數(shù)字化電能表現(xiàn)場校驗技術(shù)分析

張先

摘要：數(shù)字化電能表是科技進步的產(chǎn)物，很多智能變電站都開始使用這種電能表來統(tǒng)計電能。但是，由于該類電表剛剛開始投入使用，還沒有一套系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法和使用規(guī)范，在運用中存在許多不足。為了滿足變電站的需求，已經(jīng)有科學(xué)家研究出了針對這一類電表的校準(zhǔn)方法了。筆者主要研究了數(shù)字化電能表產(chǎn)生誤差的原因，并對目前使用較多的三種校準(zhǔn)方法進行了比較。希望可以給變電站以及相關(guān)部門提供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化電能表；校準(zhǔn)技術(shù)；實力分析

中圖分類號：TM933.4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0207-02

1 數(shù)字化電能表的原理以及功能

數(shù)字電流表和傳統(tǒng)的電流表相比，在功能上有了較大的提高。數(shù)字化電流表具有變送功能，LED顯示功能和數(shù)字接口功能。數(shù)字化電能表的原理很見簡單，通過光纖，變電站的電壓、電流會被傳輸過來，轉(zhuǎn)換為數(shù)字化的信號，電能表接收到信號后會對信號進行運算，處理好的數(shù)據(jù)會被同步保存下來并在LED顯示屏上動態(tài)的顯示。為了確定電能表的運行是否正常，電能表上安裝有信號指示燈。通過觀察指示燈就能了解電能表的運行是否正常。電能表最重要的功能是進行電能采集，對電能表校驗也是為了保證采取數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。電能采集是根據(jù)有功和無功電能產(chǎn)生的脈沖來進行計算的。

數(shù)字電能表的種類有很多，按照不同的方式可以將數(shù)字電能表分為不同的類別。按照接收的信號形式不同，可以將電能表分為電流表、電壓表等。按照接入相線可以根據(jù)接入相的數(shù)目分為單相、三相三線等種類。按照接入的電源的性質(zhì)不同，也可以將電能表分類。電源為交流電的稱之為交流表，電源為直流電的，稱為直流表。按照數(shù)字電流表的功能可以分為顯示表、報警表、多功能表等。

2 數(shù)字化電能表產(chǎn)生誤差的原因

數(shù)字化電表的測量系統(tǒng)是很復(fù)雜的。數(shù)字化電能表主要由四個部分組成，第一個部分為電能表，是用來接收合并單元輸出的信號的，第二個部分為電子式互感器，其作用是對電壓等信號進行采樣。第三個部分是光纖，其功能為傳輸數(shù)信號。最后一個部分就是負責(zé)計算電能的電能表。由于數(shù)字化電能表沒有采用傳統(tǒng)的高精度計量芯片，而是用光纖進行數(shù)字的傳輸，因此數(shù)字化電能表不會因為電磁波的而產(chǎn)生誤差。

3 對數(shù)字化電能表進行校驗的三種方式

3.1 數(shù)字化功率源及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電能表法

在圖1中我們可以看到數(shù)字化功率源及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電能表法的校驗原理。該功率源在向外輸出信號的時候，遵循的DL/T860-9協(xié)議。該法可以根據(jù)實際的要求對電壓、電流信號的幅度和相位變化進行檢測。并按照下面的公式對數(shù)字化電能表的誤差進行校正。具體的公式如下所示：

γ=（WX-WN）/WN*100% （1）

在公式中，r代表的是數(shù)字化電能表在計算的時候產(chǎn)生的相對誤差，WX代入的是數(shù)字化電能表記錄下來的實際的電能數(shù)據(jù)。WN為計算出來的準(zhǔn)確的電能數(shù)據(jù)。

如果要采用這種方式進行數(shù)字化電表的校準(zhǔn)，就需要使用可靠的數(shù)字功率源，以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。同時應(yīng)該保證使用的數(shù)字化電能表的準(zhǔn)確度要比被校準(zhǔn)的電能表高。如果不能滿足以上條件，就不能運用此方法對數(shù)字化電能表進行校準(zhǔn)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字功率源法

繪制的是標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字功率源法對數(shù)字化電能表進行校正的原理。簡單的來說，就是設(shè)置相應(yīng)的電壓、電流、功率的參數(shù)，先計算出該參數(shù)下標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字功率源。而通過光纖設(shè)備，將滿足參數(shù)的數(shù)據(jù)發(fā)送給需要校準(zhǔn)的數(shù)字化電能表。該電表計算出來的數(shù)據(jù)，和標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)的差值，就是誤差的值。用這種方式計算誤差的公式和上一種方式運用的公式是相同的。只是公式中的WN變?yōu)榱藰?biāo)準(zhǔn)電能脈沖，而WX變?yōu)榱吮恍?zhǔn)的數(shù)字化電能表輸出的測量值。

3.3 模擬功率源及標(biāo)準(zhǔn)模擬電能表法

圖2是模擬功率源及標(biāo)準(zhǔn)模擬電能表法的校準(zhǔn)原理。這種方法對誤差計算的時候，仍然是和方式一的計算公式一樣。該方式的校準(zhǔn)原理，可以簡單的描述為：先通過模擬功率源，進行輸出測試。輸出測試中都模擬被校準(zhǔn)電能表所接受的電壓、電流信號強度。模擬電能表在模擬功率源下進行工作，按照設(shè)置的參數(shù)，計算出該參數(shù)下標(biāo)準(zhǔn)的電能值。當(dāng)被校準(zhǔn)的電能表也在同樣的參數(shù)下工作的時候，得到的就是實際測量的電能值。兩個數(shù)值的差就是被校準(zhǔn)的電能表在計算的時候產(chǎn)生的誤差數(shù)值。

4 數(shù)字化電能表校驗實例分析

以上述方法中的數(shù)字功率源及標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字電能表法為例。

圖3是威勝的D TSD 341型數(shù)字化電能表（0.2 S級），用它作為本文的校驗案例。

5 結(jié)語

隨著變電站的智能化，數(shù)字化電能計算表應(yīng)運而生。主要是為了滿足智能化變電站的要求。而數(shù)字化電能表的功能更加強大，解決了許多傳統(tǒng)電能表無法解決的問題。有效地提高了電能計量工作的效率，與傳統(tǒng)電能表相比，其計量準(zhǔn)確度得到了很大程度的提升。雖然從理論上說數(shù)字化電能表的誤差為零，但其實因為操作中網(wǎng)絡(luò)等問題，還是會出現(xiàn)計算偏差。為了適應(yīng)我國電力的快速發(fā)展，必須建立一套適用于智能變電站特點的電能計量系統(tǒng)和校驗標(biāo)準(zhǔn)，以保證電能計量的準(zhǔn)確性和可靠性，保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

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