關(guān)口電能計量裝置誤差的實時監(jiān)測

黃運蓉

摘要：隨著電力事業(yè)的發(fā)展，電能的計量技術(shù)得到快速的發(fā)展。電能計量裝置的誤差一直是影響電力生產(chǎn)的重要問題，筆者通過對電能計量裝置產(chǎn)生誤差分析，以及采取實時監(jiān)測的重要性及具體技術(shù)的討論，供該行業(yè)參考。

關(guān)鍵詞：電能計量;裝置誤差;實時監(jiān)測

1引言

電能計量裝置是目前電力生產(chǎn)中的重要設(shè)備，它對于各項電力指標及維護有著很大作用，面對裝置產(chǎn)生的人為誤差及系統(tǒng)誤差，需要合理的方案加以解決和完善。

2關(guān)口電能計量裝置誤差的分析

2.1關(guān)口電能計量的意義及計量裝置的組成

在我國，電能屬于國民經(jīng)濟中十分重要的可再生二次能源。如今社會電能已得到了普遍的使用，尤其在工業(yè)、商業(yè)、交通業(yè)，共用事業(yè)、農(nóng)業(yè)及居民日常生活等，都需要電能的支持。電能的各項使用程度在某些方面能夠體現(xiàn)一個國家的發(fā)展程度高低以及現(xiàn)代化水平的高低。

關(guān)口電能計量的意義在于它是一種特殊的商品，能立刻產(chǎn)生與消耗。由于電力的生產(chǎn)以及其他產(chǎn)品生產(chǎn)模式不同，發(fā)電廠發(fā)電、供電部門進行供電以及用戶用電三部門是整合為一個系統(tǒng)，該系統(tǒng)同時完成，且要互相緊密地聯(lián)系，缺一不可。

此外，有關(guān)部門銷售策略、結(jié)算策略需要相應(yīng)的計量器具在這三個部門間進行測量與計算。以得出電能電量，也就是電能計量裝置，其中電能表屬于用于測量電能的儀表，且是電能計量裝置中的核心。其余組成電能計量裝置的是互感器及其二次負荷及二次壓降裝置等。

2.2電能計量標準的要求

電能計量是電力部門用于電能測算及維護的重要工作，根據(jù)電力系統(tǒng)的諧波產(chǎn)生特點，得出對電能計量影響方式不一致，現(xiàn)階段考慮在諧波作用下時的電能計量標準如下：

（1）普通電能表能夠準確地反映實際的功率，包括基波及諧波的綜合功率大小，也叫做全能標準，是如今國內(nèi)通常采取的電能計量標準。

（2）電能表只能夠反映基波的功率，稱為基波電能標準，而不計量諧波的功率。

（3）如果電能表能夠分別計量基波功率及諧波功率，其稱為諧波電能標準。

2.3電能計量裝置產(chǎn)生誤差的原因及解決措施

一般的關(guān)口電能計量裝置的故障及計量的差錯是多種多樣的，[1]其主要形式主要體現(xiàn)在如下的幾個方面：

（1）組成電能計量裝置的各個組成部分，如電能表、互感器以及互感器二次回路的本體發(fā)生故障，造成電能表或互感器的誤差超差或發(fā)生二次回路的接觸故障。

（2）在計量裝置的接線階段出現(xiàn)錯誤。

（3）由于竊電行為造成計量的失準。

（4）由于人為抄讀電能計量裝置以及電量計算的錯誤。

（5）由于外界的不可抗力因素造成的電能計量裝置故障，例如雷擊或過負載等。

具體解決方案：

（1）盡量使用性能優(yōu)良的產(chǎn)品，在電壓互感器的二次回路推廣方面選擇快速自動的空氣開關(guān)。

（2）使用電能計量的專用電壓及電流互感器，避免系統(tǒng)誤差。

（3）在有大概率落雷的地區(qū)安裝相應(yīng)的電能計量裝置，還要在其進線處安設(shè)避雷裝置。

（4）進行電能表的互感器、二次回路及二次負荷的現(xiàn)場校驗工作。.

