郭曉晶

國網(wǎng)福建省電力有限公司泉州供電公司，福建 泉州 362000

0 引言

以往工作中，現(xiàn)場使用的電能表都是結(jié)合各相關(guān)用戶負(fù)荷對應(yīng)的大小予以劃分，定期執(zhí)行現(xiàn)場校驗操作，其不足之處在于現(xiàn)場校驗周期需要較長的時間，要想實現(xiàn)電能表負(fù)荷狀況的實時監(jiān)測具有一定的難度。

1 電能表的誤差原因

在電能表的運行中，電流、電壓、頻率、負(fù)載、溫度、傾斜、外磁場、天氣等均是影響電能表計量，使之產(chǎn)生誤差的原因。在檢定規(guī)程中，對電能表的工作環(huán)境給出了規(guī)定，但在實際使用時，往往會受到環(huán)境條件影響，長時間處于極限工作環(huán)境時，甚至超過極限條件。在這樣的情況下，很可能使電能表內(nèi)部元器件失去正常的工作性能，造成計量誤差。

1.1 電流互感器原因

電流互感器的倍率選取不恰當(dāng)，會導(dǎo)致出現(xiàn)誤差。當(dāng)電流互感器工作在較小電流的狀況時，磁通密度較小，導(dǎo)致誤差變大，因此在對互感器實際容量加以選取的過程中，不可以選取過大，也應(yīng)有效規(guī)避在較小電流下的運行。電流互感器二次容量選取不合適時，也會導(dǎo)致誤差情況的出現(xiàn)。接入電流互感器的二次負(fù)荷主要包含外接導(dǎo)線電阻、接觸電阻和電能表電流線圈阻抗。若是二次負(fù)荷阻抗中有一部分是電流互感器二次回路導(dǎo)線阻抗，特別是對于用電負(fù)荷相對偏大的用戶而言，會對電流互感器的精準(zhǔn)性產(chǎn)生一定影響。在互感器的一次側(cè)對應(yīng)電流長時間超出額定電流20%時，由于鐵心產(chǎn)生角誤差和磁飽和的負(fù)偏差，互感器的一次回路連接導(dǎo)線老化或是線徑不夠和接點接觸電阻加大，導(dǎo)致二次負(fù)荷偏大。由于二次負(fù)載實際大小和互感器誤差之間是正比關(guān)系，角誤差會有所加大。在互感器接入的一次側(cè)電流低于額定電流5%時，會在一定程度上影響激磁電流，造成角誤差比較大的偏差。

電流互感器通常包含一次線圈、二次線圈以及鐵心幾個基本構(gòu)成部分。鐵心具有一定的磁阻，電流互感器在進(jìn)行電流的傳變時，勢必會消耗一些電流，應(yīng)用于勵磁，促使鐵心產(chǎn)生磁化作用，這樣二次線圈便會形成二次電流與感應(yīng)電勢，電流互感器的誤差也正是因為鐵心消耗勵磁電流所造成。由于激勵電流與鐵耗的問題，電流互感器一次電流與二次電流的差值為一個向量，誤差主要包含相角差與比值差。

1.2 電壓互感器原因

在構(gòu)成電能計量綜合組差的各種誤差中，電壓互感器二次回路壓降所導(dǎo)致的計量誤差通常最大，而壓降相對偏大，導(dǎo)致少計電量和發(fā)供電量不平衡等問題的發(fā)生。在互感器的實際二次負(fù)荷超出額定容量上限過程中，對應(yīng)的互感器比和角誤差向負(fù)值便會有所加大?；ジ衅鞫卫@組若是產(chǎn)生匝間短路問題，會導(dǎo)致電壓線圈的匝數(shù)顯著減少，進(jìn)而導(dǎo)致互感器出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞或是出現(xiàn)較大的負(fù)誤差。處于運行中的互感器，由于二次回路連接導(dǎo)線發(fā)生老化或是回路接點的接觸電阻加大，會導(dǎo)致二次回路壓降有所提高，當(dāng)超出規(guī)定要求時，便會造成運行狀況中互感器比、角誤差的負(fù)超差。

