數字化電能計量檢測技術方案分析

周彩霞

（焦作市質量技術監督檢驗測試中心，河南焦作 454000）

數字化電能計量檢測技術方案分析

周彩霞

（焦作市質量技術監督檢驗測試中心，河南焦作 454000）

科技的發展日新月異，變電站電能計量技術逐漸呈現出數字化的發展趨勢，電子互感器和數字化電能變的產生給電能計量檢測技術提出了更高的要求?；谝陨?，本文簡要分析了數字化電能計量系統，提出了數字化電能計量檢測技術方案，旨在為促進變電站電能計量的數字化發展作出貢獻。

數字化 電能計量 檢測 技術方案

我國大力提倡智能電網的建設，數字化電能表和電子式互感器的應用逐漸廣泛，這就改電能計量檢測提出了更高的要求，要想保證計量裝置運行的穩定和安全，就必須建立科學的電能計量檢測技術方案。

1 數字化電能計量系統分析

1.1 電子式互感器

電子式互感器主要包括二次變換器的電流或電壓傳感器和連接傳輸系統，被測量的量能夠按比例傳輸給測量儀器儀表或保護控制裝置，電子式互感器能夠通過兩種方式與二次設備連接，一種是數字信號轉換為低壓模擬量，一種是直接與帶有數字化接口的二次設備實現連接。電子互感器分為四個單元：①電壓電流傳感器單元：利用相關裝置產生與一次端子電壓或電流對應信號；②一次傳感器單元：將信號轉化為光信號，以此來適合光纖傳輸；③光纖輸出單元：將轉化的光信號傳輸給二次轉化器［1］；④二次轉化器：將接受的信號轉化為合并單元能夠接受的光信號，將轉化后的光信號通過光纖傳輸到合并單元中。

1.2 合并單元

一臺合并單元中有多個二次轉化器數據通道，每一個數據通道與電子式互感器對應，傳輸單一采樣測量值數據。在組合單元情況下，一個物理接口能夠與多個數據通道連接，合并單元以時鐘同步信號為基礎，對同一時間節點的信號進行采樣，之后按照相關協議發送到二次設備中，合并單元通過多模光纖采用以太網協議傳輸采樣數據值。

1.3 數字化電能表

數字化電能表中有信息采集接口，有數據轉化協議接口芯片，有計算電參量的數字信號處理器，其能夠對當前的功率脈沖進行指示，之后將信號傳送到中央微處理器單元中進行電參量的累加，點陣液晶顯示模塊能夠對表計的相關信息進行反映和顯示，實現用戶信息的獲取［2］。表計能夠以光纖以太網為基礎來讀取數據，實現數據共享。電子式互感器、合并單元與數字化電能表的通信主要通過光纖來完成，隔離電氣，避免電磁環境對信號和數據傳輸的影響。

1.4 數字化電能計量誤差分析

數字化變電站中，電壓信號和電流信號不可能是理想化的周期信號，因此采樣點數在不同周期可能會有所差異，這就會對電能表計量的準確度產生影響，應當對此進行檢測。

電能計量通過FFT來處理諧波，FFT分析受到采樣點數的影響，因此諧波也會對數字化電能計量準確度產生影響，應當對此進行檢測。

不同電壓互感器和電流互感器輸出規格會產生不同的計量量化系數，量化的數學模型中，量化系數的確定主要通過對電壓和電流的實際值計算得出，不需要對程序進行修改，因此額定電壓也會影響數字化電能計量的準確定，應當對此進行檢測。

如果數字化電能表受到的數據信息不合理，或沒有受到數據包，則會進行容錯處理，因此容錯能力也會影響數字化電能計量的準確性，應當對此進行檢測。

2 數字化電能計量檢測技術方案探討

2.1 電子式互感器檢測技術方案

電子式互感器檢測技術方案如下：調壓器/升流器產生檢測所需要的電流信號或電壓信號，在檢測電力互感器的過程中，電磁式電流互感器以及被測電子式互感器的一次電流由調壓器/升流器來提供，而在檢測電子式電壓互感器的過程中，調壓器/升流器則能夠提供一次電壓。將被檢測的電子式互感器二次輸入到合并單元中，之后由合并單元以同步信號為基礎來進行數據包的輸出，數據采集器接收到標準互感器的二次輸出，控制機發出指令，采樣同步觸發器受到指令后會發出同步采樣的命令，則兩塊數據采集器進行同步采樣，在采樣結束之后，合并單元輸出數據幀給計算機，計算機進行數據幀的解析，對波形數據點進行傅里葉變換，得到被檢測電子式互感器和標準互感器的二次輸出值幅值以及相位移，從而計算出被檢測電子式互感器的相位誤差，完成對電子式互感器的檢測［3］。

2.2 數字接口電能表的檢測方案

信號源、交換機、誤差處理器以及電源單元等設備組成數字式電能表的檢測裝置。信號源以設置參數和協議標準為基礎發送數據幀，交換機將數據幀轉發給被測表，將標準表和被測數字接口電能表發出計量的脈沖，誤差處理器在接收脈沖之后會對其進行計算，將計算的誤差值顯示出來，上位機與信號源和標準表誤差處理器連接，另外一路總線則連接被測數字接口點嫩表，設置并控制參數，之后對被測數字接口電能表數據接收的穩定性和安全性進行檢測，對電能計量的準確性進行檢測。

在檢測的過程中，在高速DSP下，數字信號源對電壓波形信號和電流波形信號進行輸出，對波形信號采樣和編碼，在符合相關協議之后進行輸出，由網絡端口接收［4］。低延時交換機對信號進行復制，將復制的信號傳輸到端口，電/光轉換電路對符合協議的信號進行轉換，轉換為多模/單模光信號，將轉換之后的信號送入到標準電能表和被測數字接口電能表中。電能輸出脈沖被標準表和被測表雷擊，之后同步送入到誤差處理器中，對標準表和被測表累計脈沖的比例關系進行分析計算，得出誤差值，從而完成對數字接口電能表的檢測。這種檢測方案中的檢測系統受到上位機軟件的控制，除了能夠對數字接口電能表常規測試點誤差進行檢測之外，還能夠對數字接口電能表的啟動、斷相、走字以及協議符合性和隨機丟幀等問題進行檢測，檢測功能更加豐富。

3 結語

綜上所述，對數字化電能計量檢測技術的研究至關重要，其是保證數字化電能計量系統穩定和安全運行的關鍵。本文從電子式互感器的檢測方案和數字化電能表的檢測方案簡要分析了數字化電能計量技術的檢測方案，旨在為促進數字化電能計量系統的穩定運行和可持續發展作出貢獻。

［1］劉衛新，李斌，高峰.數字化電能計量檢測技術研究［J］.新疆電力技術，2013，01：1-4.

［2］艾兵，江波.數字電能計量及其電能表檢測技術［J］.四川電力技術，2011，02：10-13+17.

［3］賴廣臨.數字化變電站的電能計量檢測技術討論［J］.廣東科技，2012，03：71-72+74.

［4］潘峰，林國營，張鼎衢.數字化電能計量裝置通信規約測試方法［J］.廣東電力，2015，09：119-122.