測試技術在電氣工程中的應用

荊曉莉

引言：在經濟發展條件與科技進步水平日新月異的今天，電氣工程中各電氣設備也變得日益成熟與完善，但也變得越來越復雜，同時系統中的各設備發出的諧波給電量計量與測量造成了極大的影響。在電子計算機技術的幫助下，運用電子式計量設備能夠有效提升計量與測試的可靠性與準確性，這也使電氣工程將其作為了首選。文章從電氣工程用電特點出發，分析了影響電能計量與測試的因素，并探討了測試技術在電氣工程中的具體應用。

引文

在電氣化技術普及與廣泛應用的新時代里，電氣工程遇到的難題也在逐漸增多，出現了諸多影響電能計量可靠性與準確性的問題與因素。在電力事業中，電能計量發揮著杠桿的重要作用，其可靠準確性直接關系到社會經濟各生產部門的經濟與社會效益。隨著社會各界用電的不斷增大，電能計量在其中發揮的作用也在日益凸顯，因此需要不斷發展與完善電能計量與測驗技術，提升其穩定性，為社會經濟的發展打下良好的基礎。

一、電氣工程的用電特點

電氣工程電力運行系統通常會有強弱點之分，電能計量與測量技術是其中的關鍵。由于電力系統中存在著部分電氣設備會給電力系統本身造成較大的沖擊，且設備的運行過程也基本是不規律的，這就會在特殊時段出現設備集中使用而帶來的電網負荷過重情況。這時系統中的各電氣設備、計量以及測試設備的運行狀態都會出現較大波動或出現負荷過大的情況，因此電氣工程中，電力負荷出現極不平衡的狀況，尤其是在電氣工程中較為大型的智能控制與變頻設備在應用中對電能計量造成了一定干擾，所以在電力現代化不斷發展的背景下電氣工程對電量計量的要求也在不斷提高。因此，電氣設備運行不均衡與干擾較多就是電氣工程用電的特點，這也給電量計量與測試提出了極大的壓力與挑戰，特別是在其可靠性與準確性上的要求更是提出了更大的挑戰。

二、電能計量的方法分析

1、常規計量辦法

當前，我國電氣工程中使用的電量計量方法一般為兩種，一種是利用電壓進行測量，另一種是利用電流互感器來對電量進行計量。以這兩種方法實現對弱點側與110kV側的電量計量。實際情況如下：（1）對110kV側進行計量時，通常采用的是三相四線有功電能表來實現電量計量工作。由于電氣工程使用的110kV交直流供電，在依據電量計量設備的管理規章的規定，110kV側是中性點有效接地的系統。在這種設計情況下，能夠有效減少由于不均衡電荷而造成的電能表出現計量誤差。電量計量工作中某個時段使用的電量是依據抄表之差計算得來的。（2）弱點側的計量主要對變電器的弱點側進行的電量計量，這也是針對電力用戶終端而進行的電能計量。電氣工程中通常的終端分為電氣設備與電機，供電主要面對的是辦公、空調系統、電梯以及居民等。在這一電量計量中需要克服各電氣設備的干擾，比如設備出現的諧波。這種干擾會影響到電量計量與測試，需要電量計量計算時采取合適的辦法，這是因為不管是在電流計量方式還是電壓中，電量計量都是以電流的正弦波為依據，所以就會出現諧波，進而對電量計量造成干擾。

2、計量表在運行中受到的影響

首先，電能表造成的影響。電能表主要是由電磁結構構成，其計量誤差主要是由于線圈產生的力矩，其力矩大小會影響到電能表計量能力，而線圈功率決定了力矩的大小與起到的作用。電能表受到諧波功率的影響主要是由于電表盤力矩因諧波而改變了方向與大小，這也就是造成電能表出現誤差的主要因素。根據相關研究顯示，由于受到高次諧波影響，電能表的運轉速度會偏慢，這也就出現了不同程度的計量偏差。

其次，對電子式計量表的影響。電氣設備產生的諧波會影響到全電子式電能表的計量。該類型的電能表主要是通過交流采樣來讀取相位角度與電壓電流信號，然后通過計算機芯片將讀取的信號數據進行處理，這樣就可以得到對電量的計量，然后再將測試的數據轉化成具體的顯示單元或儲存單元。在這種情況下，電量計量出現誤差的因素不是計算機芯片，而是受到采集與讀取信息的準確性的影響。與機械式電能表相比，諧波對全電子式電能表造成的影響相對較小。換句話說，在相同的條件下，使用電子式電能表進行電量計量的精度較高，且還能通過利用芯片的處理能力來對計量誤差進行修正，所以在利用這一電能表進行電量計量時，可以通過合理設計電子電路來提升計量的抗干擾性能與精確度。在電氣工程中使用電子式電表進行計量，而測試使用的電表通常采用的是A/D采樣原理，而且其操作功能也較容易實現，但其抗諧波干擾的能力較弱，因此在具體應用中還需要利用計量測試調試，提升其抗干擾效果。

三、計量與測試技術在電氣工程中的應用

在電氣工程使用電子式計量表時，需要利用計量測試技術對其調試，解決諧波干擾造成的計量誤差。該技術通過人為方式對電子式計量表進行試驗測試，并對其進行經濟性等綜合評價，逐漸形成一個科學合理的電量計量系統，以滿足電力用戶的需求。在其設計中通常運用A/D形式采樣，A表進行采樣得到的數據，可以通過單片機進行計算處理得到電能量。而A/D電能表是分時間、分段對電能量進行計量。該方法比較適用于靜態功率環境下，但對電氣設備的諧波的抗干擾能力相對較低。而在實際生活中，設備出現諧波的量較大，對諧波抵抗能力的強弱直接關系到電量計量的精確程度。很顯然，簡單A/D模式根本無法適用于上述情況，于是出現了改進型的T型表。這種電能表采用了A/D采樣與“時分隔乘法器”相結合的方式，對功率采用時分隔方式進行連續測試，克服功率不平衡與諧波干擾造成的計量失誤情況的出現，實現電量計量的可靠性與精準性。之后利用A/D采樣，記錄無功電能與其他電力參數數據，保障有功電能測試的準確性，并且實現了多功能的擴展，但相應的計量測試成本也會相應增加。

在對電能計量表改進完成并使用后，對其進行的經濟性評價，得到的評級結果更加完善與準確，實際值與理論值之間的差值也更小；在使用全電子式計量表后，實際上降低了成本，提升了智能化水平；利用最終測試技術充分體現出改進型T型表的計量測試精準性遠高于A表，所以應在電氣工程中進行大范圍推廣與應用。從控制與調整電能的角度來看，使用高性能的計量表雖然會提升成本，但卻能獲得更大的經濟與社會效益。

四、結束語

隨著社會各界對電能計量精準性提出更高要求時，電氣工程也在技術的推動下向著更加先進、高效的方向發展，其中智能化與自動化技術也逐漸地滲透并應用于電氣工程之中，而其中的計量技術在智能化與自動化系統中發揮著巨大的作用，推動著智能化與自動化技術的發展與完善。計量與測試技術是保證電氣工程穩定發展的保障技術與基礎條件，因此，相關部門與工作人員必須從具體實際出發，結合多元化技術，逐步提升檢測與測驗的精準性，從而獲得更高的經濟與社會效益，拓寬電氣工程發展空間，推動電氣工程的高效發展。

參考文獻

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（作者單位：黑龍江省電子技術研究所）