電壓互感器二次回路壓降通常會導(dǎo)致較大的誤差，這也是電能表計量綜合誤差的重要來源。因為壓降比較大，導(dǎo)致電量少計量和發(fā)供電量不平衡情況的發(fā)生，所以針對處于運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的電壓互感器二次回路壓降應(yīng)實施周期測試，為了計算電能計量誤差，可以兩年進(jìn)行一次測試。

2 電能表現(xiàn)場校驗工作的注意要點

（1）電壓對于額定值的偏差需要保持在±10%范圍內(nèi)；（2）頻率對額定值的偏差需要保持在±5%范圍內(nèi)；（3）環(huán)境溫度需要保持在0～35 ℃；（4）標(biāo)準(zhǔn)電能表中所通如的電流需要高出基本電流約為20%；（5）現(xiàn)場校驗相應(yīng)的負(fù)載功率需要是實際的經(jīng)常負(fù)載；（6）在負(fù)載電流不足額定負(fù)荷的3%時，不應(yīng)執(zhí)行誤差測定操作。

3 不停電狀況下電能表遠(yuǎn)程在線校驗系統(tǒng)相關(guān)理論

雖然國家監(jiān)督管理部門頒發(fā)了相關(guān)文件，對校驗技術(shù)的相關(guān)方法、設(shè)備、復(fù)校準(zhǔn)間隔的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)以及條件等方面都給出較為確切的規(guī)定，但因為管理的缺失，導(dǎo)致電能表校驗技術(shù)文件狀態(tài)相對空白。因此，創(chuàng)建一套能夠預(yù)測的運維管理體系，是電能表校驗的基礎(chǔ)。換而言之，可以利用電能表整體運行狀態(tài)的評定，并對比連續(xù)校驗數(shù)據(jù)信息，第一時間發(fā)現(xiàn)初期階段的故障，還可以針對潛在故障問題的嚴(yán)重程度與發(fā)展態(tài)勢加以評定，能夠在第一時間內(nèi)精準(zhǔn)地對電能表的具體運轉(zhuǎn)狀況加以掌握，從而對電能表的最佳檢定時間加以確立。不停電狀態(tài)下電能表遠(yuǎn)程在線校驗理論的基礎(chǔ)：在線校驗不在檢定工作范圍中，雖然評定應(yīng)用數(shù)據(jù)合格，但并不表示被檢測電能表合格。但是若是產(chǎn)生了不合格的相關(guān)采用數(shù)據(jù)信息，對應(yīng)檢測的電能表多數(shù)不合格。因此，應(yīng)用實時或是定時測量方法針對電流相關(guān)數(shù)據(jù)信息、實時電壓以及環(huán)境溫度和濕度等相關(guān)信息加以采樣。借助針對被測電能表相關(guān)歷史運行數(shù)據(jù)信息與近期連續(xù)檢測相關(guān)數(shù)據(jù)信息的比較，針對具有一定隱蔽性的故障問題加以判定，對故障的嚴(yán)重程度及其發(fā)展趨勢加以精準(zhǔn)掌握，從而更加科學(xué)地對選擇檢定時機(jī)加以掌握[1]。

4 電能表在線不停電校驗方法與技術(shù)實現(xiàn)

電能表在線不停電校驗系統(tǒng)可以在不停電的情況下對電能表相應(yīng)接線裝置進(jìn)行更換，同時存在電能表在線檢測相關(guān)的預(yù)留接口，可以實時在線計量檢測，以使相關(guān)問題得到有效解決。

