論電子式電能表校驗中存在的相關問題及其處理方法

張紅+劉曉艷

[摘 要]隨著我國經濟的快速發展和智能電網的逐步建設，電子式電能表以其高精度、電子化、智能化等優勢在電網中得以廣泛應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，在進行電能表校驗時又有其獨特性，所以針對其在電能基本誤差測量、需量值測量、日計時誤差測量及事件記錄這些校驗基礎環節中的存在的問題總結經驗并進行相關分析具有突出的意義。

[關鍵詞]電子式電能表；校驗；問題

電能表是進行電能計量的功能表，它不僅廣泛存在于人們的生產生活，與民眾的切身利益息息相關，還是電力企業進行計量收費和經濟核算的重要工具。為此，電能表校驗以其準確公允地進行電能核算的基礎工作更顯示出其獨特作用。近來，我國經濟不斷取得突飛猛進的發展，人民的生活水平不斷邁進新臺階，全社會對電能的消耗日益增大，電力企業發展步伐持續加快，電能表需要承擔的功能和要求也越來越多，傳統機械式電能表已經無法滿足日前的發展需求，為此，電子式電能表憑借其自身多功能、高精度等優勢在電力企業中得到廣泛應用。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境、人為操作不當、技術因素等影響，所以對其的校驗工作有其特殊的方面。下文將對電子式電能表校驗中存在的幾個問題做一下分析，以此充分發揮電子式電能表的優勢。

一、電子式電能表的結構及工作原理

電子式電能表是一種新型的測量儀表，它以單片計為核心，應用了模數轉換技術和脈沖數字技術。由于其結構簡單，調整方便，計量準確度高等優點，被廣泛應用。目前研制并投入使用的電子式電能表主要是時分割乘法器式的電子電能表，時分割乘法器是用集成運算放大器按時分割原理做成的模擬乘法器，用于計量電網電壓和電流的乘積，然后再通過V/F轉換器將乘積（電壓值）轉化為頻率（即脈沖），并計數顯示。電網中的電壓值和電流值要經過電壓互感器和電流互感器才能送到時分割乘法器中相乘。輸入乘法器的電流信號被轉化成相應的電壓信號，與輸入的電壓信號相乘。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轉換器中，則電壓信號被轉化為頻率信號，最后送到計數電路和顯示電路，實現數字化的功率測量。

二、電子式電能表頻率特性及誤差分析

感應式電能表隨著高次諧波的增加，頻響特性曲線衰減很嚴重，而電子式電能表的頻響特性曲線則相對平坦，可近似認為沒有衰減，這表明電子式電能表具有較寬的頻率響應。當電網中的電壓和電流信號只有一個信號發生畸變，而另一個信號仍為正弦波時，根據正弦函數的正交性可得，電子式電能表在這種情況下，其誤差變化很小，可認為近似不變。當電網電壓和電流都發生畸變時，由于電子式電能表頻帶較寬，仍可以準確的計量諧波功率，也就是說，電子式電能表對諧波功率的響應是和對基波功率的響應相同的。電子式電能表把基波功率和所有的諧波功率一同計量，所以它在諧波存在下的計量誤差比感應式電能表的誤差大，在電網中，無論諧波流向如何，當諧波從負載流向電網時，實際上是負載將電網中的基波經過濾波和整流后，形成的諧波電流反送回電網，這是一種電能污染。全電子式電能表將負載（諧波源）消耗的基波有功電能和諧波源（負載）向電網返送的諧波有功電能（被污染的電能）進行了代數相加，使得記錄的能量比負載消耗的基波有功電能量還要小，這是全電子式電能表計量諧波源客戶的不足之處。故對大功率變流設備、電弧爐等產生高次諧波的電力負載用戶，為了只記錄負荷消耗的基波有功電能，采用電磁感應式電能表比用同準確級別的全電子式電能表更合理。

三、確定最大需量示值誤差

需量示值誤差試驗是在特定需量周期中測量平均功率最大值的試驗，是電能表常規試驗項目之一，同時也是需量準確計量的重要保障。具體而言，在需量示值誤差試驗中最大需量示值誤差主要包括總最大需量誤差和分段時段最大需量誤差。根據國家電網公司企業標準對需量示值誤差的要求，在特定條件下，需量示值誤差應不大于規定的準確度等級值。由于實際測量過程中切換時段，總最大需量誤差受到影響不大，應著重考慮分段時段最大需量誤差，即每個需量周期中的最大需量與原來測量出的總最大需量之間進行比較，從而確定該時段的最大需量，進而分析其中存在的最大需量誤差是否滿足其標準要求。通常情況下，產生最大需量誤差主要是受最大需量測量周期和電流電壓變化的影響。為此，進行最大需量示值誤差試驗時要盡可能地按照試驗的要求，合理分配測量周期，準確計量各費率時段的最大需量值，在不完整的需量周期內不做最大需量記錄，從而準確確定最大需量示值誤差。

四、測量日計時誤差

電能表日計時誤差是指具有計時功能電能表的走時誤差。電能表日計時誤差是分時計量的重要組成部分，它直接決定了電能表時鐘是否符合要求。通常在進行電能表日計時誤差試驗時要先預熱一個小時，然后將誤差計算器接受的脈沖數與標準脈沖數相比較，通過計算得出誤差值。之所以先預熱一個小時，主要是因為溫度的變化會影響電能表的準確性，再加上每個電能表廠家對其內部溫度補償方式不同，所以測試人員還要根據實際情況進行電能表內部溫度補償。進行完日計時誤差測量試驗后要對實驗結果進行合規性分析。然而針對日計時準確度的要求，質量標準卻為沒有統一的標準，比如按國家質量標準的要求靠工作準備開動12h后，計時準確度優于1.0s/d，而電力企業執行標準卻是當電池投入36h后，計時準確度優于1.5s/d。所以在進行電子式電能表校驗時應參考不同的標準，進行多次測量，從而使其均能達到合格標準，確保電能表的準確可靠。

五、對事件記錄的檢驗

對相關事件進行記錄是電子式電能表的主要功能之一，同時也是智能電網的基礎單元之一，主要承擔著及時記錄電能表相關事件與故障信息的職責。有了電子式電能表的時間記錄功能，測試人員在校驗電能表時便有了豐富的可利用信息，從而便于相關人員的分析處理。比如說狀態類事件中就包括失壓、失流、段相等由于電網或自身故障而發生的各類特定狀態；操作類事件就有清零、編程、校時等由于軟件或硬件的原因所引起的電能表信息的變更。但記錄時間的存在只是為測試人員提供了一定的基礎信息便利，然而對故障的具體分析卻仍得有賴于測試人員的理論知識和實踐經驗。如雖然同樣出現了失壓時間，但由于每個生產廠商對電壓下線標準的處理不同，從而引起判斷閥值的不一致，記錄的相關數據有所差異，從而給測試人員帶來不小的麻煩。另外并不是所有的故障均能在事件中顯現，就比如說對電能表影響很大的電量突變問題在電能表記錄時間中就沒有體現，還必須由測試人員進行仔細的分析和重復的測試才能解決。綜上可知，測試人員對記錄事件要斟酌考慮，結合實際情況和實踐經驗分析決策。

參考文獻：

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