（5）加強電能計量裝置倍率管理，嚴格封印管理，使其不受人為干涉與破壞，防止竊電行為。

（6）加強對電能計量的實時監(jiān)控，此為控制電能計量的核心。

3電能計量裝置實時監(jiān)測概述

3.1實時監(jiān)測的目的

在關(guān)口采取專用計能表進行電能計量，在線路母線的運行中引起電能表通過繼電器在兩段母線間長時間切換，造成與之相連的二次回路壓降隨之發(fā)生變化，因此對電能計量的實時監(jiān)測十分重要。

此外，由于電能表的互感器在長期在易變化的環(huán)境中運行時，二次負荷也會經(jīng)常改變，高頻率的變化會造成電能計量的誤差，電能表由于不同原因還會存在失壓、斷相及超差等問題。在一定時間內(nèi)，這些問題最終會被發(fā)現(xiàn)及消除，但是不能準確地斷定，無形中增大了電量的誤差。因此，為解決誤差問題必須進行實時監(jiān)測。

3.2實時監(jiān)測系統(tǒng)的組成

實時監(jiān)測系統(tǒng)是用于電能計量監(jiān)測的核心，[2]目前實時監(jiān)測系統(tǒng)大體有集中式的在線監(jiān)測系統(tǒng)、分區(qū)集中式的模擬總線監(jiān)測系統(tǒng)以及分布式的數(shù)字化在線監(jiān)測系統(tǒng)。

（1）集中式的在線監(jiān)測系統(tǒng)

集中式在線監(jiān)測系統(tǒng)主要利用大量的屏蔽電纜將模擬信號經(jīng)過傳感器引導到控制室的計算機系統(tǒng)，并通過計算機通過擴展外部電路，來記性各路模擬信號的采集，然后進行數(shù)據(jù)處理和檢測。

（2）分區(qū)集中式的模擬總線監(jiān)測系統(tǒng)

分區(qū)集中的模擬總線監(jiān)測系統(tǒng)主要是根據(jù)監(jiān)控設(shè)備分布狀況，將被測的信號分成許多不同區(qū)域，分別進行匯集和選通，之后通過模擬信號傳送至控制室的計算機系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是減少現(xiàn)場電纜的數(shù)量，在信號抗干擾傳輸及同步測量上需要進行改進。

（3）分布式的數(shù)字化在線監(jiān)測系統(tǒng)

分布式的數(shù)字化系統(tǒng)可從根本上解決模擬信號長距離傳輸易受干擾、同步測量以及減少現(xiàn)場工作量的問題。采取分布式的系統(tǒng)是由安裝在監(jiān)控設(shè)備之上的數(shù)據(jù)采集及分析系統(tǒng)、控制室內(nèi)主副控 系統(tǒng)構(gòu)成。數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)對模擬信號能夠達到就地數(shù)字化處理的目標，然后通過現(xiàn)場總線將數(shù)字化模擬信號傳送至主控機。主控機還能夠?qū)崿F(xiàn)測量的同步控制，以及測量時不同參數(shù)的控制。

3.3不同實時監(jiān)測技術(shù)的分析

3.3.1遠程校準監(jiān)測技術(shù)

一般的電能計量裝置遠程校準監(jiān)測系統(tǒng)主要由電能計量裝置現(xiàn)場的具體監(jiān)測設(shè)備、通訊網(wǎng)絡(luò)以及后 臺的管理中心組成。該系統(tǒng)通過現(xiàn)場監(jiān)測設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場每個不同接入計量點的校驗信號的采 集、分析與處理和存儲及通訊工作，還可以對電能計量裝置的誤差進行實時檢測與實時計算，應(yīng)用廣泛。其監(jiān)測系統(tǒng)原理及具體表現(xiàn)如表1所示。

表1? 遠程監(jiān)測系統(tǒng)原理及具體表現(xiàn)