4.1 實現(xiàn)方法

電能表接線裝置能夠借助物理開關(guān)對線路切換、隔離以及短接的情況加以控制，能夠在不停電的情況下對數(shù)字電能表進(jìn)行更換或是對高精度數(shù)字電能表實施并接處理，可以使不停電切換得以實現(xiàn)幾種不同工作模式。首先，正常工作模式。借助于接線裝置，數(shù)字電能表可以接入電能對電路加以監(jiān)測。數(shù)字電能表會對相關(guān)用電數(shù)據(jù)信息加以采集，并向能源監(jiān)測系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行傳輸，以實現(xiàn)其基本的電能監(jiān)測功能。其次，在線換表安裝模式。電能表接線裝置在完成線路隔離后，能夠在用戶不停電的狀況下，對原本的電能表加以更換，再利用相應(yīng)接線裝置切換至正常工作模式，電能接入其中需要對電路進(jìn)行監(jiān)測。最后，在線計量檢測模式。利用電能表接線裝置的切換，數(shù)字電能表在能源檢測系統(tǒng)服務(wù)器與電能需監(jiān)測電路中接入。能源監(jiān)測系統(tǒng)相應(yīng)管理軟件可以起到電能表計量檢測分析對比的作用，在線計量檢測模式中，利用在線計量精度結(jié)果對能否與電能表精度管理相關(guān)要求相契合加以判斷。利用電能表數(shù)據(jù)信息分析計量精度，將高精度數(shù)字電能表的相關(guān)數(shù)據(jù)信息作為基準(zhǔn)源，與數(shù)字電能表計量精度進(jìn)行比對，從而使電能表計量檢測技術(shù)方法得以良好實現(xiàn)，再判斷其能否與相應(yīng)精度要求相契合，同時生成相應(yīng)的定期歷史數(shù)據(jù)信息。被測電能表與高精度采集裝置是確保電能表遠(yuǎn)程在線不停電校驗得以實現(xiàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息來源，詳細(xì)的信息內(nèi)容包含電流、電壓、溫度和濕度、功率因數(shù)等[2]。

4.2 具體操作步驟

在不停電的狀況下，針對電能表實施遠(yuǎn)程在線校驗的具體操作步驟如下。第一，預(yù)采集高精度裝置。前端處的高精度采集裝置自動或是定期根據(jù)約定負(fù)荷點方式自動對電能數(shù)據(jù)信息與非用電有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集，重點包含針對當(dāng)前時間范圍中（一般是1 min的設(shè)定，能夠根據(jù)負(fù)載的實際大小對采樣間隔加以調(diào)節(jié)），高頻采集場地的離散電流和電壓，并且對有關(guān)電能數(shù)據(jù)信息與非電能數(shù)據(jù)信息被測電能表輸出的相應(yīng)電能脈沖數(shù)加以采集，也可以采集附近環(huán)境的溫度和濕度等相關(guān)數(shù)據(jù)信息。第二，借助高精度預(yù)采集設(shè)備壓縮與幀化處理數(shù)據(jù)信息。對于高精度預(yù)采集裝置，其存在比較強(qiáng)大的數(shù)據(jù)信息采集功能，采樣周期中的數(shù)據(jù)信息量超過23 M。保證采集數(shù)據(jù)信息能夠更加方便快捷、精準(zhǔn)地向主站傳輸?shù)幕A(chǔ)方法是數(shù)據(jù)信息的壓縮。此外，通信幀的促成是將相關(guān)通信協(xié)議作為根據(jù)，對主站的數(shù)據(jù)信息請求進(jìn)行等待。第三，主站所采集的結(jié)果應(yīng)結(jié)合需要進(jìn)行采集或是讀取高精度前端采集設(shè)備。主站數(shù)據(jù)信息召測命令的發(fā)出應(yīng)定時或是根據(jù)要求實施，確保數(shù)據(jù)幀的有效獲取。在主站，針對數(shù)據(jù)信息實施校驗與壓縮，確定無誤后儲存在相應(yīng)服務(wù)器中。第四，主站對采樣數(shù)據(jù)信息加以處理并存。對于采樣所獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息實施數(shù)模轉(zhuǎn)換，應(yīng)根據(jù)所存儲的A/D采樣變比進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換，分類型保存與針對數(shù)據(jù)信息的處理需要應(yīng)用插值算法實施。第五，主站數(shù)據(jù)的計算與判定。主站通過相互匹配的電能計算法，仔細(xì)對周期中離散狀態(tài)的電壓和電力進(jìn)行計算采樣，同時計算該時間段的有用功能值和無用功能值[3]。

5 結(jié)束語

文章提出一種不停電狀況下實施電能表遠(yuǎn)程在線校驗的方法，同時對能夠?qū)崿F(xiàn)這一措施的相關(guān)方案加以制訂。該模式的校驗系統(tǒng)由通信系統(tǒng)、主站服務(wù)器以及高精度前端采集裝置等構(gòu)成。通過創(chuàng)建電能表實施運維管理的相關(guān)軟件平臺，以促進(jìn)新型電能表主動運維管理體系的建立。