jì)時(shí)誤差試驗(yàn)時(shí)要先預(yù)熱一個(gè)小時(shí)，然后將誤差計(jì)算器接受的脈沖數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)脈沖數(shù)相比較，通過(guò)計(jì)算得出誤差值。之所以先預(yù)熱一個(gè)小時(shí)，主要是因?yàn)闇囟鹊淖兓瘯?huì)影響電能表的準(zhǔn)確性，再加上每個(gè)電能表廠家對(duì)其內(nèi)部溫度補(bǔ)償方式不同，所以測(cè)試人員還要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行電能表內(nèi)部溫度補(bǔ)償。進(jìn)行完日計(jì)時(shí)誤差測(cè)量試驗(yàn)后要對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行合規(guī)性分析。然而針對(duì)日計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度的要求，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)卻為沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，比如按國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求靠工作準(zhǔn)備開動(dòng)12h后，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度優(yōu)于1.0s/d，而電力企業(yè)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)卻是當(dāng)電池投入36h后，計(jì)時(shí)準(zhǔn)確度優(yōu)于1.5s/d。所以在進(jìn)行電子式電能表校驗(yàn)時(shí)應(yīng)參考不同的標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行多次測(cè)量，從而使其均能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)，確保電能表的準(zhǔn)確可靠。

五、對(duì)事件記錄的檢驗(yàn)

對(duì)相關(guān)事件進(jìn)行記錄是電子式電能表的主要功能之一，同時(shí)也是智能電網(wǎng)的基礎(chǔ)單元之一，主要承擔(dān)著及時(shí)記錄電能表相關(guān)事件與故障信息的職責(zé)。有了電子式電能表的時(shí)間記錄功能，測(cè)試人員在校驗(yàn)電能表時(shí)便有了豐富的可利用信息，從而便于相關(guān)人員的分析處理。比如說(shuō)狀態(tài)類事件中就包括失壓、失流、段相等由于電網(wǎng)或自身故障而發(fā)生的各類特定狀態(tài)；操作類事件就有清零、編程、校時(shí)等由于軟件或硬件的原因所引起的電能表信息的變更。但記錄時(shí)間的存在只是為測(cè)試人員提供了一定的基礎(chǔ)信息便利，然而對(duì)故障的具體分析卻仍得有賴于測(cè)試人員的理論知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。如雖然同樣出現(xiàn)了失壓時(shí)間，但由于每個(gè)生產(chǎn)廠商對(duì)電壓下線標(biāo)準(zhǔn)的處理不同，從而引起判斷閥值的不一致，記錄的相關(guān)數(shù)據(jù)有所差異，從而給測(cè)試人員帶來(lái)不小的麻煩。另外并不是所有的故障均能在事件中顯現(xiàn)，就比如說(shuō)對(duì)電能表影響很大的電量突變問(wèn)題在電能表記錄時(shí)間中就沒(méi)有體現(xiàn)，還必須由測(cè)試人員進(jìn)行仔細(xì)的分析和重復(fù)的測(cè)試才能解決。綜上可知，測(cè)試人員對(duì)記錄事件要斟酌考慮，結(jié)合實(shí)際情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)分析決策。

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