遠程監(jiān)測系統(tǒng)原理

具體表現(xiàn)

電能表的現(xiàn)場校驗工作

在該系統(tǒng)中，對于電能表精度的測試是與如今普通人工現(xiàn)場校驗原理及方法完全一致的，通過被檢表電能脈沖的輸出信號所代表的電能值與標準表在相同時間內(nèi)累計電能值之間的比較，來計算兩者的差別。

對電壓互感器的二次壓降進行測試

該系統(tǒng)中，測試二次回路壓降的方法與一般方法也相同，都通過測量二次回路的始端及末端的電壓差值，并將臨時測試的長電纜以專用電纜布線的方式固定，通過專門電路模塊來進行電壓的測算及比較。

對電流互感器的二次回路負荷進行測試

在該監(jiān)測系統(tǒng)，針對二次回路工作狀態(tài)的監(jiān)測主要通過測量回路的導納值。由于二次回路導納處于正常工作狀態(tài)下的導納值基本不改變，在發(fā)生二次回路故障時（匝間短路、荷載能力惡化、開關(guān)接觸不良、電能表的分流及通道的阻抗值過高等）都可能會造成的導 納值偏移正常值大小，需要根據(jù)具體的實測值進行改變。

3.3.2虛擬儀器實時監(jiān)測技術(shù)

虛擬儀器監(jiān)測技術(shù)主要是通過計算機硬件資源、儀器的硬件、數(shù)據(jù)的分析處理軟件、通信軟件以及圖形界面之間的有效結(jié)合。此外，虛擬儀器擁有傳統(tǒng)儀器所具有的信號的采集、信號的處理分與析以及信號輸出等基本功能，該系統(tǒng)的基本構(gòu)成是計算機、虛擬儀器的軟件、硬件接口以及測控裝置等。相比較傳統(tǒng)的監(jiān)測儀器相比，在電能的實施監(jiān)測方面虛擬儀器擁有很多優(yōu)點：

（1）利用關(guān)口電能計量的在線監(jiān)測和遠程校準系統(tǒng)研制塊化、可重復性使用及互換性等優(yōu)點，可根據(jù)電站需要，選用不同品牌的標準接口產(chǎn)品，使開發(fā)的儀器更加高效，且能夠縮短儀器的組建及開發(fā)時間，增加利用時間。

（2）技術(shù)中融入了大量計算機硬件資源。高性能處理器、高分辨率的顯示器及大容量硬盤等已經(jīng)漸漸成為虛擬儀器的必要配置，增強了數(shù)據(jù)處理、顯示及存儲等多方面的作用，改善監(jiān)測的條件，降低監(jiān)測的誤差。

（3）很強靈活性，虛擬儀器功能由用戶自定義，可進行計算機平臺、硬件、軟件及各種應(yīng)用系統(tǒng)所需附件的自由組合。

（4）憑借計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及接口技術(shù)使得虛擬儀器更加方便、靈活、互聯(lián)，能夠廣泛支持各類工業(yè)總線的標準，易于構(gòu)建自動化的測試系統(tǒng)，最終實現(xiàn)自動化測量及控制。

4總結(jié)

關(guān)口電能計量裝置由于組成結(jié)構(gòu)的電能表、互感器以及互感器二次回路的本體故障或者人為操作失誤產(chǎn)生一定的數(shù)據(jù)誤差，對于電站的運行于管理問題很大，因此，通過實時監(jiān)測系統(tǒng)，采取遠程校準監(jiān)測技術(shù)及虛擬儀器實時監(jiān)測技術(shù)等，對于實現(xiàn)電能計量的精確性有很大作用。

參考文獻：

[1]康廣庸.電能計量裝置故障接線分析模擬與檢測[J]，中國水利水電出版社，2007（2）

[2]高毅，王思彤.關(guān)口電能計量裝置運行工況跟蹤與分析系統(tǒng)，中國電力，2008（6）